超声造影之基本原理篇
超声造影成像原理
超声造影成像原理咱今儿啊，就跟大伙唠唠这超声造影成像原理这事儿。
您知道不，这超声造影啊，就跟给身体里头装了个小“眼睛”似的，能让咱看清好多平常看不见的东西。
我跟您说啊，咱先得明白这超声是啥玩意儿。
您闭上眼儿想象一下，就像有个小娃娃，在那“叽叽叽”地叫，这叫声啊，人耳朵能听见。
可这超声呢，就像是个调皮的小娃娃，叫的声音特别高，高到人耳朵都听不见了。
这超声啊，就跟个小探子似的，能在咱身体里头钻来钻去。
那这造影又是咋回事儿呢？嘿，这造影啊，就好比是给身体里头的那些个小零件儿啊，都涂上了一层亮亮的颜色。
比如说，这造影剂就像一群小油漆工，它们跑到血管里头，给那些个血管啊、器官啊，都涂上了一层特殊的“油漆”。
这一涂啊，可就不一样啦。
当这超声这个小探子碰到这些涂了“油漆”的地方啊，就跟碰到了反光镜似的，会反射回来一些信号。
就好比您拿个手电筒照镜子，光会反射回来一样。
这反射回来的信号啊，就被那个超声机器给接住啦。
这超声机器就像是个聪明的小脑袋瓜儿，它能把这些信号啊，都给分析得明明白白的。
然后呢，就像变魔术似的，在那个屏幕上啊，就显示出了一幅幅图像。
您瞧那屏幕上，有的地方亮堂堂的，有的地方暗乎乎的。
这亮的地方啊，就说明造影剂多，可能就是血管比较粗或者血流比较快的地儿；那暗的地方呢，可能就是造影剂少，血管细或者血流慢的地儿。
有一回啊，我听一个大夫跟病人解释这超声造影成像原理。
那大夫啊，长得胖胖乎乎的，脸上总是带着笑，特别和蔼。
他就跟病人说：“您看啊，这超声造影就跟您家里头安的摄像头似的，不过这摄像头啊，是专门看您身体里头的。
这造影剂呢，就是给里头那些个东西都做了个记号，让这摄像头能看得更清楚。
”那病人听了，眼睛一下子就亮了，连连点头说：“哎呀，大夫，您这么一说，我可就明白了。
”咱再打个比方啊，这超声造影成像就像是在一个黑屋子里头找东西。
这超声就是那手电筒，造影剂呢，就是给东西贴上的荧光贴纸。
手电筒一照，那些贴了荧光贴纸的东西啊，就一下子现形了。
超声造影准确率高吗
超声造影准确率高吗目前，超声造影是国际上比较领先的一种超声成像技术，在肝脏、胰腺、肾脏、子宫附件以及乳腺等脏器中应用非常广泛，尤其是在肿瘤的检出和定性诊断中有着十分重要的意义。
那么，什么是超声造影，其原理是什么，可诊断什么疾病，准确率高不高，下面进行详细介绍。
1.什么是超声造影？超声造影又称为声学造影，指的是在常规超声检查的基础上，通过静脉注射含有气泡的超声造影剂，然后借助超声造影剂气体微泡在声场中产生的强烈背向散射来获得对比增强图像，是一种明显提高超声诊断敏感性、特异性以及分辨力的技术。
而且超声造影可实时动态观察人体的器官、组织以及病灶局部的血流灌注信息，使超声检查能够清楚显示微细血管和组织血流灌注，从而使超声的诊断水平大大提高。
1.超声造影的原理是什么？超声波遇见散射体会发生散射，其散射的强弱与散射体的大小、形状以及周边组织的声阻抗差别有一定关联。
虽然人体血液中含有红细胞、白细胞以及血小板等有形物质，但其声阻抗差别较小，散射很微弱，所以在普通超声仪上无法显示。
若人为的在血液中加入声阻抗与血液不同的介质，即超声造影剂，可使血液中的散射增强的同时也能出现云雾状的回声，这就是超声造影的基本原理。
而组织声学造影正是利用这一原理，静脉注入超声造影剂，造影剂随着血管灌注进入组织及器官，使组织和器官的显影增强，从而为临床诊断提供重要依据。
1.超声造影可诊断什么疾病？超声造影剂通过静脉注射后，可分布于全身组织和脏器的毛细血管中，使组织和脏器的超声回声增强至一万倍以上，从而发现普通超声下没有发现的、不明显的以及无法明确诊断的病灶。
而超声医生通过超声造影的特征，可对全身各脏器肿瘤为良性或恶性来进行诊断。
比如肝癌、卵巢癌、肾癌以及肝血管瘤等；可对病变的包膜以及边界进行确定。
比如确定肝脓肿病灶边界，肥大肾柱、肾肿瘤的鉴别等；可对微小病灶及早发现。
比如直径小于1cm的乳腺癌、鉴别微小病灶是囊性还是实性等；可对空腔脏器的走形及占位进行观察。
超声造影
二维超声的应用
超声造影的应用
超声造影应用应用于肿 瘤诊断
第二代的氟化气体 型的微泡超声造影 剂产生
微泡超声造影剂的产生
超声造影发展到M型 和二维相结合的方
19831984
式，扩大了超声学造
影的应用范围
Matsuda等日本学 者首次将二氧化碳 微泡作为超声造影 剂应用于肿瘤的诊 断
20世纪90 年代
02 超声造影剂
超声增强造影的基本原理为：超声造影剂可以改变靶组织超声声学特 性（如背向散射系数、声速及非线性效应等）从而产生增强造影效果，超 声造影剂的浓度、尺寸及超声发射频率等都可以影响超声增强造影的效果。 其主要涉及到的物理学原理主要有以下几个方面：
A、通过微泡背向散射信号成像。 B、通过微泡非线性共振产生的谐波成像。 C、通过声衰减成像。 D、通过声速成像。
第一篇关于超声造 影的文章由美国 Raymond Gramiak 为首的小组发表主 要应用于M型超声 心动图
超声造影相关文献的发 表
法国居里兄弟（
1917
Pierre and
Jacques Curie)发
现压电效应
A型、M型、B型超
1968
声诊断仪诞生
超声造影的发展简史
20世纪70 年代
双氧化氢被应用于子宫 和输卵管超声声学造影 的研究 Feinsttein首次报道了 采用超声振动法制备的 1986 白蛋白微泡造影剂
含悬浮颗 粒的胶状
体
如IDE
如PFOB、Oralex， 此类多为口服造 影剂
乳剂、水 溶液
根据造影剂所能达到的靶目标分类
右心造影剂
即早期使用 的自由微泡
的造影剂
左心造影剂 指可以通过肺循环的超声造影剂， 能经外周静脉注射后实现左心及 外周器官显影成像，如Sono Vue、Levovist等
超声造影ppt课件
43
下列哪一项不作为超声造影剂 A 氧气 B 氮气 C 氟碳气体 D 糖类基质 E 二氧化碳气体
B
44
心肌超声造影评价介入治疗效果主要
观察:
A
E
冠状动脉管径
B
C D E
置入的支架
内膜斑块大小 冠脉侧枝循环血管 心肌显影恢复正常或比治疗前增强
45
为诊断心血管疾病，超声造影的给药途 径是 A 口服； B 外周静脉注射或点滴； C 胃管灌入； D 颈静脉注射； E 肌肉注射
19
心肌超声造影
要求：微泡造影剂必须直径小于5μm，通过冠脉进入 心肌小血管，使心肌组织显影增强。
20
心肌造影临床应用
观察心肌梗死区：回声强度明显减低 观察心肌缺血区：回声强度减弱 鉴别心肌存活与否：药物负荷试验如多巴酚丁胺 还可用于评价介入治疗后效果； 估测冠状动脉的血流储备：能使冠状动脉扩张的 药物 静息状态下/负荷状态下的所测量的造影 剂显影面积。
E 以上均正确
57
左心室与外周血管超声造影，微气泡直径 必须小于： A A 10微米
B 20微米
C 30微米
D 50微米
E 100微米
58
超声造影在心血管系统中不适用于下列哪种
情况: A
A 观察瓣膜口狭窄面积
B 观察瓣膜关闭不全
C 观察心腔间的左向右分流
50
B
下述心肌造影对冠心病诊断的用途，哪一 项是错误的 B A B C D E 检测心肌梗死区 使冠脉扩张，血流加速 检测心肌缺血区 评价介入治疗疗效 鉴别心肌存活与否
51
左心腔超声造影,用直径小于红细胞的造影剂, 下述那一项是错误的: D
超声造影技术的原理和应用
超声造影技术的原理和应用随着医学技术的不断进步，医学诊断工具也在不断改进。
超声造影技术是一种常用的医学诊断工具，被广泛应用于医学领域。
本文将介绍超声造影技术的原理和应用。
一、超声造影技术的原理超声造影技术利用了声波在不同介质中传播速度差异的原理。
它能够通过特殊的造影剂，使人体内的器官或组织成像更加清晰，从而更好地诊断疾病。
具体来说，超声造影技术是通过体液或者静脉注射含有空气或气体微小泡的造影剂，通过声波和造影剂之间的反射信号，来了解人体内部器官和组织的形状和位置。
声波在人体内传播的速度是固定的，但在不同的组织类型和器官之间传播的速度是不同的。
所以当声波传播时，声波在不同介质之间产生反射。
如果声波到达某个特定区域时，这个区域中存在着特定介质，则会反射一种特殊的声波信号。
而这种反射的信号就可以用来构建组织成像。
因此，超声造影技术是采用超声波来绘制组织内部的影像，其原理是利用声波与人体组织的界面反射来形成影像。
而超声造影剂，是一种能够增加声波反射信号的特殊介质，它是由小型的气体或微细颗粒组成。
超声波在与悬浮在生理盐水中的微小气泡接触时，可产生回声。
由于超声波与产生回声的气泡大小一致，因此造影剂能够帮助医生准确地探测到内部器官和组织的位置。
二、超声造影技术的应用1、心脏超声造影心脏超声是超声技术中的一种，其使用过程中通常需要将涂有超声造影剂的物质注射入人体内部的心脏中，然后通过声波的检测来获得相关的影像。
应用超声造影技术，使得心脏的诊断和治疗更加精确和有效。
2、肝脏、胆管和胰腺等器官的成像超声造影技术可以诱导超声波在体内的机体组织内反向传播。
这种技术在诊断肝脏、胆管和胰腺等器官疾病时得到了广泛的应用。
因为这些器官结构很复杂，一般情况下，必须使用超声造影剂来帮助医生获得它们的准确图像。
3、乳腺癌的诊断超声造影技术可以应用在乳腺癌的诊断上。
在采用超声造影技术时，医生通常需要先给患者注入超声造影剂，然后利用这种设计使得将病变和微小结节清晰地显示出来。
超声造影技术在心血管疾病中的应用现状和趋势
超声造影技术在心血管疾病中的应用现状和趋势心血管疾病是一类危害极大的疾病，全球范围内是一种常见疾病，严重影响着人民群众的健康。
针对这种疾病，人们一直在探索更加高效和精准的治疗方法。
目前，超声造影技术作为一种新型的无创诊断方法，正在受到越来越多医生的关注，其在心血管疾病中的应用也日益普及。
1. 超声造影技术的基本原理超声造影技术是一种基于超声波与物质的相互作用原理的诊断技术。
通过注射一定的超声造影剂，使得心血管内部显影，从而实现对心脏、血管的检查。
超声造影剂主要是由气体微泡和其它材料组成，能够引发强烈的超声反射。
当该剂注射进入到心血管之中后，它能够产生一系列的共振、回声等现象，通过这些反应，就可以清晰地观察到心脏、血管等器官内部的构造和活动情况。
2. 超声造影技术在心血管疾病中的应用目前，超声造影技术在心血管疾病领域的应用非常广泛。
下面，我们就来简单介绍一下它在该领域的应用情况。
2.1 立体成像超声造影技术可以通过三维成像的方式，对心脏病变进行立体可视化。
这种方法不仅能够更加直观地观察到心脏的内部结构，而且对于复杂的病变情况，也可以提供更加准确的诊断和治疗方案。
2.2 评估心脏功能超声造影技术可以在对心脏进行检查时，精确测量心脏的大小、内部腔隙和心肌收缩情况等参数，从而判断心脏功能是否正常。
尤其是在诊断心肌缺血、心肌病等疾病时，这种方法更加准确。
2.3 评估冠脉病变超声造影技术可以对冠脉进行检查，评估冠脉的狭窄程度、血流速度等指标，也可以观察到冠脉内部的血栓、斑块等异常情况，对于冠心病、心肌梗死等疾病的诊断具有重要意义。
3. 超声造影技术发展趋势超声造影技术在心血管疾病中的应用已经比较成熟，但是在技术上还有很多发展空间。
以下是一些相关领域的技术趋势：3.1 高频率超声成像技术目前，超声波成像技术的成像分辨率还有待进一步提高，而高频率超声成像技术可以提供更高清晰度的成像。
未来，这种技术有望成为超声造影技术的主要发展方向之一。
超声造影描述
超声造影描述超声造影是一种常用的医学检查方法，通过利用超声波在人体内部的传播和反射特性，获取有关人体器官和组织结构的影像信息。
它不仅可以提供高分辨率的图像，还可以实时观察器官的功能和血流情况，因此在临床上应用广泛。
超声造影的原理是利用超声波在不同组织界面的反射来形成图像。
当超声波通过人体组织时，会遇到不同组织的声阻抗差异，从而产生反射信号。
超声仪器会将这些信号转化为图像，显示出组织的形态和结构。
超声造影可以用于检查人体各个部位的器官和组织，如心脏、肝脏、肾脏、乳腺等。
在心脏超声造影中，医生可以观察心脏的结构和功能，诊断心脏病变。
在肝脏超声造影中，可以检测肝脏的大小、形态和血流情况，帮助诊断肝病。
在乳腺超声造影中，可以发现乳腺肿块和乳腺癌等病变。
超声造影具有无创、无辐射、操作简便等优点，适用于各个年龄段的患者，尤其适用于孕妇和儿童。
同时，超声造影还可以与其他检查方法相结合，如CT、MRI等，提高诊断的准确性。
超声造影的应用范围广泛，不仅可以用于检查病变，还可以用于指导诊疗过程。
在肿瘤治疗中，超声造影可以用于引导穿刺活检或者介入治疗，提高手术的准确性和安全性。
在妇科领域，超声造影可以用于监测卵泡发育和排卵情况，指导人工受孕或者试管婴儿等治疗。
除了临床应用，超声造影还在科研领域发挥重要作用。
科研人员可以通过超声造影技术研究人体器官和组织的生理和病理变化，探索疾病的发生机制。
同时，超声造影还可以用于药物输送和基因治疗等领域的研究，提高治疗效果。
尽管超声造影有很多优点，但也存在一些限制。
首先，超声波在穿过骨骼或气体时会产生反射，影响图像的质量。
其次，超声波在穿透深部组织时会有衰减，限制了其应用范围。
此外，超声造影的分辨率相对较低，对于微小病变的检测有一定的局限性。
总的来说，超声造影是一种安全、无创的医学检查方法，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步，超声造影的图像质量和应用范围将进一步提高，为临床诊断和治疗提供更加精确和可靠的支持。
超声造影
超声造影剂在超声作用下产生振动，振动
频率是:
C
A 线性的
B 接近线性的
C 非线性的
D 线性与非线性并存
E 线性与接近线性并存
增强超声造影效果，采用间歇式成像， 其原理是什么？ A A 超声探头间断发射，增加造影剂聚积量 B 造影剂产生谐振 C 造影剂一次谐振被接收 D 用药物使血流加速 E 增加超声发射频率
左心腔超声造影,用直径小于红细胞的造影剂, 下述那一项是错误的: D A 造影剂从末梢静脉经腔静脉进入右心 B 造影剂进入右心后通过肺循环 C 造影剂通过肺循环经肺静脉进入左心腔 D 经外周动脉注入造影剂 E 经末梢静脉注入造影剂，通过肺毛细血管
网从肺静脉回左心
经腔静脉→右心房→右心室→肺动脉→肺静脉→左心
左心室与外周血管超声造影，微气泡直径 必须小于： A A 10微米 B 20微米 C 30微米 D 50微米 E 100微米
超声造影在心血管系统中不适用于下列哪种 情况: A A 观察瓣膜口狭窄面积 B 观察瓣膜关闭不全 C 观察心腔间的左向右分流 D 观察心腔与大血管间的分流 E 观察心腔间的右向左分流
经末梢静脉进行左心腔超声造影，其 条件是 C
A 超声造影剂微气泡必须小于5μm B 各种大小的超声照影剂微气泡 C 超声造影剂微气泡直径小于10μm D 超声造影剂微气泡直径小于3μm E 超声造影剂微气泡直径大于10μm
可以经外周静脉行心肌造影的造影剂 是：（多选） BC
A 微气泡的直径大于红细胞 B 微气泡的直径小于红细胞 C 微气泡直径小于5um D 二氧化碳造影剂 E 双氧水造影剂
增强超声造影效果，采用间歇式成像， 其原理是什么？
A 超声探头间断发射，增加造影剂聚积量 B 造影剂产生谐振 C 造影剂一次谐振被接收 D 用药物使血流加速 E 增加超声发射频率
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常用谐波造影成像技术
目前 国内
• PI: Pulse InverHDI5000
• PPI: Power Pulse Inversion－能量脉冲反相谐
波技术
iu22
• CnTI: Contrast Tuned Imaging对比造影成像
技术
Esaote
• CPS: Contrast Pulse Sequencing:对比脉冲
Wilson SR, Burns PN, Muradali D,et al. Harmonic hepatic US with microbubble contrast agent: initial experience showing improved characterization of hemangioma, hepatocellular carcinoma, and metastasis 1.Radiology,2000,215:153-161.
系列技术
Sequoia512
• CCI: Coherent Contrast Imaging相干造影显
象技术
• CHI: Coded Harmonic Imaging编码谐波显象
谐波信号接受示意图
1.5MHZ
3.0MHZ
超声造影原理
采用微气泡注入血流提高声压反射系数 (Ra)；
空气与血浆间Ra为99.95%，红细胞与 血浆间Ra仅1.3%；
200-2000kPa时，微气泡破裂，气体溢出，产生 宽频高能信号，呈现受激声波发射，这一反应可 用于触发显像和失相关显像。
微泡的共振
液体中的造影剂微泡在超声场内吸收及 散射能量的同时，还以自身的固有频率 作膨胀与收缩振动。
声场频率与微泡固有频率一致时，微泡 膜振幅能量最大，产生的散射截面大于 其散射体几何截面的1000倍，BS信号 强度明显增强。
在接受回波时人为抑制基波，重点接收2f0信 号，从而使背向散射信号的信/噪比值大大增 加。
利用超声造影剂的特性，以某一频率f0发射， 而以2f0频率接收由造影剂产生的二次谐波信 号，即二次谐波成像技术（2nd harmonic imaging）。
f0 2f0
谐波成像
谐波造影成像技术
从组织除去或分离出线性超声信号(数 字减影),并利用微泡产生的非线性回波, 可更有效的接收造影剂谐波信号，提高 对微血流的敏感性,实时观察肿瘤实质 内微血管的血流灌注的全过程。
超声造影
基本原理篇
超声造影
是指将与机体组织声学特性不同的 物质----超声造影剂（Ultrasound Contrast Agent，UCA）注入体内，使 血液内出现明显不同的界面（即血液内 出现云雾状回声反射）来清楚地区分待 查目标与周围环境的差别，增强血流及 组织回声对比的一种超声检查方法。
超声造影基本原理
在相干成像的基础上，采用连续发射一 组脉冲，提取来自微泡非线性二次谐波 （second harmonic）用于成像，特点 是提高了信噪比，造影效果好 。
仪器：Sequoia512，Sequoia Paragon 等
Contrast Tuned Imaging 对比造影成像技术
百胜集团（Esaote Group）推出的CnTi 技术， 低声压实时超声造影成像技术，采用独有的 纯净波发射激励、宽动态范围和数字滤波技 术，从而可获得纯正的造影剂二次谐波实时 图像。
克服了传统B型和彩色或能量多普勒超声的局 限性，并且能够实时显示实质组织的微血管 结构，显示动态的病变增强类型。
目前最常用的两种技术
CPS: Contrast Pulse Sequencing:对比 脉冲系列技术--------西门子
CnTI: Contrast Tuned Imaging对比造 影成像技术-----------百胜
微泡的生存时间
微泡的生存时间(longevity)
T=r2o.ρ/2D.Cs
其中 ro 为微泡半径，ρ为气体密度，D为 声压，Cs 为饱和度。
在低声压的作用下，微泡具有很好的谐 振特性，即振而不破，同时产生较强的 谐波信号。
Contrast Pulse Sequencing 相干脉冲系列技术
超声造影剂具有较强的非线性信号特点， 探头发射声波，声波通过造影剂产生非 线性传播，波形畸变，谐波成分明显增 多，相比之下其他组织谐波成分甚少。
基波与谐波冲击造影剂微泡产生的散射 谐波强信号，但接收时，直接取2f0的谐 波信号。
二次谐波成像技术
微气泡产生的背向散射信号中不仅含有与发 射频率相同的基波f0，还含有谐波成分nf0(其 中两倍于基波频率的谐波2f0称为二次谐波)。
即：空气的Ra较红细胞大75-77倍，它 们强烈的增强超声的背向散射。
背向散射信号
背向散射(Backscatter,BS)：超声波在 组织中传播遇到小于波长的界面产生散 射，朝向探头(与入射波呈180°)的散 射。
以气体成分的造影剂所产生的BS信号强 度最强。
微泡对超声波的反应
取决于入射声压的大小
CnTi 技术的独特优势之一是声压可调 （0.02≤MI≤1.7）。即使直接声压（DP）在 40Kpa，MI 在0.06 以下低声压作用于微泡时， 也能通过宽动态范围放大获得理想的低噪声、 完全实时的谐波图像。
仪器：百胜Au8等
极低的直接声压DP（或极低的MI），能够有 效地保存脏器内的微泡，而不被击破，有利 于完成长时间各个切面的造影扫描。
例如，心脏多个切面多个节段心肌灌注的评 价；
肝脏多切面，不同时相、多个肿瘤的动态血 流灌注成像等。
有报道，利用这一技术，可以发现HCC 瘤内 和瘤周广泛“树状”血管影像，揭示了多普 勒超声未能发现的肿瘤血管。Wilson 等在检 查肝转移瘤时，还见到了细小血管在转移瘤 周围绕，部分不规则分支进入病灶中央的表 现。
谐波成像技术 自然组织谐波 造影谐波成像
基波成像（线性成像） 谐波成像（非线性成像）
声波在组织中传播
遇到规则界面，声波会发生反射和折射， 即线性传播；
遇到非规则界面，可发生波形畸变，谐 波成分增多，声衰减系数增大，即非线 性传播。
基波与谐波频率与能量
超声波传播的非线性效应
传统超声信号处理中非线性信号往往被 忽略。
微泡的非线性特征
当超声场的声压达足够高时(50200kPa)，微泡内的线性共振变为 非线性共振，导致包膜膨胀与收缩 幅度的不相等，产生几倍于基波f0 的谐波。
利用造影剂微泡在声场作用下产生的非线性 效应，可明显提高检出血流信号的信噪比。
匹配谐波成像技术可更有效地接收造影剂谐 波信号。
<小于50kPa时微气泡对称性地压缩和膨胀，呈现 线性背向散射，信号强度随着入射声压的增加而 呈线性递增，这一反应主要用于基波显像;
50-200kPa时，微气泡非对称性地压缩和膨胀， 呈现非线性背向散射，产生共振和谐波，微气泡 的共振频率取决于入射声压、微气泡直径和外壳 弹性，这一反应可用于谐波显像;