当前位置:文档之家› 超声成像原理

超声成像原理


(4)差频回声式
基本工作原理为: ①发射固定频率的脉冲式或连续式超声; ②提取频率已经变化的回声(差频回声); ③将差频回声频率与发射频率相比,取得 两者间的差别量值及正负值; ④显示。
多普勒超声基础
(1)频谱多谱勒 多普勒效应:是奥地利科学家 Doppler于1842年首先提出,用于阐明振 动源与接收器之间存在相对运动时,所 接受的振动频率因为运动而发生改变的 物理现象。
(二)图像方位 仰卧位: 1、横切:图左为患者右侧,图右为患者左 侧,图上为腹,图下为背。
2、纵切:图左为患者头端,图右为患者足 端,图上为腹,图下为背。
3、冠状切面:图左为患者头侧;图右为患 者足侧。 4、斜切:图左为患者右侧,图右为患者左 侧,图上为腹,图下为背。
俯卧位: 1、横切:图左为患者左侧,图右为患者右 侧,图上为背,图下为腹。 2、纵切:图左为患者头侧,图右为患者足 侧,图上为背,图下为腹。
c、强回声:反射比较强,回声明亮,也可 伴有声影或多重反射。纤维组织(包 膜)、结石、钙化灶、气体。 d、高回声:回声强度介于等回声与强回声 之间。 e、无回声:均匀液体内无声阻抗差异的界 面既呈无回声暗区。胆汁、尿液、血液。
正常人体各种组织的回声表现: 1、强回声:气体、骨皮质、软骨组织、纤维结 缔组织 2、高回声:肾窦、胎盘、胰腺、肌肉、眼球后 组织、甲状腺实质 3、等回声:肝脾实质、肾皮质 4、低回声:脂肪 5、弱回声:无髓鞘中枢神经系统 6、无回声:液体
以回声形态命名 (1)光点——细小的亮点状,直径小 于3mm。 (2)光斑——直径小于5mm的斑片 状强回声。 (3)光团——直径大于5mm的团状 强回声。 (4)光环——回声呈环状。
(5)光带——回声光点连续排列呈明亮的 带状或线状。 (6)声晕——结节外周呈1~2mm无回声 环形围绕者。肝癌。 (7)声影——声速经过声阻抗差别大及声 衰减系数较大的障碍物时,声能明显衰 减,后方出现条状暗区称为声影,多见 于结石、钙化及致密结缔组织回声之后。
顺序扫切脏器时,每一单条声束线上的光点群 按次分布在X轴上,形成一切面声像图。 包括3个重要概念: ①回声界面以光点表达; ②各界面回声振幅(或强度)以辉度(灰度)表 达; ③声束顺序扫切脏器时,每一单条声束线上的光 点群按次分布成一切面声像图。
(3)M型:为活动显示型。获得“距离-时间”曲 线。 其原理为: ①单声束取样获得界面回声; ②回声辉度调制; ③示波屏y轴为时间轴,代表界面深浅; ④示波屏x轴为另一外加的慢扫描时间基线,代表 在一段时间内的超声与其他有关生理参数的显示 线。
多普勒公式: fR-f0=fd=±
将上式改写为:
2Vcosθ
× f0
C
V=
C(± fd) 2 f0 cosθ
多普勒效应基本条件V不等于0,同时必须 有强的反射源。 0<θ<90度时,cos θ为正值,表示血流方 向朝向探头,为正频移。 90< θ <180度时,cos θ为负值,表示血流 方向背离探头,为负频移。 θ = 0或180度时, cos θ =±1, fd最大。 θ = 90度时, cos θ =0,无频移。
3、内部结构特征:可分为结构如常,正常结构 消失,界面的增多或减少,界面散射点的大小 与均匀度以及其他各种不同类型的异常回声等。 4、后壁及后方回声:由于人体各种正常组织和 病变组织对声能吸收衰减不同,则表现后壁与 后方回声的增强效应或减弱乃至形成后方“声 影”,如衰减系数低的含液性的囊肿或脓肿, 后方回声增强,而衰减系数高的纤维组织、钙 化、结石、气体等则其后方形成“声影”。
5、周围回声强度:当实质性脏器内有占位性病 变时,可致病灶的周围回声的改变。如系膨胀 性生长的病变,则其周围回声呈现较均匀 性增 强或有血管挤压移位;如系浸润性生长的病变, 则其周围回声强弱不均或有血管走向的中断。 6、毗邻关系:有无压迫、粘连或浸润。

7、脏器活动情况:脏器的活动可反映脏 器组织的功能状况,如心肌出现缺血和 梗死时,其相应部位的心肌将出现室壁 运动异常。通过观察心脏瓣膜的活动可 判断有无瓣膜狭窄和关闭不全。
(一)超声波的定义
振动的传播称为波动(波)。波动分为两大类— —机械波和电磁波。 超声波:是指振动频率超过2万Hz的机械波,称 为超声波。 诊断用的超声波频率通常为2.5~10MHz。 横波:质点的振动方向与波的传播方向垂直 纵波:质点的振动方向与波的传播方向平行
(二)超声波的物理参数
1、波长:λ 2、频率:f 3、声速:c。声波在人体中平均速度为 1540m/s 三者关系:c=λ*f
2、振铃效应/声尾, 胃肠道及肺部气 体,多次内部反 射形成,又见胆 道积气、胆囊壁 胆固醇结晶后方 的慧尾,节育环 等。

3、镜像效应: 镜面折返虚像。 在大而光滑的 界面产生。

4、侧壁失落效应:大界面回声时入射角度 过大产生。


5、后壁增强效应:由于仪器加入深度增 益补偿而产生。 6、声影:系声路中具有较强声衰减所造 成。
速度/频率 收缩期 收缩峰 舒张 期 带宽 窗 时间 舒张期末
速度/频移-时间显示谱图
彩色多普勒血流显像基础
(1)定义: 彩色多普勒血流显像(Color Doppler Flow Imaging,CDFI)——利用自相关 技术,采用伪彩色编码来显示血流的一 种方法。 自相关技术——是检测两个信号间相位 差的一种方法,其目的是检测出血流的 方向和速度。
(四)超声波的特性


1、方向性:直线传播 2、声衰减现象:扩散、散射、组织对声 能的吸收 3、多普勒效应(Doppler效应):声源 与接受体之间存在相对运动,产生频率 变化。

超声遇到活动的界面,散射或反射回声 的频率发生改变,又名多普勒频移。界 面活动朝向探头时,回声频率升高,呈 正频移;界面活动背离探头时,回声频 衰减低,呈负频移。频移的大小与活动 速度呈正比。
(三)人体组织的声学参数
1、密度: 2、声速: 3、声阻抗(Z):介质的密度( ρ )与介质 中声速( c )的乘积。 即:Z=ρ×c (Kg/m2· s)


声阻抗是超声诊断中最基本的物理量, 声像图中各种回声图像都主要由于声阻 抗差别造成。 人体各组织声阻抗值大小排列顺序: 骨>肌肉>肝脾>肾、血液>乳腺>水>脂 肪>肺>空气
8、脏器结构的连续性分析:脏器的连续性 可为疾病诊断提供重要依据。如先天性 室间隔缺损表现为室间隔的连续性中断。
(2)CDFI原理:用运动目标显示技术 和相位检测法,由接收回波分析血流速 的空间分布,并把它的大小、方向用红 蓝绿三种彩色编码和B型成像同时显示。
(5)其它成像显示方式
①能量多普勒(CDE)成像 ②组织多普勒成像 ③三维超声成像 ④非线性血流成像,即二次谐波成像 ⑤声学定量与彩色室壁运动动态显示技术 ⑥声学造影
⑦频谱辉度以亮度表示,亮度代表红细胞的数量, 亮度亮表示红细胞数量多,反之,少。 ⑧频谱离散度,即频移在垂直方向上的宽度,代 表血流速度分布范围,分布范围大,频谱宽。 ⑨层流:频谱窄,光点密集,包络光滑,频谱和 基线之间有空窗。 湍流:频谱宽,光点疏散,包络毛糙,频谱 和基线之间没有空窗。 涡流:双向湍流特征。

6、衰减:吸收、散射、声束扩散 7、多普勒效应(Doppler效应): 8、非线性传播:
(六)超声图像形成

超声传播系通过介质中粒子的机械振动 进行的,它不同于电磁波,故在真空中 不能传播。



人体组织为什么表现为各种图像? 1、因为不同组织声阻抗不同:超声在介 质的传播过程中,遇到两种不同介质, 只要两者的密度或声速不同,在其交界 面即产生声阻抗,其间只要有0.1%的差 值即可产生反射与折射等 。 2、超声具有上述各种物理特性(反射、 折射、散射、衰减、多普勒效应、方向 性、穿透力等)。
(2)多普勒血流频谱分析基础 ①频谱的横轴代表时间s,纵轴代表血流速 度cm/s; ②收缩峰是指在心动周期内达到收缩峰频 移和峰值流速的位置。 ③舒张期末是将要进入下一个收缩期的舒 张期最末点
④窗为无频率显示区 ⑤中间水平线(横轴线)代表零频移线 (基线),在横轴上方为正频移,表示 血流朝向探头,横轴下方为负频移,表 示血流背离探头。 ⑥振幅的高低代表频移的大小,即血流速 度的快慢。
二、图像伪像
(一)定义:因声学物理特性、成像技术、 仪器调节或人体生理/病理情况等原因所 造成的假像。
(二)常见图像伪像
1、混响效应:由于多次反射和/散射造成, 常见于体内平滑大界面,如腹壁出现混 响使膀胱前壁、胆囊底、肾脏、囊肿前 壁等表浅部位出现假性回声。 避免/减少:a、侧动探头,避免声束垂直 腹壁,可减少伪像;b、加压探头。
三、图像描述与图像分析
(一)回声的描述与命名 常用超声术语
(1)、描述必须使用规范化超声术语。
牢记常用超声术语 ——以回声强度定名 a、弱/低回声:指反射光点辉度较正常脏器或病 灶周围的正常组织的回声光点辉度减低。肾髓 质。 b、等回声或中等回声:指反射光点强度等于正 常组织回声,不增强也不减低。肝脾实质。

伪彩色编码——将多普勒信号以红、蓝、 绿三种基色进行人为编码,以红色表示 血流朝向探头,蓝色表示血流背离探头, 绿色表示血流分散。显示颜色的亮度表 示速度的大小,色彩明亮表示血流速度 快,色彩暗淡表示血流速度缓慢。正向 血流紊乱接近黄色(红+绿),反向血流 紊乱接近青色(蓝+绿)。这样用三种彩 色便显示了血流的方向、速度、及湍流 程度。

超声波在人体中传播时产生的现象 1、反射:大界面对入射超声产生反射现 象。 2、全反射:全反射发生时不能使声束进 入第二介质,而出现“折射声影”。 3、折射:由于人体各种组织、脏器中的 声束不同,声束在经过这些组织间的大 界面时,产生声束前进方向的改变,称 为折射。
相关主题