超声成像基础知识
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超声的知识点
超声的知识点超声波（Ultrasound）是一种高频声波，其频率超过了人类能听到的范围。
超声波在医学、工业、农业等领域都有广泛的应用。
本文将逐步介绍超声的基本原理、成像技术和应用领域。
1.超声的基本原理超声波是一种机械波，其频率通常大于20kHz。
超声波的产生与传播是通过压电晶体或磁致伸缩体的震动来实现的。
当这些物质受到电场或磁场的激励时，它们会以特定频率振动并产生超声波。
超声波在传播时会发生反射、折射和散射等现象。
这些现象被广泛应用于医学领域中的超声成像技术，以获取人体内部组织的影像。
2.超声的成像技术超声成像是利用超声波在不同组织中传播速度不同的特性来获取影像。
它通过探头发射超声波并记录超声波从不同组织反射回来的时间和强度差异来构建图像。
超声波在组织中传播的速度取决于组织的密度和弹性。
由于不同组织的密度和弹性差异，超声波在组织间的传播速度也不同，从而使得超声波在不同组织间发生反射。
通过测量反射的时间和强度，超声成像设备可以重建出组织的形状、结构和运动状态。
3.超声的应用领域超声技术在医学领域中有广泛的应用。
常见的应用包括：•超声检查：超声成像可用于检查内脏器官、肌肉骨骼系统和血管等，以帮助医生进行疾病诊断和治疗。
•超声治疗：超声波的热效应可以用于治疗肌肉疼痛、关节炎和肿瘤等疾病。
•超声聚焦：超声聚焦技术可以通过聚焦超声波的能量来精确破坏肿瘤细胞，达到治疗肿瘤的目的。
•超声清洗：超声波的辐射和震荡效应可以用于清洁和去除物体表面的污垢和杂质。
•工业应用：超声波可以用于测量距离、液位和材料的厚度等工业应用，如无损检测和材料研究。
总结：超声波是一种高频声波，由压电晶体或磁致伸缩体震动产生。
超声成像利用超声波在组织中传播速度不同的特性来获取影像。
超声技术在医学、工业和农业等领域有广泛的应用，包括超声检查、超声治疗、超声聚焦、超声清洗和工业应用等。
这些应用使得超声波成为一种重要的非侵入性检测和治疗工具。
超声成像基础.
超声换能器的结构示意图
保护层
压电振子 声透镜
引线 阻尼吸声块(背衬块) 外壳
时间增益补偿（TCG）
– 又称为深度增益补偿（DGC）、灵敏度时间 补偿（STC）
– 超声在组织内部传播时逐步衰减，从深部来 的回波振幅必然比浅表组织的回波振幅要小 的多。为了获得良好的显示，回波信号放大 器的增益时间而变化的，即对较近距离目标 的反射信号放大信号低一些，对较远距离目 标的反射信号放大信号高一些。
–声阻：Z＝ρ ×C
–反射与折射发生于大界面上，如：器官包膜， 血管壁，等。
–界面反射是超声波诊断的基础。
超声波的散射与背向散射
– 发生于大小小于声波波长的界面 – 背向散射(或后散射)的存在，是超声显示组
织内细微结构的基础。
超声波的衰减
– 分为：距离衰减和吸收衰减 – 超声波的频率越高，衰减越快
方差显示（T）
显示血流分散，彩色的饱和度显示湍ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的大 小，彩色（色调）表示血流存在率乱。用 于高速湍流血流检查。
– 特殊表现：
如果某一区域有湍流存在时，则该区域形成红蓝 交错、五彩镶嵌的特殊表现。
当流速过快，频移超过尼奎斯特频率（Nyquist） 极限时，将出混叠现象，即表现为几种色彩套叠， 如同烛光的光焰色。当提高PRF（脉冲重复频率） 时，混叠现象会减少甚至消失。
– 在实际运用中，应兼顾探测深度和显现力恰当 的选择频率。
纵向分辨力与脉冲宽度
–纵向分辨力指能被超声波分辨为前后两点的 最小距离，其主要决定于超声脉冲的有效持 续时间(即脉冲宽度)
– 频率高，脉冲宽度窄，纵向分辨力也就好
横向分辨力与声束直径
–横向分辨力指与声束向垂直的方向上，能被 超声波分辨为左右两点的最小距离；它与超 声波声束的宽窄有密切关系。
课题一 超声成像的基础知识ppt课件
▪ 2 回声分布的描述：按图像中光点的分布情况分为均匀或不均匀，密集或稀疏。 在病灶部的回声分布可用“均质”或“非均匀”表述。
▪ 3 回声形态的描述：光团：回声光点聚集呈明亮的结团状，有一定的边界。光 斑：回声光点聚集呈明亮的小片状，边界清楚。光点：回声呈细小点状。光环： 显示圆形或类圆形的回声环。光带：显示形状似条带样回声。
▪ 穿过大界面的透射声，可能沿入射声束的方向继续进行，亦可能偏离 入射声束的方向而传播，后一种现象称超声折射，是由于两种介质内 声速的不同所致。
▪散射与衍射
▪ 超声波在介质内传播过程中，如果所遇到的物体界面直径大于超声波 的波长则发生反射，如果直径小于波长，超声波的传播方向将发生偏 离，在绕过物体以后又以原来的方向传播，此时反射回波很少，这种 现象叫衍射。因此波长越短超声波的分辨力越好。如果物体直径大大 小于超声波长的微粒，在通过这种微粒时大部分超声波继续向前传播， 小部分超声波能量被微粒向四面八方辐射，这种现象称为散射。
波，就像一根弹簧上产生的波。用于人体诊断的超声波是声源振动在弹性介质 中产生的纵波。声波在介质中传播，介质中质点在平衡位置来回振动一次，就 完成一次全振动，一次全振动所需要的时间称振动周期(T)。在单位时间内全振 动的次数称为频率(f)，频率的单位是赫兹(HZ)。f=1/T，声波在介质中以一定速 度传播，质点振动一周，波动就前进一个波长(λ)。波速(C)=λ/T或C=f·λ。 ▪ (二)声阻抗 ▪ 声波在媒介中传播，其传播速度与媒质密度有关。在密度较大介质中的声速比 密度较小介质中的声速要快。在弹性较大的介质中声速比弹性较小的介质中要 快。这就引出了声阻抗的定义，声阻抗为介质密度(ρ)和声速(C)的乘积。用字 母Z表示，Z=ρ·C。
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▪ 3 回声形态的描述：光团：回声光点聚集呈明亮的结团状，有一定的边界。光 斑：回声光点聚集呈明亮的小片状，边界清楚。光点：回声呈细小点状。光环： 显示圆形或类圆形的回声环。光带：显示形状似条带样回声。
▪ 穿过大界面的透射声，可能沿入射声束的方向继续进行，亦可能偏离 入射声束的方向而传播，后一种现象称超声折射，是由于两种介质内 声速的不同所致。
▪散射与衍射
▪ 超声波在介质内传播过程中，如果所遇到的物体界面直径大于超声波 的波长则发生反射，如果直径小于波长，超声波的传播方向将发生偏 离，在绕过物体以后又以原来的方向传播，此时反射回波很少，这种 现象叫衍射。因此波长越短超声波的分辨力越好。如果物体直径大大 小于超声波长的微粒，在通过这种微粒时大部分超声波继续向前传播， 小部分超声波能量被微粒向四面八方辐射，这种现象称为散射。
波，就像一根弹簧上产生的波。用于人体诊断的超声波是声源振动在弹性介质 中产生的纵波。声波在介质中传播，介质中质点在平衡位置来回振动一次，就 完成一次全振动，一次全振动所需要的时间称振动周期(T)。在单位时间内全振 动的次数称为频率(f)，频率的单位是赫兹(HZ)。f=1/T，声波在介质中以一定速 度传播，质点振动一周，波动就前进一个波长(λ)。波速(C)=λ/T或C=f·λ。 ▪ (二)声阻抗 ▪ 声波在媒介中传播，其传播速度与媒质密度有关。在密度较大介质中的声速比 密度较小介质中的声速要快。在弹性较大的介质中声速比弹性较小的介质中要 快。这就引出了声阻抗的定义，声阻抗为介质密度(ρ)和声速(C)的乘积。用字 母Z表示，Z=ρ·C。
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超声成像原理PPT课件
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。
精选
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4、散射：小界面对入射超声产生散射现 象。散射无方向性。
（1）A型：基本已淘汰。 （2）B型：为辉度调制型。也称二维超声。
一个平面由X轴和Y轴形成的坐标表 示，Y轴代表时间，X轴代表范围。将单 条声束传播途径中遇到各个界面所产生 的一系列散射和反射回声的强度，在示 波屏时间轴上以光点的辉度表达。声束
精选
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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。
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
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（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）
精选
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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。
5、衍射：又称绕射。超声波通过一到两 个波长的物体，其传播方向将偏离原来 的方向。
精选
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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：
精选
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（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。
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。
医学超声原理基础知识
医学超声原理基础知识
超声波是一种高频机械波，其频率超过人类听觉范围，通常被用于医学成像和诊断。
超声成像的原理基于超声波在不同组织中传播速度不同的特性。
当超声波穿过人体组织时，会发生反射、散射和衍射，这些现象提供了有关组织结构和性质的信息。
超声成像系统由超声发射器（探头）、接收器、图像处理器和显示器组成。
超声探头发射超声波并接收其回波，然后将这些信息传输到图像处理器进行处理，最终在显示器上呈现出人体组织的结构图像。
超声成像可以显示器官、血管、肌肉和其他软组织的形态和功能，对于心脏、肝脏、肾脏等器官疾病的诊断具有重要意义。
此外，超声波还可用于测量血流速度和方向，这被称为多普勒超声。
多普勒超声通过测量血液回波的频率变化来计算血流速度和方向，可用于评估心血管疾病、血栓形成等情况。
总的来说，超声成像的原理基于超声波在组织中传播的特性，利用超声波的反射、散射和衍射等现象获取人体组织的结构和功能信息，对医学诊断具有重要意义。
超声成像概述课件
三维超声成像
总结词
三维超声成像能够提供更丰富的立体信息，通过对多个二维图像的重建，形成三 维立体图像。
详细描述
三维超声成像技术通过获取一系列二维图像，利用计算机重建技术将这些图像整 合成一个三维立体图像。这种技术能够更全面地展示人体组织的形态和结构，尤 其在胎儿产前检查、乳腺疾病诊断等领域具有重要价值。
超声波的传播特性
方向性
超声波具有明显的方向性，通常采用阵列探头实现全向扫描 。
穿透性和衰减
不同组织对超声波的吸收、散射和衰减特性不同，影响成像 效果。
超声成像的图像形成原理
声阻抗差
当超声波在不同组织界面传播时，会 产生反射和折射，形成声阻抗差，进 而形成图像。
图像重建
通过接收到的反射回的超声波信号， 经过处理和重建算法，形成二维或三 维图像。
对操作者依赖度高
超声检查的准确性和可靠性很 大程度上取决于操作者的技能
和经验。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
超声成像的未来发展
高频超声成像技术
总结词
高频超声成像技术能够提供高分辨率的图像，有助于更准确地诊断疾病。
详细描述
随着医学技术的不断进步，高频超声成像技术已成为研究的热点。这种技术利用高频声波获取高分辨率的图像， 能够更清晰地显示人体组织的细微结构，为医生提供更准确的诊断信息。
超声分子成像技术
总结词
超声分子成像技术能够实现无创、无痛、无辐射的分子水平成像，为医学诊断和治疗提 供新的手段。
详细描述
超声分子成像技术利用超声波与特定分子之间的相互作用，实现分子水平的成像。这种 技术能够实时监测生物分子在体内的分布和动态变化，为疾病的早期诊断、药物研发和
超声波成像学习.pptx
Z匹 Z晶 Z皮 , l匹 (2n 1)匹／4
② 增加换能器的带宽 ③ 隔开晶体和人体，保护晶体，免受机械、化学
损坏；保护人体，免受激励电压的伤害。 （2）要求
① 衰减系数低 ② 耐磨损 （3）材料
环氧树脂、二酊脂、乙二氨等
第50页/共55页
4．电极、导线
（1） 作用 传输电信号
（2） 结构 晶体两面的银层为电极，各引出一根导线
超声发展概况
40年代 50年代 70年代
80年代
90年代
探索阶段 A型、M型超声仪 灰阶实时超声（B型） 双功能超声仪（ B型+频谱） 彩色多普勒超声仪 （ B型+ 彩色+频谱）
新技术 （超声造影、谐波成像、
超高频探头、三维超声等）
第2页/共55页
第一章 医学超声学基础
▪ 第一节 超声波的定义及特性
第22页/共55页
⒌ 多普勒效应
声源与接收体之间的相对运动引起声波频率 发生改变的现象，频率的变化称为频移fd
fd = f`- f0 = Vcosθf0/c
f0 为入射超声频率 V 为物体的运动速度
f` 为回声频率 C 为声速
cosθ为运动方向与声束方向间的夹角
第23页/共55页
声源
目标
多普勒效应示意图
▪
1、横波：质点的振动方向和波的传播方向垂
直的波；
▪
2、纵波：质点的振动方向和波的传播方向一
致的波；
第7页/共55页
第8页/共55页
第四节 超声的特征量
▪ 频率和波长； ▪ 声速； ▪ 声压； ▪ 声阻抗： Z=rc ▪ 声强：单位面积通过的声能量。
第9页/共55页
▪ 一、声速：声波在介质中单位时间内传播的距离。
② 增加换能器的带宽 ③ 隔开晶体和人体，保护晶体，免受机械、化学
损坏；保护人体，免受激励电压的伤害。 （2）要求
① 衰减系数低 ② 耐磨损 （3）材料
环氧树脂、二酊脂、乙二氨等
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4．电极、导线
（1） 作用 传输电信号
（2） 结构 晶体两面的银层为电极，各引出一根导线
超声发展概况
40年代 50年代 70年代
80年代
90年代
探索阶段 A型、M型超声仪 灰阶实时超声（B型） 双功能超声仪（ B型+频谱） 彩色多普勒超声仪 （ B型+ 彩色+频谱）
新技术 （超声造影、谐波成像、
超高频探头、三维超声等）
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第一章 医学超声学基础
▪ 第一节 超声波的定义及特性
第22页/共55页
⒌ 多普勒效应
声源与接收体之间的相对运动引起声波频率 发生改变的现象，频率的变化称为频移fd
fd = f`- f0 = Vcosθf0/c
f0 为入射超声频率 V 为物体的运动速度
f` 为回声频率 C 为声速
cosθ为运动方向与声束方向间的夹角
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声源
目标
多普勒效应示意图
▪
1、横波：质点的振动方向和波的传播方向垂
直的波；
▪
2、纵波：质点的振动方向和波的传播方向一
致的波；
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第四节 超声的特征量
▪ 频率和波长； ▪ 声速； ▪ 声压； ▪ 声阻抗： Z=rc ▪ 声强：单位面积通过的声能量。
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▪ 一、声速：声波在介质中单位时间内传播的距离。
2024版超声影像学(彩超基础知识)ppt课件
临床应用
弹性成像技术已广泛应用于乳腺、甲状腺、前列腺等器官的疾病 诊断，如乳腺癌、甲状腺结节、前列腺癌等。
发展前景
随着弹性成像技术的不断发展和完善，其在超声影像学中的应用 前景将更加广阔。
超声造影剂在超声影像学中的应用
超声造影剂种类
包括气体微泡、脂质体、高分子聚合物等，具有良好的稳定性和生物相容性。
早期诊断。
消化系统彩超诊断
01
02
03
肝脏疾病诊断
彩超可检测肝脏大小、形 态及回声异常，辅助诊断 肝炎、肝硬化、肝肿瘤等 疾病。
胆道系统疾病诊断
彩超可清晰显示胆囊、胆 管等胆道结构，发现胆结 石、胆囊炎等病变。
胰腺疾病诊断
彩超可观察胰腺形态、大 小及回声情况，有助于胰 腺炎、胰腺肿瘤的诊断。
泌尿系统彩超诊断
结合临床信息
在书写报告时，要结 合患者的病史、症状 等临床信息进行分析 和诊断。
注意保密性
在书写和传递报告时， 要注意保护患者隐私 和信息安全。
06
超声影像学新技术与新进展
三维/四维超声成像技术
三维超声成像技术
通过三维探头和三维重建软件，获取器官或组织的立体图像，提 高诊断的准确性和直观性。
四维超声成像技术
肾脏疾病诊断
彩超可检测肾脏大小、形态及内部结 构，辅助诊断肾结石、肾积水、肾肿 瘤等疾病。
输尿管与膀胱疾病诊断
彩超可观察输尿管与膀胱的形态、结构 及回声异常，有助于输尿管结石、膀胱 炎等病变的诊断。
妇产科彩超诊断
妇科疾病诊断
彩超可检测子宫、卵巢等生殖器官的形态、大小及回声异常，辅助诊断子宫肌瘤、 卵巢囊肿等疾病。
作用机制
超声造影剂能够增强超声信号的反射，提高图像的对比度和分辨率，从而更清晰地显示病变 组织和正常组织的界限。
弹性成像技术已广泛应用于乳腺、甲状腺、前列腺等器官的疾病 诊断，如乳腺癌、甲状腺结节、前列腺癌等。
发展前景
随着弹性成像技术的不断发展和完善，其在超声影像学中的应用 前景将更加广阔。
超声造影剂在超声影像学中的应用
超声造影剂种类
包括气体微泡、脂质体、高分子聚合物等，具有良好的稳定性和生物相容性。
早期诊断。
消化系统彩超诊断
01
02
03
肝脏疾病诊断
彩超可检测肝脏大小、形 态及回声异常，辅助诊断 肝炎、肝硬化、肝肿瘤等 疾病。
胆道系统疾病诊断
彩超可清晰显示胆囊、胆 管等胆道结构，发现胆结 石、胆囊炎等病变。
胰腺疾病诊断
彩超可观察胰腺形态、大 小及回声情况，有助于胰 腺炎、胰腺肿瘤的诊断。
泌尿系统彩超诊断
结合临床信息
在书写报告时，要结 合患者的病史、症状 等临床信息进行分析 和诊断。
注意保密性
在书写和传递报告时， 要注意保护患者隐私 和信息安全。
06
超声影像学新技术与新进展
三维/四维超声成像技术
三维超声成像技术
通过三维探头和三维重建软件，获取器官或组织的立体图像，提 高诊断的准确性和直观性。
四维超声成像技术
肾脏疾病诊断
彩超可检测肾脏大小、形态及内部结 构，辅助诊断肾结石、肾积水、肾肿 瘤等疾病。
输尿管与膀胱疾病诊断
彩超可观察输尿管与膀胱的形态、结构 及回声异常，有助于输尿管结石、膀胱 炎等病变的诊断。
妇产科彩超诊断
妇科疾病诊断
彩超可检测子宫、卵巢等生殖器官的形态、大小及回声异常，辅助诊断子宫肌瘤、 卵巢囊肿等疾病。
作用机制
超声造影剂能够增强超声信号的反射，提高图像的对比度和分辨率，从而更清晰地显示病变 组织和正常组织的界限。
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超声波定义
超声成像物理基础 Physics of ultrasonography
超声波的产生和接收 超声波的传播 超声成像原理
超声波的定义 Definition of Ultrasound wave wave: 频率高于 20 000 Hz的声波。医学诊断用超 Ultrasound
超声诊断基础 Basis of ultrasound diagnosis
3.回声分布 ：均质与非均质 4.回声形态：
超声诊断基础 Basis of ultrasound diagnosis
5，特殊征象： “靶环”或“牛眼”征
“驼峰”征
超声诊断基础 Basis of ultrasound diagnosis
变显像管阴-栅极电位差——改变荧光屏光电的辉度
B超
B-mode ultrasonography
彩超 Color Doppler Flow Imaging，CDFI
超声检查方法 Technique of examination
超声成像基础知识 Basic knowledge of ultrasonography
WANGLINCHUAN1219@
超声成像基础知识 Basic knowledge of ultrasonography
超声成像物理基础 超声成像技术与超声诊断设备 超声检查方法
超声诊断基础
强回声（strong echo)
高回声（hyper echo)
等回声（medium echo) 低回声（hypo echo) 无回声（anecho)
超声诊断基础 Basis of ultrasound diagnosis
超声诊断基础 Basis of ultrasound diagnosis
声频率范围: 1 一 20 兆赫兹（MHz ）
超声波的产生和接收
Production and Receiving of Ultrasound wave
负压电效应、正压电效应、压电材料、超声探头（probe)
超声波的传播 propagation of Ultrasound wave
超声成像原理
6.后方回声 声影
Reference
Yang X, Tridandapani S, Beitler J J, et al. Ultrasound Histogram Assessment of Parotid Gland Injury Following Head-and-Neck Radiotherapy: A Feasibility Study[J]. Ultrasound in medicine & biology, 2012.
Varghese T. Quasi-static ultrasound elastography[J]. Ultrasound clinics, 2009, 4(3): 323.
张青萍， 王新房.B 型超声诊断学[M]. 上海科学技术出版社, 1992. 岳林先, 陈琴, 邓立强. 实用浅表器官和软组织超声诊断学[J]. 北京: 人民卫生 “IJ} 叵, 2011. Rumack C, Wilson S, Charboneau W. Diagnostic Ultrasound,(2-volume set)[J]. Mosby, Philadelphia, PA, 2005. King D L. Textbook of Diagnostic Ultrasonography[J]. JAMA: The Journal of the American Medical Association, 1984, 251(20): 2726-2727. 张雪林.医学影像学[M]. 人民卫生出版社, 2005.
体表超声 腔内超声
超声声学造影
介入超声
体表超声
经腹、经胸、经阴囊、经会阴、经全身各处
腔内超声 Endoluminal ultrasound
经食道、经直肠、经阴道和内镜超声、血管内、尿道内超声。
超声造影 Contrast-enhanced ultrasound
介入超声 Interventional ultrasound
超声诊断基础 Basis of ultrasound diagnosis
1.组织的织衰减特性
人体组织对超声波的吸收导致超声波能量衰减
吸收系数由小到大：体液，脂肪，肝肾，肌肉，纤维组织，钙化或骨骼，气 体
超声诊断基础 Basis of ultrasound diagnosis
2.回声的强弱