超声物理学现象.ppt

超声的物理学现象与成像的原理详解 中山大学附一黄埔院区麻醉科 刘明姬 内 容 超声波物理学概念 超声探头原理--超声波的产生及传播 优化超声图像需要超声物理知识 选择合适探头 增益设置 深度设置 组织回声超声特性 超声伪像 成像模式 声 速 声阻抗 超声探头原理-压电式转换器原理 一些晶体类物质，如石英或电气石等，可呈现一种被称为压电效应的特性。 ----即当施加给它们一定的电压时，它们会改变形状；相反当用力挤压使其变形时，则会产生电压。 当这种物质接收电脉冲时，会不停的变形从而产生震荡，将电能转化为机械能。 这种震荡在晶体的共振频率重复发生，且频率的高低与晶体的厚度成反比。 现代超声探头使用的是比石英具有更大压电性能的物质，如锆钛酸铝等。 超声波的传播 声波在空气中的传播速度约为330m/s,而其在水中的传播速度是在空气中传播的5倍左右。 探头在接触皮肤时需使用具有传导力的凝胶--- 耦合剂 连接体 超声不是在空气中传播的 耦合剂作为声波在身体传播的媒介，消除气体形成的缝隙 可以通过调节增益来补偿衰减 时间增益补偿调整回波信号 取决于深度 近场 / 远场 时间增益补偿 伪像 什么是感兴趣的区域？ 表浅 或深部 扫查声窗的大小? 病人的胖瘦? 彩色多普勒 角度依赖性 角度垂直彩色不显示 成像模式 一维 A 超 = 以幅度标示回波的强度 * Poor propagation is gas due to widely spaced molecules. The closer the molecules the faster the sound wave moves through the medium. 探头选择 频率 vs 分辨率 频率越高– 波长越短- 分辨力越好/穿透力越差 频率越低 – 波长越长- 分辨力越差/穿透力越好 凸阵探头与线阵探头 坐骨神经 臀大肌 股方肌 股骨 深部组织—凸阵探头 表浅组织---线阵探头 深度调节： 肝脏、心脏等以看见其下缘边界为准 尽量让目标结构位于成像区域中间 在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。 多普勒效应 在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管内的血流方向、流速和湍流程度、横膈的活动以及胎儿的呼吸等。 探头工作时，换能器发出超声波，由运动着的红细胞发出散射回波，再由接收换能器接收此回波。 多普勒效应的临床应用 具体到超声检查过程中，血流朝向探 头运动时，回声频率高于发射频率， 称为正频移。 血流背离探头时，回声频率低于发射 频率，称为负频移。 故使用多普勒仪器时，要注意探头的 位置，控制声速与血流方向的夹角尽 可能小，一般小于60度。 多普勒效应的临床应用 彩色多普勒效应的临床应用 彩色多普勒 正频移为红色 负频移为蓝色 频谱多普勒 正频移为正向波 负频移为负向波 即辉度调制型。此法以不同辉度光点表示界面反射信号的强弱，反射强则亮，反射弱则暗。因采用多声束连续扫描，故可显示脏器的二维图像，本法是目前使用最为广泛的超声诊断法。 B 型 (brightness mode) 显示在一条线上(即一维)运动脏器某个结构活动规律的一种方法. M 型 (motion mode) M 型图像（运动模式） 时间距离曲线 总 结 超声波的相关概念 图像的调节与探头的选择 探头扫查切面与超声成像 组织回声特点及回声分类 超声多普勒技术 Practice! * 超声波除此之外的特性是（下一张） * * * * * 一方面，可以避免伪像可能引起的误诊和漏诊；另一方面，还可以利用某些特征的伪像帮助诊断，提高我们对于某些特殊病变成分或结构的识别能力。Fig. 1. Ultrasound image with artifacts: 1) near-field artifact caused by transducer, 2) missing left-ventricular wall caused by shadowing, and 3) higher intensities due to echo reverberations. This makes automated contour detection a difficult job (grey: manually traced contour, red: detected contour).??? * 增益设置 太暗 平衡 太亮 图像特征 横向分辨力: 是