《超声诊断物理基础》课件

超声诊断物理基础超声诊断作为一种非侵入性医学影像技术，在临床诊断中扮演着至关重要的角色超声诊断利用声波在人体组织中的传播特性，通过探头发射和接收超声波，获得人体组织的图像信息，进而帮助医生诊断疾病超声波的性质机械波频率范围波长特性方向性超声波是一种机械波，需要介超声波频率范围从20kHz到超声波的波长较短，穿透能力超声波具有较强的方向性，可质传播10MHz不等，高于人耳可听到强，能传播更远以集中传播，有利于诊断成的频率范围像超声波的产生压电效应1某些晶体材料在机械压力下会产生电极化逆压电效应2当晶体材料两端加上电压时，晶体会发生形变超声波发生器3将高频电流转换为机械振动超声波发生器利用逆压电效应，将高频电流转换为机械振动，产生超声波超声波发生器通常由压电晶体和振荡电路组成，晶体材料的性质决定了超声波的频率和功率声束的传播声波传播方式1声波在介质中以纵波形式传播，介质粒子沿声波传播方向振动，形成疏密相间的波形声速影响因素2介质的密度、弹性模量等因素影响声速，不同组织和器官的声速不同，可以用于区分不同组织声束传播路径3超声探头发射的声束在介质中传播，遇到不同介质界面会发生反射、折射和散射现象，形成声束传播路径声束参数的测量声束参数是指超声波束的特性，例如频率、波长、强度和方向等这些参数决定了超声波束在组织中的传播方式，以及最终产生的图像质量声束参数的测量方法多种多样，常用的方法包括使用声束探测器、声压计和声学显微镜等声束参数的测量结果可以帮助我们了解超声波束的特性，并优化超声成像参数，提高图像质量声束衍射现象声束在传播过程中遇到障碍物或孔径时，会发生衍射现象衍射会导致声束方向发生改变，形成旁瓣，影响图像质量衍射程度与声波波长、障碍物尺寸和声束入射角有关界面反射声阻抗反射系数声阻抗是指声波在介质中传播时当声波遇到不同声阻抗的界面遇到的阻力，不同的介质有不同时，一部分声波会被反射回来，的声阻抗反射系数决定反射声波的强度界面性质角度影响界面反射的程度与界面性质有入射角也会影响反射声波的强关，例如，骨骼与软组织的界面度，垂直入射时反射最强，角度反射比软组织与液体的界面反射越大反射越弱更强界面透射

11.透射系数

22.声能损失界面透射系数取决于两种介质部分声能被反射，部分声能被的声阻抗差异吸收，导致透射声能减弱

33.影响因素

44.临床应用界面角度、声波频率、介质特透射声波可以用来观察深层组性等都会影响透射声能的大织，了解组织结构和功能小超声波在组织中的传播声速的变化不同组织的声速不同，例如，骨骼的声速高于软组织，而软组织的声速高于液体声衰减超声波在传播过程中会逐渐衰减，衰减程度与组织的密度、声阻抗和频率有关声散射超声波遇到不同介质的界面时会发生散射，散射程度与界面的大小、形状和声阻抗有关声吸收超声波在传播过程中，一部分能量会转化为热能被组织吸收，吸收程度与组织的特性和频率有关超声波的吸收能量损失影响因素超声波在介质中传播时，其能量会逐渐衰减这种能量衰减主要•介质的密度由声能转化为热能引起，称为吸收•介质的粘度吸收的程度与介质的性质和超声波的频率有关频率越高，吸收•超声波的频率越强超声图像的形成声波发射1探头发射超声波声波反射2超声波遇到组织界面反射回探头信号接收3探头接收反射的超声波信号处理4将接收到的信号转换为图像超声图像由探头发射的超声波在组织中传播后遇到不同组织界面而反射回探头形成的探头接收反射的超声波信号，并将其转换为电信号，经过放大、滤波、数字化等处理后，最终形成图像声束焦点的形成声束焦点是超声波束汇聚的点，在这个点上声强最大声波干涉1不同方向的声波在焦点处叠加，形成声强增强声透镜2超声探头通常采用声透镜，将声波聚焦到焦点处声束形状3声束的形状和大小决定了焦点的形状和大小频率的影响4频率越高，声束焦点越小，声强也越大声束焦点的形成是超声成像技术中的重要原理，它能够提高图像分辨率和穿透深度术中实时成像术中实时成像技术，也称为“实时超声成像”，是一种在手术过程中实时获取超声图像的技术这种技术能够帮助医生在手术过程中更准确地了解目标组织的形态和位置，并进行更精准的操作术中实时成像可以用于各种手术，例如肝脏、肾脏、胆囊、子宫等器官的手术多普勒原理频移应用血流速度波源或接收器移动时，接收到的波频率会多普勒效应广泛应用于医学超声、雷达、超声诊断中，利用多普勒效应测量血液流发生变化声纳等领域动速度多普勒频移的计算多普勒频移是超声诊断中重要的物理量，反映了声波与运动目标之间相对运动的速度，并提供有关血流方向和速度的信息f f0f f0接收到的超声波频率发射的超声波频率v cvc目标运动速度声波传播速度多普勒频移的计算公式为f=f01+v/c，其中f为接收到的超声波频率，f0为发射的超声波频率，v为目标运动速度，c为声波传播速度彩色多普勒成像彩色多普勒成像是一种利用多普勒效应来显示血液流动的影像技术通过检测血液流动产生的频率变化，将血流速度和方向以颜色编码的方式显示在图像上该技术可以直观地显示心脏、血管等部位的血液流动情况，帮助医生诊断各种心血管疾病，如心脏瓣膜病、动脉硬化、静脉曲张等能量多普勒成像能量多普勒成像应用领域图像特点能量多普勒成像是一种将血液流动速度信能量多普勒成像在临床诊断中具有广泛应能量多普勒图像通常以彩色形式呈现，不息与时间信号结合起来的技术，用于分析用，例如检测心血管疾病、评估血管狭窄同颜色代表不同方向和速度的血流，为临血管内的血流方向和速度程度、监测血流动力学变化等床诊断提供直观的视觉参考脉冲回波成像发射超声脉冲探头发射短促的超声脉冲，进入人体组织接收回波信号探头接收从组织界面反射回来的回波信号信号处理将回波信号进行放大、滤波和数字化处理图像显示根据回波信号的强度和时间延迟，构建超声图像超声系统组成探头发射器接收器显示器探头是超声系统的重要组成发射器产生高频电信号,驱动接收器接收探头接收到的回显示器将处理后的信号显示部分,负责产生和接收超声探头发出超声波波信号,并将其转换为电信为图像,供医生诊断使用波号发射器的频率和功率决定了显示器可以是黑白或彩色,并它将电信号转换为超声波,并超声波的频率和强度接收器对信号进行放大、滤具有多种功能,如图像放大、将接收到的回波信号转换为波和处理,以提高信号质量灰度调节等电信号探头技术探头类型探头频率超声探头种类繁多，包括线阵探探头频率影响声束宽度和穿透深头、凸阵探头、扇形探头等度，高频探头分辨率高，穿透深度浅；低频探头穿透深度深，分辨率低探头功能探头设计探头功能包括脉冲回波成像、多探头设计需要考虑探头尺寸、重普勒成像、三维成像等量、耐用性和使用场景超声波频率的选择分辨率频率越高，分辨率越高，但穿透深度降低穿透深度频率越低，穿透深度越深，但分辨率降低组织类型不同组织对超声波的吸收和反射不同，需要选择合适的频率超声波增益调节

11.增益

22.增益调节增益是超声波系统中一个重要通过调节增益，可以改变回波的参数，它决定了回波信号的信号的强度，从而提高图像的放大倍数亮度和对比度

33.增益调节目的

44.增益调节方法增益调节的目的是为了使图像增益调节可以通过超声系统上清晰，并突出显示感兴趣的组的增益旋钮或按钮进行调整织结构时间增益补偿深度补偿TGC曲线超声波在组织中传播时，随着深度的增加，声能衰减TGC曲线是一种图形，它显示了随着深度的增加，增益如何变化时间增益补偿TGC是一种技术，用于补偿这种衰减TGC曲线可以手动调整，以优化图像质量超声图像的数字化处理数字化采样1探头接收的模拟信号被转换成数字信号，并被转换为数字信号数据压缩2数字化信号经过压缩处理，减少数据量，提高传输速度图像重建3压缩后的数据被重建成图像，并显示在屏幕上超声成像的影像处理图像增强1提高图像对比度，增强细节噪声抑制2降低噪声干扰，改善图像清晰度图像分割3将图像分割为不同的区域，方便分析三维重建4将二维图像合成三维模型，提供更多信息影像处理技术可以提高超声图像质量，便于医生诊断图像增强、噪声抑制、图像分割、三维重建等处理技术应用广泛超声图像质量的评估图像清晰度分辨率、对比度和噪声水平图像均匀度图像亮度和对比度的一致性图像完整性组织结构的完整显示图像深度组织结构的穿透深度图像伪像噪声、混响、阴影等超声诊断的注意事项安全操作患者准备操作人员应熟悉仪器操作规程，严格执行安全患者应配合医生进行检查，保持安静，避免过操作流程，确保操作人员和患者的安全度紧张，以获得最佳的检查效果检查环境资料保存检查环境应安静、光线充足，避免干扰，以确检查结束后，应及时保存患者的超声图像和报保超声图像的清晰度告资料，以便日后参考和对比超声诊断的临床应用妇产科心血管评估胎儿生长发育，监测妊娠并诊断心脏病，如心肌梗死，心力发症，如子宫肌瘤，卵巢囊肿衰竭，心瓣膜疾病，心脏肿瘤等等腹部神经系统评估肝脏，胆囊，胰腺，脾脏，诊断脑血管病，脑肿瘤，脑积肾脏，膀胱，前列腺等器官的形水，脑出血，脑梗死等疾病态结构和功能超声诊断的发展方向

11.多模态融合

22.人工智能应用超声技术与其他影像技术，例如CT和利用人工智能算法，自动识别图像特MRI，结合起来，实现更全面、更准确征，提高诊断效率和准确性的诊断

33.增强现实技术

44.微型化和可穿戴将超声图像叠加在患者身体上，实现更发展更小巧、更便携的超声设备，方便直观的诊断和手术引导患者在家进行自我监测总结与思考精准诊断非侵入性持续发展超声诊断技术是现代医学的重要组成部超声诊断具有无创、安全、无痛的特点，随着技术的进步，超声诊断技术不断发分，为疾病的诊断和治疗提供了可靠的依对人体无任何损害，适合各种人群展，未来将更加精准、高效据提问与讨论欢迎大家积极提问，分享您的见解和疑问我们将竭诚为您解答，并进行深入讨论。