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文檔簡(jiǎn)介
1超聲基礎(chǔ)知識(shí)3超聲最新技術(shù)2一些重要概念A(yù)什么是超聲波B超聲成像的原理和應(yīng)用C超聲圖像的分辨率D彩色多普勒超聲基礎(chǔ)知識(shí)A.什么是超聲波超聲波是機(jī)械波,是縱波(質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)方向和波的傳播方向平行),A.什么是超聲波人耳可聽波頻率范圍
:
20Hz-20,000Hz頻率高于20,000HZ的聲波,稱為超波臨床常用的超聲頻率范圍在2-13MHz間A.什么是超聲波1如何描述超聲波2頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系3人體中的傳播規(guī)律
超聲波具有聲波的共同物理特性
1必須經(jīng)過(guò)彈性介質(zhì)進(jìn)行傳播
2液體、氣體、人體軟組織中的傳播方式為縱波(聲波振動(dòng)的方向與傳播方向相同)3具有反射、折射、衍射、散射特性
4在不同的介質(zhì)中傳播分別具有不同的聲速
和不同的衰減
固體﹥液體﹥氣體空氣344m/s
水1524m/s
顱骨3360m/s
肝1570m/s
脂肪1476m/s
人體軟組織的聲速平均為1540m/s
涉及:超聲測(cè)距=v.t
超聲測(cè)距的誤差5%超聲波的基本物理量1.傳播速度:波的傳播過(guò)程實(shí)質(zhì)上是聲能量的傳遞過(guò)程,其速度依賴于媒質(zhì)的密度,彈性模量和波的類型。固體〉纖維組織〉液體〉氣體2.周期:質(zhì)點(diǎn)在平衡位置往返震動(dòng)一次所需的時(shí)間。3.頻率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)的次數(shù)。4.波長(zhǎng):一個(gè)周期內(nèi)聲波傳播的距離。C=&*f.波長(zhǎng)決定了成像的的極限分辨率,f決定了可成像的組織深度。聲阻抗特性=密度*聲速,考慮媒質(zhì)衰減時(shí)與頻率有關(guān),聲衰減系數(shù):聲強(qiáng)和聲壓2傳播超聲波的媒介物質(zhì)叫做介質(zhì),不同頻率的超聲波在相同介質(zhì)中傳播時(shí),聲速相同。相同頻率的超聲波在不同介質(zhì)中傳播,聲速不相同波長(zhǎng)
周期頻率振幅1.如何描述超聲波1秒鐘頻率f=2Hz音速C=340m/s波長(zhǎng)λ=C/f=340m/2=170m2.頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系3.人體中的傳播規(guī)律散射透射反射
超聲的物理特性束射特性(方向性)超聲的頻率高波長(zhǎng)短,方向性強(qiáng),呈直線傳播,利用這一特性進(jìn)行定位
1大界面與界面反射大界面:長(zhǎng)度大于聲束波長(zhǎng)的界面反射:超聲在介質(zhì)中傳播時(shí),遇到兩種聲阻抗(密度×聲速)不同的組織界面,部分聲能在界面上返回-反射;部分聲能穿過(guò)界面進(jìn)入第二種介質(zhì)-折射(透射)。
反射透射散射衰減吸收傳播規(guī)律3.人體中的傳播規(guī)律超聲波的反射,和折射,(在大界面)散射:組織界面的尺寸與波長(zhǎng)相當(dāng)或小于波長(zhǎng)時(shí),背向散射繞射:障礙物直徑等于或小于波長(zhǎng)的一半時(shí),繞射。衰減:熱能,反射,散射,聲束的逐步擴(kuò)散。膽石后的聲影囊性結(jié)構(gòu)后方的回波增強(qiáng)曲線性結(jié)構(gòu)后方的聲影3.人體中的傳播規(guī)律B.超聲波成像原理和應(yīng)用1不同組織的回聲性質(zhì)2超聲的臨床應(yīng)用3超聲圖像的顯示分類B.超聲波成像原理和應(yīng)用B.超聲波成像原理和應(yīng)用1不同組織的回聲性質(zhì)2超聲的臨床應(yīng)用3超聲圖像的顯示分類實(shí)質(zhì)臟器:肝、脾(表現(xiàn)為均勻的光點(diǎn)回聲)空腔臟器:胃、肺(表現(xiàn)為強(qiáng)回聲,無(wú)圖象)含液臟器:膽囊,膀胱,血管(為無(wú)回聲暗區(qū))質(zhì)硬物:結(jié)石、鈣化灶(表現(xiàn)為強(qiáng)回聲光點(diǎn))1.不同組織的回聲性質(zhì)臨床應(yīng)用a軟組織b實(shí)質(zhì)性或液性臟器a含氣臟器b骨骼2.超聲的臨床應(yīng)用器官的組織和細(xì)胞病理學(xué)器官的形態(tài)學(xué)器官的血流動(dòng)力學(xué)病變的預(yù)后介入性治療術(shù)中的監(jiān)測(cè)病變的早期診斷病變的療效觀察2.超聲的臨床應(yīng)用3.超聲圖像顯示分類(A,B,M.D)A超顯示單超聲束界面回聲的幅度,用脈沖波的幅度顯示回聲的強(qiáng)弱,屬一維圖象?,F(xiàn)在主要應(yīng)用于顱腦和眼球方面。B超二維斷面超聲M超是一種單超聲束超聲心動(dòng)圖,顯示心臟各層次運(yùn)動(dòng)回聲曲線,是一條“位置—時(shí)間曲線”。D超分為頻譜多普勒、彩色多普勒、彩色血流能量圖三、
聲場(chǎng)(一)超聲場(chǎng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)有聲能占據(jù)的空間(二)聲場(chǎng)特性
1掃描聲束的形狀、粗細(xì)及聲束本身的能量分布隨探頭的形狀、大小、陣元數(shù)及其排列、超聲頻率(波長(zhǎng))、有無(wú)聚焦以及聚焦方式不同而不同。同時(shí)受人體組織不同程度吸收、衰減、反射、折射和散射等影響。
聲束組成主瓣和旁瓣突出主瓣消除旁瓣主瓣超聲成像越細(xì)越好旁瓣產(chǎn)生偽像近場(chǎng)區(qū)產(chǎn)生呈花瓣?duì)?/p>
3聲場(chǎng)近場(chǎng):聲束集中其直徑接近于探頭直徑長(zhǎng)度L=(2rf)/c
橫斷面聲能分布不均勻,影響診斷遠(yuǎn)場(chǎng):聲束擴(kuò)散呈喇叭形,橫斷面聲能分布均勻,擴(kuò)散角愈小聲束的方向性好。
反射強(qiáng)度取決于兩種介質(zhì)的聲阻抗差,越大反射就越強(qiáng)只要有0.1%聲阻差-反射回波界面反射的角度依賴性:反射方向與角度有關(guān),入射角越小,返回探頭的超聲越多,當(dāng)入射角00
即入射聲束與界面垂直,反射最佳。入射角越大,反射回波就部分或全部不能被探頭接收,圖像不清。
界面回聲反射的能量與界面形狀密切關(guān)聲束垂直于凹面-聚焦回聲稍強(qiáng)凸面-散焦回聲減弱不規(guī)則界面→漫反射回聲強(qiáng)弱不等
2小界面與后散射(背向散射)小界面:小于聲束波長(zhǎng)的界面后散射:超聲在介質(zhì)中傳播時(shí),當(dāng)遇到小于波長(zhǎng)的界面即產(chǎn)生散射,朝向探頭的散射波可被接收到即返回探頭方向的那部分散射波稱背向散射,無(wú)角度依賴衰減特性衰減的主要原因:吸收、散射、聲束擴(kuò)散
衰減:聲波在組織中傳播時(shí),聲能隨傳播距離的增加而進(jìn)行性減弱。吸收:聲波在體內(nèi)傳播時(shí),部分能量用來(lái)克服組織的內(nèi)摩擦力,從而變?yōu)闊崮堋B暿鴶U(kuò)散:超聲在介質(zhì)中傳播時(shí),其前進(jìn)方向上的能量減少,與探頭的特性有關(guān),與介質(zhì)性質(zhì)關(guān)系不大。
TCG曲線:使深部組織的回聲顯示清晰。一般采用近場(chǎng)抑制,減弱接近探頭部位組織內(nèi)的過(guò)強(qiáng)反射;遠(yuǎn)場(chǎng)提升,以補(bǔ)償人體軟組織的衰減。衰減規(guī)律:骨﹥軟骨﹥肌腱﹥肝腎﹥血液﹥尿液、膽汁C.超聲圖像分辨率超聲的分辨力分辨力:能夠區(qū)分兩點(diǎn)最小距離的能力影響因素超聲波的頻率脈沖寬度聲束寬度聲場(chǎng)遠(yuǎn)近和能量分布探頭類型儀器功能(像素、灰階數(shù))
1空間分辨力:與聲束特性有關(guān),分三種軸向分辨力:聲束長(zhǎng)軸方向上分辨兩個(gè)物體的能力,即前后兩點(diǎn)的最小距離與頻率成反比,理論上為λ/2,實(shí)際上比理論值低5-8倍。
對(duì)單晶片或環(huán)陣探頭,只有橫向分辨力,無(wú)側(cè)向分辨力,因聲束截面是圓形的,橫向束寬和側(cè)向束寬相同。電子聚焦的探頭,聲束的截面為矩形,就有橫向與側(cè)向分辨力的區(qū)分。
橫向分辨力:能分辨與聲束相垂直的直線上兩物體的最小距離,由聲束寬度決定,相當(dāng)于晶片的寬度。提高其分辨力采用聚焦方法使聲寬變窄,聚焦區(qū)范圍變長(zhǎng)。
側(cè)向分辨力:能區(qū)分與聲束長(zhǎng)軸、短軸方向上均垂直的直線上兩點(diǎn)的最小距離。相當(dāng)于晶片的厚度。提高側(cè)向分辨力多于橫向,可采用各種電子聚焦如可變孔徑、動(dòng)態(tài)聚焦等。
2對(duì)比分辨力對(duì)比度(反差)-區(qū)分不同的回波強(qiáng)度的能力。實(shí)際上就是灰階數(shù)或灰度。時(shí)間分辨力指每?jī)蓭瑘D像之間的時(shí)間間隔或單位時(shí)間內(nèi)成像速度即幀頻。成像速度越快,幀頻越高,分辨力越高。對(duì)活動(dòng)的器官要求較高的時(shí)間分辨力。如心臟時(shí)間分辨力高空間分辨力下降腹部時(shí)間分辨力低空間分辨力高
NRF<c/2N掃描線數(shù)R探測(cè)深度F幀數(shù)
C聲速4細(xì)微分辨力(寬頻帶和數(shù)字化聲束處理)超聲的生物學(xué)效應(yīng)
熱效應(yīng):超聲的吸收導(dǎo)致部分聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁咕植繙囟壬?空化作用高頻大功率的超聲通過(guò)液體時(shí),聲波向前振動(dòng)對(duì)液體有壓力(正聲壓),向后運(yùn)動(dòng)(負(fù)聲壓)產(chǎn)生拉力,液體承受拉力的能力差,特別是在氣泡和雜質(zhì)處,液體分子被拉斷產(chǎn)生空腔,緊接著下一個(gè)正聲壓使空腔迅速閉合,在閉合的瞬間產(chǎn)生局部高壓放電現(xiàn)象造成細(xì)胞的損傷。
3診斷用的超聲對(duì)細(xì)胞畸變、染色體、組織器官的影響等尚無(wú)定論
4高強(qiáng)聚焦超聲對(duì)生物組織有強(qiáng)大的破壞作用,利用其熱凝固和空化作用可破壞殺滅腫瘤細(xì)胞,現(xiàn)進(jìn)行腫瘤消融治療;利用機(jī)械振蕩作用行
碎石治療。
5其他:理療的廣泛應(yīng)用。C.超聲圖像的分辨率1空間分辨率(SpatialResolution)2對(duì)比度分辨率(ContrastResolution)3時(shí)間分辨率(TemporalResolution)
abca.縱向分辨率b.橫向分辨率c.側(cè)向分辨率1.空間分辨率
abc1.縱向分辨率a.縱向分辨率和頻率的關(guān)系a.縱向分辨率和頻率的關(guān)系頻率范圍優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用低頻探頭(2-5M)穿透力好分辨率弱腹部,心臟高頻探頭(7.5M以上)分辨率好穿透力弱小器官(甲狀腺,乳房)a.縱向分辨率和頻率的關(guān)系探頭高頻聲波低頻聲波目標(biāo)物a.縱向分辨率和頻率的關(guān)系動(dòng)態(tài)頻率掃描技術(shù)(DynamicFrequencyScan)解決縱向分辨率與穿透力的矛盾目的a.縱向分辨率
abcb.橫向分辨率橫向分辨率提高超高密度探頭聚焦技術(shù)(RX+TX)可變開口技術(shù)b.橫向分辨率53b.橫向分辨率-超高密度探頭傳統(tǒng)探頭超高密度探頭b.橫向分辨率-超高密度探頭傳統(tǒng)探頭超高密度探頭b.橫向分辨率-超高密度探頭b.橫向分辨率-超高密度探頭b.橫向分辨率-發(fā)射聚焦(TX)b.橫向分辨率-發(fā)射分段聚焦b.橫向分辨率-動(dòng)態(tài)發(fā)射聚焦b.橫向分辨率-接收聚焦b.橫向分辨率-可變開口技術(shù)Aperture1223312233孔徑12311+21+2+3b.橫向分辨率-可變開口技術(shù)接收聚焦:動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)&象素聚焦發(fā)射聚焦:發(fā)射時(shí)聲束的多段聚焦b.橫向分辨率-發(fā)射聚焦和接收聚焦PIXELFOCUSb.橫向分辨率-數(shù)字化象素聚焦
abcc.側(cè)向分辨率半球形聲波界點(diǎn)聲源造出球形聲波理想的聲束減少旁瓣細(xì)小聲束c.側(cè)向分辨率-HST半球形聲波技術(shù)旁瓣效應(yīng)產(chǎn)生原理:聲源發(fā)生主瓣之外,還存在數(shù)對(duì)旁瓣,其產(chǎn)生的聲像與重疊于主瓣聲像圖上。表現(xiàn):充盈的膀胱底部有時(shí)會(huì)出現(xiàn)薄紗狀虛影。c.側(cè)向分辨率-HST半球形聲波技術(shù)ElevationDirectionHSTProbec.側(cè)向分辨率睪丸內(nèi)鈣化點(diǎn)ArrayDirectionElevationDirectionc.側(cè)向分辨率c.側(cè)向分辨率-透鏡c.側(cè)向分辨率-透鏡ConventionalCompoundArrayProbe縱向分辨率橫向分辨率側(cè)向分辨率探頭頻率探頭技術(shù)動(dòng)態(tài)開口技術(shù)聚焦技術(shù)HST探頭聲透鏡凹面晶片1.空間分辨率小節(jié)2.對(duì)比度分辨率以前的數(shù)字
10bits:1024檔新的數(shù)字
12bits:4096檔現(xiàn)在最高檔的彩超應(yīng)用12bit轉(zhuǎn)換器,即4096級(jí)2.對(duì)比度分辨率3.時(shí)間分辨率幀頻表示一個(gè)心動(dòng)周期10HZ(每秒10幅圖像)5幅圖像60HZ(每秒60幅圖像)30幅圖像提高高通道數(shù)多重聲束處理3.時(shí)間分辨率單倍聲束處理系統(tǒng)多重聲束處理系統(tǒng)多重聲束處理一次發(fā)射在同一接收周期中多次接收3.時(shí)間分辨率3.時(shí)間分辨率最大幀頻1000幅/秒多重聲束處理技術(shù)1空間分辨率縱向分辨率:頻率橫向分辨率:高密度探頭,可變開口,聚焦技術(shù)側(cè)向分辨率:凹面晶片,聲透鏡,HST
2對(duì)比度分辨率12比特/高信息量3時(shí)間分辨率多重聲束處理C.超聲圖像的分辨率整理D.彩色多普勒1多普勒效應(yīng)2彩色多普勒原理3多普勒成像分類D.彩色多普勒V自己=0f=9人/秒V自己=9人/秒f=18人/秒V自己=-9人/秒f=0人/秒1.多普勒效應(yīng)1.多普勒效應(yīng)〉多普勒效應(yīng)如果發(fā)射,接收換能器與人體組織之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng),此時(shí)接收到的超聲信號(hào)的頻率和發(fā)射信號(hào)的頻率之間就有一定的差異,我們把這種效應(yīng)稱,,,,,,多普勒技術(shù)用途判定血流方向測(cè)定血流速度確定血流性質(zhì)層流、湍流F(T)F(R)F(T):發(fā)射頻率F(R)=F(T)+ff:頻移多普勒效應(yīng):超聲波遇到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)會(huì)產(chǎn)生頻移的現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)2.彩色多普勒原理
V=速度(Velocity)
C=聲速
fd=多譜勒頻移
f0=彩色重復(fù)頻率V0=VXCOSθV=C2COSθХfdf0探頭血管VV0θ避免等于90度2.彩色多普勒原理尼奎斯特極限與頻率混疊當(dāng)探頭發(fā)射脈沖波后接收到的回?fù)茴l率達(dá)到初始發(fā)射脈沖波重復(fù)頻率的一半時(shí),其接收到的頻率方向和測(cè)值就會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)頻率混疊。脈沖重復(fù)頻率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)射的脈沖波個(gè)數(shù)方法:1調(diào)高速度標(biāo)尺的測(cè)速范圍,2,調(diào)低多普勒測(cè)速0線,3選擇低頻探頭,4增大聲速入射角,5減少測(cè)速點(diǎn)與探頭間的空間距離。A.彩色多普勒B.頻譜多普勒1.二維彩色多普勒CDFI2.彩色能量圖POWERFLOW3.脈沖多普勒PW4.高頻脈沖多普勒HPRF5.連續(xù)波多普勒CW3.多普勒成像分類1.二維彩色多普勒CDFI紅色表示朝向探頭方向運(yùn)動(dòng)藍(lán)色表示背離探頭方向運(yùn)動(dòng)混色表示運(yùn)動(dòng)速度的分散性心臟的收縮和舒張背向探頭的血流為蘭色朝向探頭的血流為紅色1.二維彩色多普勒CDFI速度范圍(VelRange)=重復(fù)頻率(PRF)19.9cm/sec53.1cm/secPRF:低PRF:高二維彩色多普勒速度范圍1.二維彩色多普勒CDFI掃描范圍:窄掃描范圍:寬彩色顯示范圍:寬
幀頻:慢
幀頻:快彩色顯示范圍:窄1.二維彩色多普勒CDFI1.二維彩色多普勒CDFI彩色頻率和彩色圖象的關(guān)系取樣容積小,窄頻層流取樣容積大,頻移較大,峰值速度不變,但平均速度略有不同取樣容積大小與頻譜形態(tài)有關(guān)1.二維彩色多普勒CDFI1.二維彩色多普勒CDFI1.容易區(qū)分管道是血管與非血管2.容易觀測(cè)到血流的存在3.容易顯示血液流動(dòng)4.容易放置多譜勒取樣點(diǎn)1.血流速度顯示不夠精確2.低速血流敏感度不夠優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)ColorFlowMode彩色血流模式PowerFlowmode能量血流模式2.彩色能量圖POWERFLOW1.無(wú)角度依賴2.無(wú)混疊現(xiàn)象3.無(wú)角度依賴4.靈敏度高5.動(dòng)態(tài)范圍高1.無(wú)血流方向信息1.檢測(cè)低速血流2.連續(xù)顯示迂曲的細(xì)小血管分布3.器官和腫瘤的血供2.彩色能量圖POWERFLOW1)譜線的方向上表示血流的方向(朝向探頭或背向探頭)2)譜線的幅度反映運(yùn)動(dòng)速度,3)譜線的粗細(xì)反映運(yùn)動(dòng)速度的分散性。B.頻譜多普勒B.頻譜多普勒-PW,CW,HPRF頻譜多譜勒模式高脈沖重復(fù)頻率HPRF脈沖波多譜勒PW連續(xù)波多普勒CW多普勒檢查兩種方式脈沖多普勒(pw)采用單個(gè)換能器,間斷發(fā)放超聲波,足夠的時(shí)間后,脈沖波傳到采樣部位,再返回?fù)Q能器,然后再發(fā)放下一次脈沖。脈沖的間隔通常為傳遞時(shí)間的2倍。反映某一部位或某一深度的血流信息,可精確定位,不能檢測(cè)高速血流。脈沖波多普勒:采用單組陣元發(fā)射脈沖波,并于脈沖間期接收回波。優(yōu)點(diǎn):可準(zhǔn)確定位缺點(diǎn):受PRF限制,有折反現(xiàn)象(混疊現(xiàn)象);不能測(cè)高速血流PWB.頻譜多普勒-PW高頻脈沖多普勒:是在脈沖多普勒基礎(chǔ)上的改進(jìn),界于脈沖多普勒和連續(xù)多普勒間。提高了檢測(cè)高速血流的能力,但降低了距離分辨力。HPRF優(yōu)點(diǎn):檢測(cè)高速血流能力提高缺點(diǎn):定位不夠精確B.頻譜多普勒-HPRF連續(xù)波多普勒:探頭連續(xù)發(fā)射和接收超聲波,沿超聲束不同深度出現(xiàn)的多普勒頻移均被接收、分析、和顯示出來(lái)。優(yōu)點(diǎn):能準(zhǔn)確測(cè)定一條線上的高速血流速度值;可測(cè)瓣口面積缺點(diǎn):不能定位異常血流克服方法:同時(shí)使用CDFI,PWCWB.頻譜多普勒-CW連續(xù)多普勒(cw)采用兩個(gè)換能器,一個(gè)連續(xù)發(fā)放,另一個(gè)恒定接受反射波。反映某一聲束上所有的血流信息,不能精確定位,主要是測(cè)量高速血流。用于檢測(cè)心臟的高速血流。
高脈沖重復(fù)頻率(HPRF)在pw基礎(chǔ)上改的,介于pw與cw之間的一種技術(shù),擴(kuò)展測(cè)量速度的范圍,可測(cè)較高血流速度但不如cw,定位不如pw,頻譜質(zhì)量差。脈沖重復(fù)頻率(PRF):每秒鐘發(fā)射的脈沖波個(gè)數(shù),也稱取樣頻率。多普勒信號(hào)顯示音頻顯示以聲音反映血流的性質(zhì)。音調(diào)反映頻率的高低響度反映頻移振幅的大小頻譜顯示把每一心動(dòng)周期的多普勒頻移記錄下來(lái)形成血流速度對(duì)時(shí)間的圖形,以灰階顯示。多普勒頻譜技術(shù)的分析基礎(chǔ)是快速富里葉變換-FFT。橫軸:代表頻移時(shí)間-血流持續(xù)的時(shí)間縱軸:代表頻移或流速的大小基線:代表頻移方向即血流方向基線上方正向頻移基線下方負(fù)向頻移頻譜灰度:某一時(shí)刻采樣容積內(nèi)流速相同的紅細(xì)胞數(shù)目的多少,多回聲強(qiáng)。反映頻移振幅的大小。頻帶寬度(頻帶)頻移在垂直方向上的寬度。反映某一瞬間采樣血流中紅細(xì)速度分布范圍的大小。窄帶頻譜:取樣內(nèi)血細(xì)胞速度分布范圍小寬帶頻譜:取樣內(nèi)血細(xì)胞速度分布范圍大
多普勒頻移公式
脈沖多普勒局限性頻率失真-頻譜混疊
fd﹤1/2PRF才能準(zhǔn)確顯示頻移的大小、方向,超過(guò)這一極限—頻率失真。(1/2PRF稱為尼奎斯特頻率極限)
PRF與探測(cè)深度及速度的關(guān)系
欲測(cè)高速血流,PRF必須高,但PRF愈高兩個(gè)脈沖間隔時(shí)間愈短,采樣深度越小。因此探測(cè)深度越深,可測(cè)速度范圍越小。顏色代表血流方向紅色:向探頭的血流藍(lán)色:背離探頭血流血流紊亂(湍流):用綠色或紅藍(lán)混合色表示,表現(xiàn)為五彩鑲嵌血流色調(diào)代表血流速度的大小(定性)
色彩鮮艷流速較高色彩暗淡流速較低彩色多普勒頻移信號(hào)的顯示方式速度顯示顯示多普勒血流信號(hào)的大小與方向方差顯示顯示多普勒血流信號(hào)的速度分布范圍即流速的變化。用紅、藍(lán)、綠三色表示能量顯示對(duì)多普勒信號(hào)的振幅與頻率的乘積進(jìn)行彩色編碼,反映多普勒頻移信號(hào)能量的大小。CDFI原理
CDFI是一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)處理技術(shù)。采用運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示器(MTI)、自相關(guān)技術(shù)、彩色數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換和彩色編碼技術(shù)、將彩色血流疊加在二維圖像上。MTI原理
MTI是一壁濾波器,分離血流信號(hào),濾去運(yùn)動(dòng)的組織(心室壁、瓣膜、血管壁)產(chǎn)生的低頻強(qiáng)回聲信號(hào),只讓高頻低回聲的血流信號(hào)通過(guò)。自相關(guān)技術(shù)(自相關(guān)頻率分析法)分析血流信號(hào)相位差,將兩個(gè)相鄰的回聲信號(hào)進(jìn)行分析相乘,計(jì)算其平均速度。彩色血流顯像的基本構(gòu)成及工作流程應(yīng)括由探頭獲取多普勒信息,經(jīng)正交檢波器(從回波信號(hào)中提取兩路正交信號(hào)便于進(jìn)一步處理)→A/D轉(zhuǎn)換→數(shù)字信號(hào)→MTI→自相關(guān)器,計(jì)算出平均速度,速度方差和平均功率(能量)等參數(shù),進(jìn)行彩色編碼,并作彩色處理形成彩色血流圖→D/A→彩色電視監(jiān)視器。
在一定角度范圍內(nèi)形成若干條采樣線,每條線上設(shè)置若干采樣點(diǎn),形成二維的彩色血流圖后再與二維灰階圖像疊加,構(gòu)成一幅完整的彩色多普勒血流圖。彩色多普勒技術(shù)的用途檢測(cè)血流判斷血流的有無(wú)反映血流方向、性質(zhì)識(shí)別動(dòng)、靜脈血流與二維、三維、M型超聲、頻譜多普勒并用與超聲負(fù)荷試驗(yàn)并用與心腔超聲顯影、心肌超聲造影并用CDFI的局限性彩色混疊:與pw一樣,流速增高超過(guò)
1/2PRF出現(xiàn)折返現(xiàn)象-頻率失真。顯示深度受PRF影響,深度增加,PRF
下降,最大速度下降;掃角受幀速率限制,角度增加成像速度下降。影響二維圖像的質(zhì)量
湍流顯示的不確定性綠色斑點(diǎn)不僅出現(xiàn)在湍流區(qū)而更常出現(xiàn)于高速射流區(qū)。與入射角度的關(guān)系:同方向恒定流速的顯像表現(xiàn)不同由于血管彎曲,色彩不同,可時(shí)斷時(shí)續(xù)調(diào)節(jié)要領(lǐng)彩色圖:速度顯示方式方差顯示方式增益:總原則是開始用較大的增益,使血流易于顯示,待清楚顯示血流后,再降低增益,一般以不出現(xiàn)噪音信號(hào)為準(zhǔn)。
調(diào)節(jié)濾波:高速血流用高通濾波,低速血流用低通濾波。濾波高則消除低速血流。調(diào)節(jié)速度標(biāo)尺:根據(jù)所檢測(cè)血流速度的高低選擇相應(yīng)的彩色速度標(biāo)尺。選擇的標(biāo)尺與當(dāng)前速度的范圍相一致。標(biāo)尺太低會(huì)引起頻率失真,太高低速血流難以顯示,造成信息的丟失
取樣容積選擇:使其與血管腔相宜。零位基線的調(diào)節(jié):在進(jìn)行多普勒頻譜顯示及彩色血流顯示時(shí),利用基線移位功能,可增大單向血流速度測(cè)量的量程,并克服折返現(xiàn)象,改變基線向上,使其向紅色標(biāo)尺方向調(diào)節(jié),結(jié)果顯示(負(fù)向頻移)蘭色增多,反之則紅色增多。取樣框大小的調(diào)節(jié):以能包括所要檢測(cè)的血流為準(zhǔn),不易過(guò)大。頻率的選擇:用不同的頻率顯示彩超儀器中二維圖像和彩色血流黑白圖像使用高頻,彩色圖像使用低頻,可使復(fù)合而成的圖像能獲得高分辨力,又能提高彩色血流檢出的敏感度。靈敏度的高低:系統(tǒng)設(shè)置的靈敏度過(guò)低,會(huì)引起血流信號(hào)的丟失,過(guò)高會(huì)導(dǎo)致假回聲而將彩色編碼當(dāng)成血流信號(hào)。消除彩色信號(hào)的閃爍:選用適當(dāng)?shù)臑V波條件和速度標(biāo)尺,縮小取樣框,屏住呼吸。受試者的體位:進(jìn)行心臟超聲檢查常規(guī)用的體位為左側(cè)臥位30度或平臥位提高彩色血流顯示的敏感度加大彩色血流增益增加彩色血流的掃描密度調(diào)節(jié)濾波及速度范圍調(diào)節(jié)脈沖重復(fù)頻率(PRF)調(diào)節(jié)彩色的平衡顯示不可行增加超聲輸出功率增加顯示閾值
第三節(jié)彩色多普勒能量圖(CDE)CDE:利用多普勒信號(hào)強(qiáng)度(振幅)成像,為單一顏色顯示。色彩和亮度代表多普勒信號(hào)的能量大小,此能量大小與產(chǎn)生多普勒信號(hào)的紅細(xì)胞數(shù)有關(guān),它們之間呈復(fù)雜的非線性關(guān)系。優(yōu)點(diǎn)對(duì)低速血流敏感相對(duì)無(wú)角度依賴無(wú)混疊現(xiàn)象缺點(diǎn)不能顯示血流方向不能標(biāo)志血流速度和血流的性質(zhì)應(yīng)用腫瘤血管的檢測(cè)實(shí)質(zhì)性器官血流灌注的檢測(cè)如睪丸、腎血管病變的觀察
CCD(彩色多普勒速度能量圖或方向性能量圖)具有CDE的優(yōu)點(diǎn),又能顯示血流方向和速度。以一種綜合的方式同時(shí)從多普勒信號(hào)中提取能量和平均速度的信息進(jìn)行成像,彌補(bǔ)了CDFI與CDE的不足。
第四節(jié)組織多普勒成像(tissueDopplerimageingTDI)TDI應(yīng)用多普勒效應(yīng)顯示心肌運(yùn)動(dòng)特征的超聲顯像新技術(shù)。觀測(cè)對(duì)象TDI低速運(yùn)動(dòng)的心肌組織,其頻移信號(hào)低頻率,高振幅CDFI高速運(yùn)動(dòng)的紅細(xì)胞,其頻移信號(hào)高頻率,低振幅
原理通過(guò)改變多普勒濾波系統(tǒng),除去心腔血流產(chǎn)生的高頻信號(hào),提取心肌運(yùn)動(dòng)的多普勒頻移信號(hào),然后進(jìn)行彩色編碼成像。CDFI通過(guò)高通濾波器濾掉組織多普勒信號(hào)TDI通過(guò)低通濾波器濾掉血流多普勒信號(hào)顏色代表心肌運(yùn)動(dòng)方向亮度代表心肌運(yùn)動(dòng)的速度顯示方式:多普勒組織速度圖(DTV)利用速度信息編碼,顯示心肌的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方向。顯示方式二維、M型、脈沖多普勒頻譜
多普勒組織加速度圖(DTA)將前后速度變化率進(jìn)行彩色編碼,顯示心肌的加速度鑒別心肌的活力。顯示方式二維格式。多普勒組織的能量圖(DTE)對(duì)多普勒的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行彩色編碼。顯示方式二維。心肌造影時(shí),評(píng)估心肌灌注和心肌活性。用途評(píng)價(jià)心功能觀察室壁運(yùn)動(dòng)、心肌灌注、組織活性,從而診斷缺血性心肌病心臟電生理研究判定心肌激動(dòng)起源的位置和順序
第五節(jié)彩超與彩階
彩階(B彩、偽彩)對(duì)黑白圖像進(jìn)行彩色編碼處理,提高圖像的分辨力,主要是邊界分辨力??捎糜谒谢译A顯示的超聲圖像如:二維、M型、頻譜多普勒等。
第六節(jié)血流動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)基本概念穩(wěn)流:液體流動(dòng)時(shí)各點(diǎn)的速度和方向不隨時(shí)間而變化非穩(wěn)流:液體流動(dòng)時(shí),各點(diǎn)的速度和方向均隨時(shí)間而變化
粘滯性:液體在層流時(shí),相鄰液層之間因流速不同而產(chǎn)生的相互作用力-內(nèi)摩擦力即粘滯力流體阻力:內(nèi)摩擦力+管壁與液體之間的摩擦力
流量:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)管腔的體積。層流:液體的流動(dòng)平穩(wěn)成層狀,各層流速不同,血管中心的流速最大,管壁處流速為零。加速度:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)速度的變化量。幾何形體對(duì)流速剖面的影響入口效應(yīng)血液流經(jīng)橫截面積突然變小處,會(huì)產(chǎn)生匯聚形的流速截面,在狹窄口形成平坦形的流速分布
生理性動(dòng)脈分支血流心房-房室瓣環(huán)的血流心室-半月瓣環(huán)的血流病理狹窄性病變
出口效應(yīng)當(dāng)血液流經(jīng)一橫截面積突然擴(kuò)大的管腔時(shí),產(chǎn)生擴(kuò)散形的血流截面生理小靜脈-大靜脈血流腔靜脈、肺靜脈-心腔房室瓣、半月瓣下游血流病理血流通過(guò)狹窄口、返流瓣口和分流通道后-血流擴(kuò)散,形成湍流與渦流
彎曲血管在直的管道內(nèi)中心血流速度最快,到了彎曲處因受到較大的慣性離心力作用而向外側(cè)偏移,管中心的血液向外側(cè)流動(dòng),外側(cè)壁的血液被擠壓向內(nèi)側(cè)流動(dòng),而內(nèi)側(cè)壁血液又移向管中心形成雙環(huán)形流動(dòng)。流體能量與伯努利方程伯努力方程=4v2
計(jì)算壓力階差血管彈性與平均動(dòng)脈壓血管順應(yīng)性:增加單位壓強(qiáng)時(shí),血管容積的增加量平均動(dòng)脈壓:整個(gè)心動(dòng)周期內(nèi),各瞬時(shí)動(dòng)脈壓的總平均值
第三章超聲儀器第一節(jié)超聲探頭壓電換能器壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng):聲能→電能→接收超聲逆壓電效應(yīng):電能→聲能→發(fā)射超聲
多層匹配探頭在晶片表面加入多層匹配層使各層之間聲阻抗變化較平穩(wěn),減少皮膚與晶片之間的反射所致的聲能損耗及干擾,使聲波容易通過(guò),提高檢測(cè)的靈敏度和信噪比。增加頻寬。
任何種類的探頭晶片前面均有匹配層,探頭匹配層可保護(hù)壓電振子,減少聲波的諧振,增加頻寬,使聲阻抗與皮膚相近,保證聲波有效透入人體,保證聲波傳播。探頭的壓電振子保護(hù)層,振子引線,吸聲層,探頭及接插機(jī)構(gòu)等是探頭質(zhì)量的重要因素。超聲探頭的種類與臨床應(yīng)用電子凸陣探頭—腹部、婦產(chǎn)科(探測(cè)視寬)電子線陣探頭—外周血管、甲狀腺等淺表器官電子扇形探頭—心臟(相控陣)環(huán)陣扇形探頭—腹部(機(jī)械)
探頭頻率與振子振子:產(chǎn)生壓電效應(yīng)的元件單頻探頭:探頭的標(biāo)稱頻率(如3.5MHz)為發(fā)射時(shí)振幅最強(qiáng)的頻率。也是探頭的工作頻率。變頻探頭:對(duì)同一探頭可選擇2—3種頻率
寬頻探頭:發(fā)射時(shí)有一很寬的頻帶范圍如2-12MHz接收時(shí)分二種情況選中心頻率接收:在接收回聲中選擇某一特定的中心頻率,保證能達(dá)到所要求的診斷深度,盡可能選擇較高頻率的回聲,以獲得最佳的圖像質(zhì)量動(dòng)態(tài)頻率掃描:在接收時(shí),隨深度變化選取不同的頻率,近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)達(dá)到好的分辨力和好的穿透力的要求。高頻探頭:當(dāng)頻率在40MHz——100MHz范圍時(shí),稱之為高頻超聲探頭,主要用于皮膚成像,冠狀動(dòng)脈內(nèi)成像及眼部成像,如:超聲生物顯微鏡。
振子數(shù)是超聲探頭的重要指標(biāo),也是決定整機(jī)具體使用結(jié)果的關(guān)鍵技術(shù)之一。超聲探頭由若干振子(陣元)組成,并與一定數(shù)目的通道對(duì)應(yīng)。陣元與振子通道的關(guān)系:一個(gè)陣元可以包括4~6振子,如256振子只有64陣元,256振子可與256個(gè)采集通道對(duì)應(yīng)也可與64采集通道對(duì)應(yīng),即256振子,64采集通道。振子數(shù)多(包括128、256、512、1024振子及通道)理論上成像質(zhì)量越好,高密集探頭使聲束掃描線密度高,多方向同時(shí)接收回聲信號(hào),不需要進(jìn)行插補(bǔ)處理,圖像細(xì)膩,分辯力好。在數(shù)字化波束形成中,接收回聲時(shí)全部振子及通道均起作用。
超聲波束處理技術(shù)一聲束聚焦及處理
1凹面晶體
2聲學(xué)透鏡
3可變孔徑
4動(dòng)態(tài)變跡
二模擬聲束聚焦
1電子聚焦
2動(dòng)態(tài)電子聚焦
3實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聚焦
4跟蹤鏡聚焦三數(shù)字聲束聚焦
第二節(jié)實(shí)時(shí)超聲顯像原理超聲診斷儀的類型反射型A型:幅度調(diào)制型以幅度顯示回聲的強(qiáng)弱B型:輝度調(diào)制性以亮度顯示回聲的強(qiáng)弱
M型:輝度調(diào)制型
B型超聲儀的工作原理電子線性掃描線陣排列的多晶體掃描成像技術(shù)。用于腹部、婦產(chǎn)科、淺表器官。電子凸陣掃描探頭的多晶體呈凸面弧陣,使聲束呈扇形掃查,近遠(yuǎn)場(chǎng)探測(cè)視野大適宜做腹部臟器。介于線陣和相控陣掃描之間。
電子相控陣扇形掃描采用雷達(dá)天線的相控陣掃描原理成像,用較小的探頭得到較寬的視野,用于心臟診斷。超聲診斷儀基本結(jié)構(gòu)及信號(hào)流程數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器(DSC):將回聲信號(hào)經(jīng)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)供計(jì)算機(jī)處理(二維或三維重建),然后再經(jīng)過(guò)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器變成模擬信號(hào)成像。實(shí)現(xiàn)圖像存儲(chǔ)、凍結(jié)、插補(bǔ)等功能。DSC的作用圖像的存儲(chǔ)與凍結(jié)灰階編碼圖像后處理增強(qiáng)、平滑、灰階變換插補(bǔ)人為聲束對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算電視掃描制式顯示
第四章超聲新技術(shù)的臨床應(yīng)用第一節(jié)數(shù)字化彩超概念與特點(diǎn)概念通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件控制聲束形成和顯像的產(chǎn)生過(guò)程。全數(shù)字化主要是指波束形成過(guò)程的數(shù)字化,由數(shù)字電路控制而非模擬線路實(shí)現(xiàn)。采用多種技術(shù)提高圖像幀速率、分辨力及抑制旁瓣。波束的形成早期波束形成的控制是由模擬線路實(shí)現(xiàn),延遲線是由電感、電容等原件組成。各陣元接收到的回波信號(hào)經(jīng)過(guò)延遲后先相加在一起后由A/D變換器將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)。數(shù)字式的波束形成是各陣元接收到的回波信號(hào)經(jīng)射頻放大后立即變成數(shù)字信號(hào),然后經(jīng)數(shù)字延遲線后再相加在一起,聲束的延遲控制是由數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。波束形成模擬線路:回波信號(hào)→延遲→相加→A/D→數(shù)字信號(hào)數(shù)字式回波信號(hào)→放大→A/D→數(shù)字信號(hào)→延遲數(shù)字波束形成器主要特點(diǎn):發(fā)射超聲聚焦,數(shù)字式接收聚焦,可連續(xù)地將超聲束聚焦在一個(gè)很狹小的范圍內(nèi),使聚焦精度比常規(guī)方式提高
10倍以上,發(fā)射時(shí)8個(gè)焦點(diǎn)以上,接收時(shí)每個(gè)像素即為焦點(diǎn)——全程(連續(xù))動(dòng)態(tài)聚焦。聚焦準(zhǔn)確性提高,不隨距離失真,并減弱旁瓣效應(yīng)數(shù)字式延時(shí)全進(jìn)程由軟件控制,延遲量可分級(jí)變換。延遲時(shí)間不同,獲得不同深度處的信息。數(shù)字延時(shí)效果快速、準(zhǔn)確、大量數(shù)字式動(dòng)態(tài)變跡改善聲束主瓣與副瓣的相對(duì)大小,抑制副瓣(旁瓣),消除副瓣偽象。發(fā)射聲波:改變陣孔徑上各陣元的激勵(lì)電壓接收聲波:改變各陣元信號(hào)相加前的加權(quán)系數(shù)。主要技術(shù)動(dòng)態(tài)跟蹤聚焦隨接收信號(hào)深度的變化,不斷調(diào)整延遲線的設(shè)置,改變聚焦點(diǎn)的深度,獲得全程動(dòng)態(tài)聚焦。聚焦精度高,噪聲低動(dòng)態(tài)變跡技術(shù)主要是抑制旁瓣。分幅度變跡、孔徑變跡、動(dòng)態(tài)變跡
動(dòng)態(tài)孔徑技術(shù)小孔徑換能器近場(chǎng)聲束較細(xì),但遠(yuǎn)場(chǎng)聲束擴(kuò)散較重,大孔徑換能器近場(chǎng)聲束較粗,但遠(yuǎn)場(chǎng)聲束擴(kuò)散較小。因此探測(cè)較淺部位時(shí)采用小孔徑,深部檢查時(shí)采用大孔徑,提高全程的空間分辨力。
四倍信號(hào)處理技術(shù)對(duì)4個(gè)相位同時(shí)接收回聲信號(hào),可提高幀速率即提高時(shí)間分辨力。彩色血流顯示幀速率可提高3倍。
90度顯示視角,可達(dá)79幀/秒
45度顯示視角,可達(dá)成158幀/秒
多參數(shù)接收,同步高速處理通過(guò)高速接收信號(hào)參數(shù)、高速運(yùn)算處理,提取多普勒頻譜參數(shù)及二維圖像的全部重要參數(shù),可提高彩色多普勒?qǐng)D像的靈敏度、灰階圖像的分辨力。
第二節(jié)三維超聲顯像技術(shù)與超聲數(shù)字化管理三維超聲診斷法顯示超聲的立體圖像。目前應(yīng)用的儀器多為在二維圖像的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維重建即用探頭對(duì)臟器進(jìn)行各種軸向的掃查,將二維圖像加以存儲(chǔ),然后由計(jì)算機(jī)合成立體圖象。
三維成像的主要步驟圖像采集與常規(guī)超聲檢查一致,獲取的圖像具有良好的清晰度和均勻的時(shí)空間隔。圖像數(shù)據(jù)處理及三維重建圖像的顯示三維成像的基本方法1、表面成像法用于含液結(jié)構(gòu)及被液體環(huán)繞結(jié)構(gòu)的三維成像。顯示病變的位置、大小、形態(tài)、邊緣輪廓,難以顯示內(nèi)部結(jié)構(gòu)。二維圖像的灰度信息不參與三維圖像的重建,信息量少,運(yùn)算速度快,曾用于心臟表面的三維重建。2、體元成像法是目前最為理想的三維成像技術(shù),對(duì)結(jié)構(gòu)的所有組織信息進(jìn)行重建,利用了二維的灰度信息,三維圖像具有實(shí)質(zhì)感,較好的還原了臟器結(jié)構(gòu)。以射線投射算法繪制三維圖像。透明成像顯示實(shí)質(zhì)臟器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系。采用透明算法實(shí)現(xiàn)三維重建,淡化組織結(jié)構(gòu)的灰階信息,使之呈透明狀態(tài),著重顯示感興趣區(qū)域的結(jié)構(gòu),同時(shí)部分保留周圍組織的灰階信息,使重建結(jié)構(gòu)具有透明感和立體感。透明成像的幾種模式最小回聲模式:僅接收最小回聲信息,適合觀察無(wú)回聲或低回聲的結(jié)構(gòu),如血管、膽管等。最大回聲模式:僅接收最大回聲信息,適合觀察實(shí)質(zhì)臟器內(nèi)強(qiáng)回聲結(jié)構(gòu)如肝血管瘤、肝癌等。X線模式接收所有信息總和的平均值,其成像效果類似于X線平片的效果?;旌夏J缴鲜鰩追N模式可以互相組合形成。有利于觀察病變組織與周圍結(jié)構(gòu)的空間毗連關(guān)系。三維成像的方式靜態(tài)三維重建以空間分辨率為主,重建各種圖像,觀察非活動(dòng)臟器如腹腔內(nèi)器官、眼、甲狀腺、乳腺等。動(dòng)態(tài)三維重建以時(shí)間分辨率為主,提供運(yùn)動(dòng)的立體圖像,用于心臟與血管的成像,又稱四維成像三維超聲顯像的臨床應(yīng)用產(chǎn)科的應(yīng)用:是研究的熱點(diǎn),顯示胎兒肢體及表面的缺陷如兔唇、多指、脊柱裂等。婦科的應(yīng)用:進(jìn)入臨床階段腹部及血管的應(yīng)用心臟的應(yīng)用:如瓣口整體結(jié)構(gòu)的顯示;分流、返流的立體觀察;精確的測(cè)定心功能三維超聲技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用正處于發(fā)展改進(jìn)階段
超聲醫(yī)學(xué)圖像國(guó)際接軌:符合統(tǒng)一格式及交換方法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)和通訊系統(tǒng)—PACS;醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像和通訊——DICOM3.0DICOM3.0作用是:將醫(yī)學(xué)圖像和有關(guān)信息的格式和交換方法規(guī)范化。實(shí)現(xiàn)與其他信息系統(tǒng)的兼容與交換。
第三節(jié)二次諧波顯像基本概念基波指振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率,傳統(tǒng)的超聲成像方法采用的是基波成像即接收聲波的頻率與探頭的發(fā)射頻率一致。諧波:指頻率等于基波頻率的整倍數(shù)的振動(dòng)波。
二次諧波
2倍于基波頻率的振動(dòng)波。二次諧波成像時(shí)探頭接收頻率是發(fā)射頻率的2倍,其信號(hào)較微弱,在常規(guī)成像中被忽略。二次諧波成像自然組織諧波成像:利用組織中產(chǎn)生的諧波成像。造影劑諧波成像(對(duì)比諧波成像):利用造影劑的諧波成像,增強(qiáng)造影劑的回聲,實(shí)現(xiàn)對(duì)血流的成像。
優(yōu)點(diǎn)消除近場(chǎng)偽像近場(chǎng)處的諧波能量少,不易產(chǎn)生偽像消除基波的旁瓣偽像。消除近場(chǎng)混響應(yīng)用增強(qiáng)心肌和心內(nèi)膜的顯示增強(qiáng)細(xì)微病變的顯現(xiàn)力增強(qiáng)心腔內(nèi)聲學(xué)造影劑回聲信息
第六章超聲造影第一節(jié)超聲造影原理微氣泡是超聲造影的反射源在人為的條件下在血液內(nèi)加入聲阻抗值與血液截然不同的介質(zhì),使血液內(nèi)出現(xiàn)明顯的聲學(xué)界面,血液內(nèi)即出現(xiàn)云霧狀的回聲反射,這即為聲學(xué)造影的原理。造影劑內(nèi)的微氣泡是一強(qiáng)的散射源,聲阻抗大反射強(qiáng)烈。
右心超聲造影原理造影劑→外周靜脈→右心房→右心室→肺動(dòng)脈微氣泡直徑>10μm
雙氧水二氧化碳?xì)怏w
左心腔及外周血管超聲造影原理造影劑→肺→左室→主動(dòng)脈→體循環(huán)→體靜脈系統(tǒng)氣泡直徑<10μm聲振白蛋白溶液利聲顯心肌超聲造影原理造影劑→左室→主動(dòng)脈→冠脈氣泡直徑<5-6μm
第二節(jié)超聲造影劑種類理想造影劑的要求外周靜脈注射可顯示心肌灌注圖像微氣泡數(shù)量較多,直徑較小,大小一致微泡有足夠的穩(wěn)定性即生存半衰期長(zhǎng)無(wú)毒性、無(wú)副作用、不產(chǎn)生氣栓、不造成血流動(dòng)力學(xué)異常易于代謝、代謝產(chǎn)物可安全排除手振法造影劑1968年靛青藍(lán)綠注入犬心→心腔云霧狀回聲國(guó)內(nèi)雙氧水、二氧化碳右心造影
NaHCO3+HCI→NaCI+CO2+H2O2H2O2→2H2O+O2二氧化碳溶解度好,在血液中留存時(shí)間較短,常迅速被溶解吸收或經(jīng)肺排出。氧溶解度低,氣泡較大,在血液中吸收較慢,右向左分流者,有發(fā)生動(dòng)脈氣體栓塞的危險(xiǎn)。1984年采用超聲振動(dòng)法制備聲學(xué)造影劑微泡直徑﹤紅細(xì)胞,濃度﹥手振法第一代聲學(xué)造影劑即含空氣的微泡造影劑聲振白蛋白溶液:5%人體白蛋白經(jīng)超聲波振動(dòng)處理,形成具有穩(wěn)定白蛋白外殼的含空氣微泡,其直徑平均為3~5μm。
Levovist:半乳糖、棕櫚酸鹽組成
Sonovist(SHU563A):以多聚體為外殼上述均可用心肌造影第二代聲學(xué)造影劑即含氟碳?xì)怏w或六氟化硫等高分子量的微泡造影劑
空氣的溶解度大,彌散度也大
氟碳?xì)怏w分子量大,密度高,溶解度低,
彌散度小,產(chǎn)生的微泡較小,微泡的穩(wěn)
定性好,是較為理想的造影劑。
氦氣彌散度大
氮?dú)庠谘褐械娜芙舛葮O低,易致栓塞。第三節(jié)超聲造影檢查方法彈丸式注射法:將造影劑以團(tuán)塊狀快速注入血管內(nèi)。此法快捷簡(jiǎn)便,用于評(píng)價(jià)心肌血流灌注情況、判定梗塞區(qū)及危險(xiǎn)區(qū)的范圍。持續(xù)靜脈點(diǎn)滴法:有效的延長(zhǎng)心肌聲學(xué)顯像時(shí)間,動(dòng)態(tài)觀察心肌血流灌注變化。但造影劑的濃度減低。
第四節(jié)增強(qiáng)超聲造影效果的技術(shù)二次諧波成像技術(shù)聲學(xué)造影劑內(nèi)的微氣泡在超聲的作用下,產(chǎn)生的二次諧波回聲信號(hào)較一般組織強(qiáng),故可增強(qiáng)造影劑的顯示間歇式成像技術(shù)在持續(xù)的超聲作用下,大部或全部氣泡被摧毀,二次諧波效應(yīng)消失。聲波頻率越低,能量越大,微泡的破壞就多,導(dǎo)致心肌顯影效果較差,如間斷發(fā)射超聲,減少其破壞,利用心電觸發(fā)間斷發(fā)射超聲,達(dá)到心肌顯影能量多普勒諧波成像對(duì)低速血流成像,提高心肌對(duì)造影顯像的敏感性。主要顯示心肌組織中微泡在超聲照射下受激和破壞而產(chǎn)生的多普勒能量信號(hào)強(qiáng)度
反向脈沖諧波成像同時(shí)發(fā)射兩組相位相反的超聲,在反射時(shí),基波因相位相反而抵消,而諧波相加而信號(hào)增強(qiáng)。與負(fù)荷試驗(yàn)合并使用
第五節(jié)超聲造影效果的定量評(píng)價(jià)目測(cè)法正常時(shí)室壁回聲增強(qiáng)缺血時(shí)室壁回聲減弱或消失灰階強(qiáng)度測(cè)定測(cè)定室壁回聲的灰階度以數(shù)字表示背向散射回聲強(qiáng)度的視頻測(cè)定測(cè)定原始回聲信號(hào)以dB為單位第六節(jié)超聲造影的臨床應(yīng)用心血管系右→左分流右心造影左→右分流左心造影左或右心腔造影心內(nèi)膜界限清楚,便于觀察解剖結(jié)構(gòu)及室壁運(yùn)動(dòng)幅度,測(cè)量計(jì)算心功能腹部及盆腔器官效果高于CDFI及CDE,尤其對(duì)腫物血供觀察。淺表器官、外周血官第七節(jié)心肌超聲造影的應(yīng)用檢測(cè)心肌缺血區(qū)檢測(cè)心肌梗塞區(qū)及危險(xiǎn)區(qū)鑒別心肌存活與否評(píng)價(jià)介入治療效果冠脈血流儲(chǔ)備測(cè)定
1)采用多普勒原理分析運(yùn)動(dòng)組織的動(dòng)力學(xué)信息2)測(cè)量血流速度、確定血流方向、確定血流性質(zhì)(層流、射流、湍流)以及相關(guān)的血流參數(shù)。頻譜多普勒和彩色多普勒1)彩色多普勒在兩維圖象上直觀的顯示血流的速度和方向,但速度測(cè)量不夠精確2)頻譜多普勒可精確的顯示和分析血流的速度和方向,但不如彩色多普勒直觀A.彩色多普勒B.頻譜多普勒
共同點(diǎn)不同點(diǎn)一些重要概念A(yù)BCD一些重要概念E.逐行掃描和隔行掃描D.MI&TIC.動(dòng)態(tài)范圍B.通道數(shù)A.模擬機(jī)和全數(shù)字機(jī)A.模擬機(jī)和全數(shù)字機(jī)ABF&DBFABFAnalogBeamFormer模擬波束形成器(模擬機(jī))DBFDigitalBeamFormer數(shù)字波束形成器(全數(shù)字機(jī))PREAMPAnalogDelayVBPFLOGAMPDetectorSignalprocessA/DMemoryD/ATomonitorAnalogBeamformerA.模擬機(jī)和全數(shù)字機(jī)-ABFPREAMPA/DDigitalDelayVBPFD/ALOGAMPDECTORPreprocessD/ATomemoryDigitalBeamformerA.模擬機(jī)和全數(shù)字機(jī)-DBFA.模擬機(jī)和全數(shù)字機(jī)采用數(shù)字波束形成器(DBF)像素聚焦(PIXELFOUCS)數(shù)字化超聲的標(biāo)志12bit的模數(shù)轉(zhuǎn)換器比10bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器多3072階信息信號(hào)強(qiáng)度理想的圖像以前的數(shù)字
10bits:1024檔新的數(shù)字
12bits:4096檔A.模擬機(jī)和全數(shù)字機(jī)-A/D數(shù)字延遲精度高,可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化連續(xù)跟蹤聚焦減少旁瓣和偽像減少雜波,提高信噪比對(duì)比分辨率好DBF的優(yōu)點(diǎn)DBF的缺點(diǎn)為了提高動(dòng)態(tài)范圍、需要大bit數(shù)高成本的高速ADC
A.模擬機(jī)和全數(shù)字機(jī)有效通道數(shù)
探頭發(fā)射接收時(shí)最大同時(shí)振動(dòng)的陣子數(shù)處理通道數(shù)
加算處理后的最大可能控制通道數(shù)最大可連接陣子數(shù)×MultiBeamProcessingB.通道數(shù)B.通道數(shù)遠(yuǎn)場(chǎng)也可形成良好的聚焦需要擴(kuò)大開口需要增加同時(shí)振動(dòng)陣子數(shù)減少旁瓣細(xì)小的切割晶片可有效減少旁瓣,同樣的開口的大小,同時(shí)振動(dòng)的晶片數(shù)增加高通道數(shù)的優(yōu)點(diǎn)定義:經(jīng)過(guò)放大后最強(qiáng)信號(hào)振幅與最弱信號(hào)振
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