超声医学基础

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谐波
• 谐波的类型：
自然组织谐波成像：Tissue Harmonic Imaging (THI) 利用超声在人体内传播和反射过程中产生的二次谐波信号 进行成像 造影剂组织谐波成像：Ultrasound contrast agent (UCA） 利用造影剂微泡在超声的作用下产生的二次谐波信号进行 成像
一个晶片发射一 个晶片接收
高流速无混 迭
无距离分辨 率
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脉冲波多普勒
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连续波多普勒
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三尖瓣返流
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超声诊断技术介绍
• 组织多普勒成像 (Doppler Tissue Imaging THI)
原理：检测运动组织的多普勒效应 运动组织包括：运动的心室壁、血管壁、呼
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谐波
优点：
o 消除近场伪像和噪声干扰
o 提高穿透力、提高对比分辨率
o 临床上对成像困难的病人，可明显改善二维图像质
量,增强心内膜、肿块等边界显示
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脉冲反向谐波成像
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谐波
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新一代XRES 核磁共振像素优化技术
• 更好地减少伪像，增强组 织边界显示 保持高幀频 支持2D模式以及 2D/CFI/Doppler三同步模 式 支持 3D/4D的容积成像和 MPR多平面模式 支持超宽视野成像和造影 模式
即可以获得血流的方向又可以捕获到低速的血流
信息。
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彩色多普勒方向性能量图
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多普勒频谱的含义
多普勒频谱包括 PW和CW:
－速度
一个心跳周期 宽的速度范围
快 迎向 基准线 返流 慢 时间 快 背向
－速度范围（宽度） －血流量大小 －血流方向
最高峰
收缩 舒张 舒张结束
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包括：
重建三维（3D）：采用容积探头及自由臂扫描探头所形成的 图像。 动态三维（4D）：采用容积探头获得的动态三维图像。
实时三维（Live 3D）：电子矩阵探头，采集体素信息。
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Philips iU22
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飞利浦容积成像
领导超声技术的革新
自由臂查扫
•分辨率高 •通用性高 •扫描手法要求高 •有限的定量功能
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脉冲波多普勒和连续多普勒
脉冲波多普勒（PW） Pulse Wave
发射和接收是同一个晶片 卓越的距离分辨率 (Range Resolution)
连续波多普勒(CW) Continuous Wave
发射与接收是各自分开的两个晶片
沿着整个声束的长度监听返回的信
号，无距离分辨 测高血流速度不会有混叠现象，最 大量程约 15 ~ 20 m/s
超声波在人体脏器中传播时，不仅有探头发射的基础
频率的超声波（基波）传播，并且有与基波频率成倍数的 谐波超声波传播。
如：基波为fo，则谐波为nfo。
2MHz 4MHz（二次谐波） 2MHz 6MHz（三次谐波） 谐波频率越高，能量则迅速下降。
在谐波成像时，只检测二次谐波成分作为成像信息，基波 或更高的谐波都被滤去或不接受。
超声造影
概念：将超生造影剂注入周围血管内直接或间接经血循环到达
周围脏器或病变处，使该器官或病变达到灰阶信号增强或多普勒 血流信号增强的目的。
用途：1）提高超声对病灶或病变的检出能力—定位诊断。
2）提高超声对病灶的鉴别能力—定性诊断。 3）提高多普勒超声检测血流信号的能力—定性和定位。
4）提高超声对病变治疗后的疗效判断能力—疗效诊断。
• 超声造影 - 器官血管等组织灌注分析
• 弹性成像 – 乳腺肿块良恶性鉴别
• 二维斑点追踪 – 定量心肌节段运动（应变、应变 率、速度，同步性）
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超声诊断技术介绍
三维超声成像：
显示脏器正常与病变结构的立体形态及其动态变化，观察各结 构的毗邻位置与空间关系，能提供更为丰富的诊断信息。
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超声诊断技术介绍
乳腺超宽视野成像
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超声诊断新技术介绍
二维斑点追踪成像（2D Speckle）：
临床应用：主要用于心脏。基于二维原始信号的
一种技术，应变和应变率可作为评价心肌机械运
动特征的测量指标。应变率克服了心脏整体运动
和邻近心肌节段的被动牵拉对室壁运动速度的影
响。
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超声声学与医学基础
常用的超声成像模式：
• • A型（Amplitude modulation） B 型（Brightness modulation）
•
•
M 型（Time-motion mode）
D型（即 Doppler型）
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最早的工作方式：A型
• A模式：是一种振幅的模式。 • 它在显示器上形成垂直偏转的波形图。
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• •
• •
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新一代Wide SCAN SonoCT 实时空间复合成像技术
• 新的xSTREAM 主机架构使 临床性能达到新水平 -- 获取并处理9条扫描线 -- 提高了复合成像精确度, 更好
的空间和对比分辨率，更好 地抑制噪声 -- WideSCAN技术，扩展了解 剖结构的显示视野以及测量 范围 -- 可支持造影和3D/4D成像模式
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超声探头扫描方式
线扫 扇扫 弧扫
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超声探头的频率
• 超宽频带探头：在发射时有一很宽的频带范围，
如2-12MHz
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超声探头的频率
• 融频探头
对接收到的不同深度反射回来的超声信号，通过分频， 近场由高频组成，中场由中频组成，远场由低频组成。使 图像远、近、中场均能在保障穿透性的同时，获得最佳的 细微分辨力和对比分辨力。
流速测量上限值受奈奎斯特频率限 制
脉冲重复频率（PRF）决定流速的 测量范围，极限约 5 ~ 7m/s 单晶片 皮肤
双晶片 皮肤
v
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血管
v

血管
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脉冲波多普勒和连续多普勒
发射与接收
脉冲波 PW 连续波 CW 一个晶片完成
优点
距离分辨率
缺点
流速上限低
适用部位
腹部、外周 血管 心脏
Line
1 2 3 4 5 6 7 8
5
工作方式：M型
皮肤 探头 时间轴
深度
M模式中的M表示运动（Motion），M模式通过B模式中加入 慢扫查锯齿波，使回声光点从左向右自行移动扫描。通常M模 式用于检测心脏及胎儿的心率。
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工作方式：M型
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多普勒效应（Doppler）
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最早的工作方式：A型
定义：将回声以波的形式显示出来，为幅度调制型。回声 强则波幅高，回声弱则波幅低。
dB
纵坐标：回声信号强弱 横坐标：回声的时间（距离）
t
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工作方式：B型
B型模式：即B超，是一种辉度的模式，为辉度调制型。回 声强则光点亮，回声弱则光点暗。
换能器
监视器
Line 1 Line 2 Line 3 Line 4 Line 5 Line 6 Line 7 G61701Line 8
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超宽视野成像技术应用领域：
骨骼肌肉系统应用：大范围显示皮肤、皮下组织、骨骼
肌肉系统的解剖层次，以及肌腱韧带、血管、神经等结构
的正常走形及病变范围。
小器官应用：甲状腺、乳腺、睾丸等。 血管系统应用：跟踪正常血管走行、辨别血栓、鉴定病变 部位的血管分布及血流灌注。
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1998
2001
2006
L12-5
L12-5 with SonoCT and XRES
iU22 L17-5 with SonoCT and XRES
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超声技术的新进展
• 三维超声 - 超声三维立体空间成像
• 超宽视野超声 - 器官血管等大面积超声成像
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什么是斑点?
斑点是系统可以追踪的组织信号
PATTERN MATCHING
LV
Frame 1
Frame 2
leaflet
原始超声数据, 非视频信号
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全新二维定量技术
二维斑点追踪技术的好处：
非角度依赖 简便 省时
准确
可重复性
原始数据，采集后分析
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超声诊断技术介绍
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超声诊断技术介绍
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超声探头种类及临床应用
线阵（血管、小器官）
凸阵（腹部、妇产科）
相控阵扇扫（心脏）
经食管探头(TEE)
腔内探头（妇产、泌尿）
容积探头（三维成像）
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探头构造及工作原理
• 发射超声波是换能器的逆压电效应 电 机械能
• 接收回声信息是换能器的正压电效应 机械能 电
5）用造影剂作为载体携带药物达到治疗的目的—靶向治疗。
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超声造影(对比超声）
外壳 内腔
1 mm
电子显微镜下
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• 变频探头