医学超声影像设备与应用课件.ppt

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1、单击此处编辑母版标题样式上海艾乐影像材料有限公司上海艾乐影像材料有限公司关于医学超声影像设备关于医学超声影像设备与应用与应用现在学习的是第1页，共30页超声发展n n19821982年日本年日本NamekawaNamekawa、美国、美国BommerBommer应用多点选通，自相关分应用多点选通，自相关分析、彩色编码技术创立二维彩色多普勒显像技术日析、彩色编码技术创立二维彩色多普勒显像技术日本本AlokaAloka公司研制第一台二维彩色多普勒显像仪公司研制第一台二维彩色多普勒显像仪n n19851985年国际心脏多普勒学会成立，我国加入。年国际心脏多普勒学会成立，我国加入。n n1985198

2、5年年中国超声医学杂志中国超声医学杂志创刊创刊n n19881988年张运院士撰写我国第一部年张运院士撰写我国第一部多普勒超声心动图学多普勒超声心动图学现在学习的是第2页，共30页7.1超声影像设备简述超声影像设备按功能划分为两种超声影像设备按功能划分为两种n n超声诊断设备超声诊断设备n n超声治疗设备超声治疗设备超声诊断与、核磁共振和同位素扫描共称为四大影像诊断技超声诊断与、核磁共振和同位素扫描共称为四大影像诊断技术术 现在学习的是第3页，共30页7.1.2超声影像设备功能超声影像设备以强度低、频率高、对人体无损伤、安全无痛苦、超声影像设备以强度低、频率高、对人体无损伤、安全无痛苦、显示方

3、法多样而著称，尤其对人体软组织的探测和心血管脏器的显示方法多样而著称，尤其对人体软组织的探测和心血管脏器的血流动力学观察有独到之处，弥补了血流动力学观察有独到之处，弥补了X X线诊断和同位素诊断的不足，线诊断和同位素诊断的不足，已成为各医院必备的现代影像检查的主要方法。已成为各医院必备的现代影像检查的主要方法。超声影像设备的四大基本功能是超声影像设备的四大基本功能是测量、诊断、监测与治疗测量、诊断、监测与治疗测量、诊断、监测与治疗测量、诊断、监测与治疗。现在学习的是第4页，共30页超声波是一种高频机械波，频率范围为超声波是一种高频机械波，频率范围为15-60kHz15-60kHz，一般高于，一

4、般高于20kHz20kHz，超声波的主要特征为：，超声波的主要特征为：a.a.波长短，近似作直线传播波长短，近似作直线传播波长短，近似作直线传播波长短，近似作直线传播；在固体和液体内衰减比电磁波小，其；在固体和液体内衰减比电磁波小，其传播特性和媒质的性质密切相关。传播特性和媒质的性质密切相关。b.b.能量集中能量集中能量集中能量集中，因而能形成高的温度，产生剧烈振动，引起激震波，液体中，因而能形成高的温度，产生剧烈振动，引起激震波，液体中的空化作用等，结果产生机械，热，光，电，化学及生物等各种效应。的空化作用等，结果产生机械，热，光，电，化学及生物等各种效应。由于超声波的瞬时空化可实现高温和局

5、部的高压，超声波通常被用于过由于超声波的瞬时空化可实现高温和局部的高压，超声波通常被用于过程强化和引发化学反应，程强化和引发化学反应，现在学习的是第5页，共30页超声作用原理：超声作用原理：(1)(1)空化作用空化作用当一定频率的超声波作用于液体时，由于液体中一部分气泡当一定频率的超声波作用于液体时，由于液体中一部分气泡其尺寸适宜，将发生共振现象，此时，大于共振尺寸的气泡在其尺寸适宜，将发生共振现象，此时，大于共振尺寸的气泡在超声的作用下，被驱出液体外；小于共振尺寸的气泡则在超声超声的作用下，被驱出液体外；小于共振尺寸的气泡则在超声波的作用下逐渐变大，在接近共振尺寸时，在声波的稀疏段，波的作用

6、下逐渐变大，在接近共振尺寸时，在声波的稀疏段，气泡迅速胀大，由于摩擦可产生电荷，在声波的压缩段，气泡气泡迅速胀大，由于摩擦可产生电荷，在声波的压缩段，气泡又被突然压缩，直到湮灭。气泡在湮灭过程中，其内部可达数又被突然压缩，直到湮灭。气泡在湮灭过程中，其内部可达数千度的高温和几千个大气压的高压，并产生放电，发光等现象。千度的高温和几千个大气压的高压，并产生放电，发光等现象。这种现象成为这种现象成为“空化现象空化现象”。现在学习的是第6页，共30页 在超声场中液体中的微小气泡首先经历气泡的振荡及生长过程，即稳态空化；然后是气泡的压缩和崩溃过程，即瞬态空化。然后是气泡的压缩和崩溃过程，即瞬态空化。空

7、化效应可促进反应，强化传质过程。现在学习的是第7页，共30页（2 2）热效应）热效应由于介质吸收超声波及摩擦损耗，分子剧烈振动，超声波的机械由于介质吸收超声波及摩擦损耗，分子剧烈振动，超声波的机械能转化为介质的内能，造成介质温度升高，超声波的强度越大，产能转化为介质的内能，造成介质温度升高，超声波的强度越大，产生的热效应越强。生的热效应越强。因此，控制超声波的强度，可使物质的组织内部温度瞬时升高，加快因此，控制超声波的强度，可使物质的组织内部温度瞬时升高，加快有效成分的溶出。气泡崩溃之后，泡内有效成分的溶出。气泡崩溃之后，泡内“热点热点”骤然冷却，冷却速度达骤然冷却，冷却速度达108K/s10

8、8K/s。如此急剧冷却速率将引起原料内部结构的急剧变化。如此急剧冷却速率将引起原料内部结构的急剧变化。现在学习的是第8页，共30页（3 3）机械作用）机械作用超声波传递的机械能可在液体中形成有效的搅动与流动，从而超声波传递的机械能可在液体中形成有效的搅动与流动，从而破坏了介质结构，粉碎了液体中的颗粒，从而产生了普通低频机械破坏了介质结构，粉碎了液体中的颗粒，从而产生了普通低频机械搅拌起不到的效果。这种机械作用可产生击碎，切割及凝聚等效果。搅拌起不到的效果。这种机械作用可产生击碎，切割及凝聚等效果。超声波空化作用所产生的巨大压力将造成生物细胞壁及整个生物超声波空化作用所产生的巨大压力将造成生物细

9、胞壁及整个生物体的破裂，与此同时，超声波的振动作用强化了胞内物质的释放，体的破裂，与此同时，超声波的振动作用强化了胞内物质的释放，扩散和溶解。在被破碎的瞬间生物活性保持不变，破碎速度和提取扩散和溶解。在被破碎的瞬间生物活性保持不变，破碎速度和提取率均可得到提高。率均可得到提高。现在学习的是第9页，共30页超声作用原理：超声作用原理：超声作用原理：超声作用原理：(4)(4)乳化作用乳化作用乳化作用乳化作用空化气泡振空化气泡振动对动对固体表面固体表面产产生的生的强强烈射流及局部微冲流，烈射流及局部微冲流，能能显显著减弱液体的表面著减弱液体的表面张张力及摩擦力。并破坏固力及摩擦力。并破坏固-液界面的

10、附面液界面的附面层层。利用超声振。利用超声振动动及空化的及空化的压压力，高温效力，高温效应应，促使两种液体，两，促使两种液体，两种固体，或液种固体，或液-固，液固，液-气界面之气界面之间间，发发生分子的相互渗透，形成新的生分子的相互渗透，形成新的物物质质属性。超声振属性。超声振动动可使气，液媒可使气，液媒质质中中悬悬浮粒子以不同速度运浮粒子以不同速度运动动，增加相互碰撞机会；或使其增加相互碰撞机会；或使其发发生凝聚生凝聚过过程。空化气泡程。空化气泡闭闭合后合后产产生的生的局部冲局部冲击击波，可粉碎液体中的波，可粉碎液体中的颗颗粒，使其粒，使其细细化；使化；使结结晶均匀；将晶均匀；将较较大，不均

11、匀液滴分散大，不均匀液滴分散为为微小均匀液滴，微小均匀液滴，产产生生乳化效乳化效乳化效乳化效应应应应。这这些作用促些作用促进进了了药药物有效成分的溶解，加快了有效成分物有效成分的溶解，加快了有效成分进进入介入介质质，并与介，并与介质质充分混合。充分混合。现在学习的是第10页，共30页7.1.3超声影像设备主要指标及性能要求主要检定三项指标：主要检定三项指标：n n安全指标安全指标安全指标安全指标输出声强和漏电流是超声影像设备器针对患者的安全性能指标的输出声强和漏电流是超声影像设备器针对患者的安全性能指标的检测。检测。n n图像质量指标图像质量指标图像质量指标图像质量指标医用超声诊断设备通常是以

12、图像形式提供诊断信息的，因此医用超声诊断设备通常是以图像形式提供诊断信息的，因此图像质量的判别对整机性能和临床诊断有效性的评价都是必要图像质量的判别对整机性能和临床诊断有效性的评价都是必要的。的。n n显示设备指标显示设备指标显示设备指标显示设备指标超声影像设备的显示器还必须达到实时显示、高分辨力与高灰超声影像设备的显示器还必须达到实时显示、高分辨力与高灰阶三大性能要求。阶三大性能要求。现在学习的是第11页，共30页7.1.4超声影像设备临床应用 在在临临床床上上超超声声影影像像设设备备应应用用很很广广，可可以以诊诊断断并并治治疗疗多多种种疾疾病病。超超声声诊诊断断设设备备包包括括A A、MM

13、、B B、C C、F F、D D等等多多种种型型号号，现现在在还还发发展展到到三三维维、四四维维彩彩超超，几几乎乎人人体体任任何何部部位位均均可可做做超超声声检检查查。一一般般分分为为心心脏脏超超声声、腹腹部部超超声声、血血管管超超声声、五五官官超超声声、胸胸部部超超声声和和内内窥窥超超声声等等。按按使使用用方方式式可可以以分分为为介介入入性性超超声声、术中超声术中超声、腔内超声腔内超声三种。三种。现在学习的是第12页，共30页7.1.4超声影像设备临床应用1.1.介入性超声介入性超声 在在实实时时超超声声监监视视或或引引导导下下进进行行穿穿刺刺活活检检、液液体体抽抽吸吸或或注注药药，以以代代

14、替某些外科手术，达到进一步诊断或治疗目的的方法。替某些外科手术，达到进一步诊断或治疗目的的方法。2.2.术中超声术中超声 外外科科手手术术进进行行中中，采采用用特特制制的的小小型型高高频频超超声声探探头头，在在手手术术野野内内对对脏脏器进行更加细致的实时超声检查方法。器进行更加细致的实时超声检查方法。3.3.腔内超声腔内超声 采采用用特特制制高高频频超超声声探探头头，插插入入体体腔腔（如如食食道道、阴阴道道、直直肠肠、尿道、腹膜腔）进行实时超声检查的办法。尿道、腹膜腔）进行实时超声检查的办法。现在学习的是第13页，共30页7.2超声诊断设备 按型号分为按型号分为:A:A型、型、MM型、型、C

15、C型、型、F F型、型、B B型和型和D D型等六类。型等六类。超声诊断设备是目前医院中使用的比较频繁的诊断设备。它主要超声诊断设备是目前医院中使用的比较频繁的诊断设备。它主要包含发射包含发射/接收装置、扫描发生器、信号处理装置、显示设备、电接收装置、扫描发生器、信号处理装置、显示设备、电源和探头等部分。探头按频率分为单频、多频和宽频探头。源和探头等部分。探头按频率分为单频、多频和宽频探头。超声探头的主体是换能器，但为了提高发射接收的效果，还必须有吸超声探头的主体是换能器，但为了提高发射接收的效果，还必须有吸声层、匹配层、声透镜等，另外再加上插件、电缆和外壳，才能构成一具声层、匹配层、声透镜等

16、，另外再加上插件、电缆和外壳，才能构成一具完整实用的超声探头。完整实用的超声探头。两侧电极拉伸状态挤压状态自由状态换能器外观现在学习的是第14页，共30页1.A型超声诊断设备 它属于一维超声，回声波强度以振幅显示，探头由单晶片它属于一维超声，回声波强度以振幅显示，探头由单晶片构成，由于振幅（构成，由于振幅（AmplitudeAmplitude）一词的第一个字母为）一词的第一个字母为A A，所以称，所以称为为A A型超声诊断设备。型超声诊断设备。工作原理：幅度调制式工作原理：幅度调制式 换换换换能能能能器器器器接收放大接收放大接收放大接收放大发射电路发射电路发射电路发射电路同步电路同步电路同步电

17、路同步电路扫描电路扫描电路扫描电路扫描电路观察视窗观察视窗观察视窗观察视窗 A型超声诊断设备工作原理示意型超声诊断设备工作原理示意现在学习的是第15页，共30页2.2.临床诊断中的应用范围临床诊断中的应用范围主要适用于检查肝、胆、脾、眼及脑等简单解剖结构，通主要适用于检查肝、胆、脾、眼及脑等简单解剖结构，通过分析回波幅度的分布以获得组织的特征信息。也可以用于心过分析回波幅度的分布以获得组织的特征信息。也可以用于心脏、肝脏、胰脏、胆囊、颅脑、眼科、妇科等检查脏、肝脏、胰脏、胆囊、颅脑、眼科、妇科等检查。换能器 A型超声诊断设备最有代表性的应用是脑中线位置的测量一般正常人脑中线位置通过颅骨的几何中

18、心，最大偏差0.3cm。测量后若脑中线偏移0.3cm，则应考虑有占位性病变。此法检查无痛苦，准确性高。现在学习的是第16页，共30页 A A型超声型超声型超声型超声现在学习的是第17页，共30页2.B2.B型超声诊断设备型超声诊断设备BB型超声诊断设备是辉度调制型设备，因brightnessbrightnessmodulationmodulation词组的第一个字母为B，所以称为B B型超声诊断设备。B B超向人体发射一组超声波超向人体发射一组超声波,按一定的方按一定的方向进行扫描。根据监测其回声的延迟时间向进行扫描。根据监测其回声的延迟时间,强弱就可以判断脏器的距离及性质。经过电子电路和计算

19、机的处理,形成了我们今天的B B超图像。它以不同辉度的光超图像。它以不同辉度的光点强弱显示病变。三维超声成像也是在点强弱显示病变。三维超声成像也是在B B型超声的基础上进行了计算机图像重建处理而生成的图像。现在学习的是第18页，共30页7.2.4B型超声诊断设备 按扫描方式分类，按扫描方式分类，B B超已经发展了四代，包括手动直线扫描、机超已经发展了四代，包括手动直线扫描、机械扫描、电子直线扫描和电子扇形扫描。械扫描、电子直线扫描和电子扇形扫描。2.2.临床诊断的基础与应用范围临床诊断的基础与应用范围（1 1）在妇产科中的探测）在妇产科中的探测（2 2）人体内部脏器的轮廓及其内部结构的探测）人

20、体内部脏器的轮廓及其内部结构的探测（3 3）表浅器官内部组织探测）表浅器官内部组织探测慢性膀胱炎腹膜后淋巴瘤转移S型结肠癌 B型电子扇形扫描示意图型电子扇形扫描示意图 现在学习的是第19页，共30页3.C型超声诊断设备CC型与型与B B型的成像都是二维图像。但型的成像都是二维图像。但C C型的成像画面是与超型的成像画面是与超声束垂直的，它与声束垂直的，它与B B型扫描面相差型扫描面相差9090。C C型检查肿瘤组织，能型检查肿瘤组织，能显示出肿瘤组织的扩大范围，这在临床诊断中极为重要。显示出肿瘤组织的扩大范围，这在临床诊断中极为重要。C C型工作方式也是为了获得人体断层的图像。与型工作方式也是

21、为了获得人体断层的图像。与B B型方式不型方式不同的是，同的是，C C型扫描得到的图像不是简单的超声束扫描的断层平面，型扫描得到的图像不是简单的超声束扫描的断层平面，而是距离换能器某一指定深度处的与超声束垂直的平面。而是距离换能器某一指定深度处的与超声束垂直的平面。C型平面换能器现在学习的是第20页，共30页4.多普勒超声诊断设备多普勒诊断设备（多普勒诊断设备（D D型超声诊断设备），在医学诊断中对心脏、型超声诊断设备），在医学诊断中对心脏、血管、血流和胎儿的检查等方面起很大作用。血管、血流和胎儿的检查等方面起很大作用。多普勒效应多普勒效应:对于静止的观测者来说对于静止的观测者来说,向着观测者

22、运动物体发出向着观测者运动物体发出的声波频率会升高的声波频率会升高,相反频率会降低相反频率会降低,这就是著名的多普勒效应。这就是著名的多普勒效应。现代医用超声就是利用了这一效应现代医用超声就是利用了这一效应,当超声波碰到流向远离探头液当超声波碰到流向远离探头液体时回声频率会降低体时回声频率会降低,流向探头的液体会使探头接收的回声信号频率流向探头的液体会使探头接收的回声信号频率升高。利用计算机伪彩技术加以描述升高。利用计算机伪彩技术加以描述,使我们能判定超声图像中流动使我们能判定超声图像中流动液体的方向及流速的大小和性质液体的方向及流速的大小和性质,并将此叠加在二维黑白超声图并将此叠加在二维黑白

23、超声图像上像上,形成了我们今天见到的彩超图像。形成了我们今天见到的彩超图像。现在学习的是第21页，共30页7.2.8四维超声诊断设备n n四维超声波成像系统，（四维超声波成像系统，（“4D”4D”是是“四维四维”的缩写）所谓的缩写）所谓“四维四维”就是指在传统的就是指在传统的“三维立体三维立体”超声成像的基础超声成像的基础之上加上时间维度这个向量。之上加上时间维度这个向量。n n运用运用4D4D超声波技术进行孕妇和胎儿检查能够显示胎儿在超声波技术进行孕妇和胎儿检查能够显示胎儿在子宫内的即时动态活动图像子宫内的即时动态活动图像 现在学习的是第22页，共30页7.3超声治疗设备n n超超声声治治疗

24、疗设设备备主主要要由由超超声声发发生生器器及及声声头头两两部部分分构构成成，前前者者由由高高频频电电振振荡荡和和电电源源电电路路组组成成，利利用用“反反压压电电效效应应”原原理理，将将高高频频电电场场作作用用于于晶晶体体薄薄片片，使使其其产产生生相相应应频频率率的的振振动动，从从而而将电能转换为机械能。将电能转换为机械能。n n超超声声治治疗疗设设备备有有多多种种类类型型，以以输输出出方方式式划划分分，有有连连续续输输出出型型、脉冲输出型、连续脉冲输出型。脉冲输出型、连续脉冲输出型。电能换能器高频震荡电路高压变压器超声能现在学习的是第23页，共30页7.3.2超声治疗设备临床应用1.1.超声波

25、药物透入疗法超声波药物透入疗法2.2.超声波外科疗法超声波外科疗法3.3.聚集治疗法聚集治疗法 4.4.超声波穴位刺激疗法超声波穴位刺激疗法5.5.低频超声治疗法低频超声治疗法 6.6.超声波乳化治疗法超声波乳化治疗法7.7.直接接触辐射法直接接触辐射法8.8.间接接触辐射法间接接触辐射法9.9.超声治疗癌肿瘤超声治疗癌肿瘤现在学习的是第24页，共30页7.47.4超声诊断设备新技术进展超声诊断设备新技术进展 GE超声设备及成像超声设备及成像 现在学习的是第25页，共30页7.4超声诊断设备新技术进展1 1三维超声诊断设备三维超声诊断设备三维超声成像方法有散焦镜法、计算机辅助成像和实时超声三维

26、超声成像方法有散焦镜法、计算机辅助成像和实时超声束跟踪技术。束跟踪技术。维超声胎儿成像维超声胎儿成像25周周 三维超声胎儿成像三维超声胎儿成像28周周 现在学习的是第26页，共30页7.4.2超声影像设备展望1.1.宽频带化宽频带化2.2.数字化数字化3.3.信息化信息化4.4.多维化多维化5.5.智能化智能化现在学习的是第27页，共30页胃肠超声检查：雾里看花n n 因胃不舒服去医院就诊，医生通常会建议患者做一次胃镜，因胃不舒服去医院就诊，医生通常会建议患者做一次胃镜，但总有不少人因为害怕做胃镜时的但总有不少人因为害怕做胃镜时的“难受难受”而拒绝。时下，不而拒绝。时下，不少民营医院打出了胃肠

27、超声检查的广告，宣称做超声也能检出少民营医院打出了胃肠超声检查的广告，宣称做超声也能检出诸如胃炎、胃溃疡、肠炎等众多消化病，吸引了不少害怕做内诸如胃炎、胃溃疡、肠炎等众多消化病，吸引了不少害怕做内镜者前去检查。胃肠超声真如广告上说的那么好吗？它果真能镜者前去检查。胃肠超声真如广告上说的那么好吗？它果真能代替内镜检查吗？代替内镜检查吗？n n 点评：医学上所谓的胃肠超声检查主要有经腹壁超声、超点评：医学上所谓的胃肠超声检查主要有经腹壁超声、超声造影和超声内镜等。由于胃肠是含气脏器，当超声波遇到声造影和超声内镜等。由于胃肠是含气脏器，当超声波遇到脏器内气体时会被反射，难以达到满意的显像目的，超声效

28、脏器内气体时会被反射，难以达到满意的显像目的，超声效果不如肝、胆、脾等实体器官。近年来，经过众多学者的研果不如肝、胆、脾等实体器官。近年来，经过众多学者的研究探索，发现通过利用某种物质充盈胃肠腔，减少超声束的究探索，发现通过利用某种物质充盈胃肠腔，减少超声束的反射，可使胃肠结构显示得更加清晰，这种方法称为胃肠超反射，可使胃肠结构显示得更加清晰，这种方法称为胃肠超声造影，即所谓的声造影，即所谓的“胃肠超声胃肠超声”。在造影剂充盈良好的情况。在造影剂充盈良好的情况下，超声能够显示胃肠腔的完整形态、结构，对胃肠腔内的下，超声能够显示胃肠腔的完整形态、结构，对胃肠腔内的突起性病变、胃肠壁的增厚性病变，显像效果较佳。突起性病变、胃肠壁的增厚性病变，显像效果较佳。现在学习的是第28页，共30页胃肠超声检查：雾里看花n n广告语：胃肠超声检查无痛苦、安全、方便，能取代内镜检查。广告语：胃肠超声检查无痛苦、安全、方便，能取代内镜检查。n n点评：胃肠超声造影主要用于占位病变的诊断点评：胃肠超声造影主要用于占位病变的诊断,但由于其简便但由于其简便易行、无痛苦、无创伤性、服用造影剂后无不适感，现被不少易行、无痛苦、无创伤性、服用造影剂后无不适感，现被不少民营医院广泛采用，甚至有滥用之势。民营医院广泛采用，甚至有滥用之势。现在学习的是第29页，共30页感谢大家观看现在学习的是第30页，共30页