三维重建超声图像ppt课件.ppt
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1、为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益全国大型医疗设备使用人员全国大型医疗设备使用人员彩色多普勒技术考试彩色多普勒技术考试辅导材料(第一章第四章)中国医学科学院基础医学研究所袁光华中国医学科学院阜外医院程克正为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益第一章第一章 物理基础物理基础第一节第一节 超声显像物理基础超声显像物理基础一、超声波基本物理量:1、超声波是声源振动的频率大于、超声波是声源振动的频率大于20000Hz的机械波的机械波 2、超声波
2、有三个基本物理量,即频率(f),波长(),声速(c),它们的关系是:c=f或或=c/f,传传播播超超声声波波的的媒媒介介物物质质叫叫做做介介质质,不同频率的超声波在相同介质中传播时,声速基本相同。在人体软组织中声速为1540m/s。探测1cm深度目标所需的时间约13.4s.3、相相同同频频率率的的超超声声波波在在不不同同介介质质中中传传播播,声声速速不不相相同同,人人体体软软组组织织中中超超声声波波速速度度总总体体差差异异约约为为5%。利利用用超超声声方方法进行测距的误差也是法进行测距的误差也是5%左右。左右。4、临床常用的超声频率在、临床常用的超声频率在2MHz1010 MHz之间。之间。为
3、了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益二、超声波的物理性能1、超声波在介质中传播时,遇到不同声阻的分界面,会产生反射和折射,反射的能量由Z2-Z12反射系数RI=决定。Z2+Z1Z1、Z2为两种介质的特性声阻抗,Z=pc(密度声速)当Z1=Z2,为均匀介质,则RI=0,无反射。当当Z1 肝组织肝组织血液血液若若进进一一步步细细分分:骨骨(或或钙钙化化)肌肌腱腱(或或软软骨骨)肝肝(或肾)(或肾)脂肪脂肪血液血液尿液(或胆汁)。尿液(或胆汁)。组织中含胶原蛋白和钙质越多,声衰减越大,液体内含蛋白成分的声衰减大。为了规范事
4、业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 9、超超声声波波在在介介质质中中传传播播时时,如如遇遇声声阻阻不不同同的的障障碍碍物物(目目标标点点)则则声声束束方方向向和和声声强强将将发发生生改改变变,其其改改变变程程度度与与障障碍碍物之大小及声阻抗有关。物之大小及声阻抗有关。当障碍物的直径大于当障碍物的直径大于1/2,在该障碍物表面产生回声反射。,在该障碍物表面产生回声反射。1010、当当障障碍碍物物的的直直径径等等于于或或小小于于1/2,超超声声波波将将饶饶过过该该障障碍碍物物而而继继续续前前进进,反反射射很很少少,这这种种现现
5、象象称称为为衍衍射射,故故超超声声波波波波长长越越短短,能能发发现现障障碍碍物物越越小小。这这种种发发现现最最小小障障碍碍物物的的能力能力 称为显现力。称为显现力。从从单单纯纯理理论论上上计计算算,能能测测到到物物体体的的最最小小直直径径,称称做做最最大大理理论论分分辨辨力力,在在数数值值上上为为1/2,但但实实际际显显示示的的分分辨辨力力要要低于理论分辨力低于理论分辨力5858倍。倍。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益11、超超声声波波在在传传播播中中遇遇到到粗粗糙糙面面或或极极小小的的障障碍碍物物(或或一一组
6、组小小障障碍碍物物形形式式)时时,这这时时将将有有一一部部分分能能量量被被散散射射,散散射射声声波波可可进进行行组组合合,等等频频同同相相波波迭迭加加后后能能量量(幅幅度度)加加强强,等等频频反相迭加后能量减弱。反相迭加后能量减弱。红红细细胞胞的的直直径径比比超超声声波波要要小小得得多多,红红细细胞胞是是一一种种散散射射体体,其其反反(后后)向向散散射射信信息息是是研研究究、分分析析红红细细胞胞运运动动规规律律的的极极有有用用的的信信息息,声声束束内内红红细细胞胞数数量量越越多多,后后向向散散射射强强度度就就越越大。大。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作
7、人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益三、超声多普勒效应1、当声源与反射界面(或散射体)作相对运动时,由于超声波在一定介质中传播的速度是恒定的,故可看作超声的波长被压缩或扩展。波长的变化必将伴随着频率的移动(改变),它仍需满足C=f的关系,这种现象称之为多普勒效应。2VcosQ 其多普勒公式为:fd=fR-f0=fO C fd为多普勒频移,fO为入射频率,fR为反射频率,V为反射物体运动速度,C为声速,Q为运动方向与入射波间的夹角。2、当fO=3MHzfR=3.005 MHz则fd=fR-fO=5000Hz=5KHz所以fd一般都在音频范围内。检出fd后,以声音发出响声来监听,并通过FFT
8、对fd进行频谱分析,所以多普勒频移属于声波范畴所以多普勒频移属于声波范畴。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益四、超声波分辨力,穿透力1、分辨力指能在荧光屏上被分别显示为两个点的最小间距的能力,一般可分为轴(纵)向和侧(横)向两种。2、轴向分辨力系指声束方向,能被分辩前后两点间的最小间距,它与超声波的频率有关,频率越高,波长越短,则轴向分辨越好。3、侧向分辨力系指与声束相垂直的面上,能被分辨两点的最小间距,它与超声束的宽窄有关。声束越窄(细),其侧向分辨越好。4、穿透力是指超声在介质中传播能到达最大深度的能力,它与
9、声衰减系数有关,并与频率成正比,用dB/cm/MHz表示,所以频率高的超声波在人体中衰减也越大。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益一、超声显像的一般规律1、回声来源:来自大界面的反射和散射体的散射。2、界面反射与声束角度:界面与声束角度对图像影响较大,球形病灶常仅有前后壁回声,侧壁声常常消失形成侧声影。3、衰减对成像的影响:物体衰减特征主要表现在后方的回声。4、囊性物体的声像图特征:内部为无回声区;前壁和后壁回声增强;侧壁回声消失;后方有回声增强和侧声影。5、多重反射:超声遇强反射界面,在界面后出现一系列的间隔均
10、匀的依次减弱的影像,称为多重反射,这是声束在探头与界面之间往返多次而形成。第二节超声诊断图像基础为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益二、不同器官组织成分的显像特点1、皮肤:呈线状强回声。2、脂肪:回声强弱不同,层状分布的脂肪呈低回声。肿瘤组织中脂肪与其它组织成分混杂分布时,常呈现强回声反射。3、纤维组织:纤维组织与其它成分交错分布,其反射回声强,排列均匀的纤维瘤回声则较弱。一般纤维组织的衰减程度较明显。4、肌肉组织:回声较脂肪组织强,且较粗糙。5、血管:形成无回声的管状结构,动脉常显示明显的搏动,有时能看到红细胞散
11、射点状回声。6、骨组织、钙化或结石,形成很强的回声,其后方留有声影。7、实质脏器:形成均匀的低回声。以肝脏为标准:脾脏回声较肝脏低而均细肾脏实质较肝脏实质回声也低胰腺回声较肝脏高而且粗糙8、空腔脏器:其形状,大小和回声特征因脏器的功能状态改变而有不同充满液体时可表现为无回声区充满含有气体的肠内容物可形成杂乱的强回声反射气体反射常曳有多重反射的斑纹状强回声,称为彗星尾征为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益三、病理声像图的特点1、实质脏器的弥漫病变急性与慢性病变回声表现急性病变慢性病变脏器大小 增大增大或减少脏器边缘
12、饱满、圆钝 不平或结节状脏器回声 减低增加脏器结构 变化不大变形或显示不清为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益2、占位病变囊性或实性病变的鉴别囊性病变实性病变病变形态球状或类球状团块状边界回声清晰光滑可不清楚不光滑内部回声无有后方回声回声增强回声增强或出现声影周围组织可有压迫推移压迫推移或浸润破坏良性或恶性病变的鉴别良性病变恶性病变病变形态多规则多不规则边界回声清楚光滑不清楚或浸润状内部回声均匀、中等回声不均匀低回声周围组织可有挤压可有浸润破坏为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工
13、作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益四、超声诊断的基本要求 1、针对性、针对性 客观性客观性 独立性独立性 系统性系统性 科学性科学性 2、客观性:、客观性:病变的解剖定位,病变形态大小,数目,临近结构病变的解剖定位,病变形态大小,数目,临近结构 病变回声特点,边界回声,内部回声的特点及透声特性病变回声特点,边界回声,内部回声的特点及透声特性 病变的动态变化。病变的动态变化。重要的阴性所见,以供鉴别诊断时参考重要的阴性所见,以供鉴别诊断时参考 3、独立性:、独立性:任何结论不能离开回声图像的客观表现,切忌随意附和任何结论不能离开回声图像的客观表现,切忌随意附和 或臆测或臆测为了规范事业
14、单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 4、科学性:、科学性:(1)超超声声图图像像的的拍拍摄摄存存储储,图像具有代表性、对比性、系列性。灰阶回声图像的方位及对病变的描写方法。灰阶回声图像的方位及对病变的描写方法。(2)图图像像的的方方位位:美国超声医学会1976年规定(大多数国家采用),并与X线摄影、X-CT、放射性同位素成像方位一致。图像左侧代表头侧(H),右侧代表足侧(F);上方在仰卧位时代表腹侧,俯卧位时代表背侧;在额状切面的回声图像上,上则上方代表头侧,右侧代表左侧。乳房回声图像将乳头居上,胸壁居下,并注明头侧(H)或
15、右侧(R)为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益(3)图像的描述:a)回声强弱的描述回声强弱的描述:根据图像中灰度不同,可分为强或高回声,中等回声,低或弱回声,无回声。回声的高低,强弱应根据病灶回声与周围正常脏器的回声强度作比较来确定。b)后方回声的描述:后方回声的描述:病灶界面有较强的反射以及有较强的衰减特性时,后方回声减弱乃至消失,称为声影。当病灶或组织液体或衰减不明显时,其后方回声强于周围组织,称为回声增强;当病灶本身形成低回声强度或无回声区,而其后方有回声增强出现时称为透声区。为了规范事业单位聘用关系,建立和
16、完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益c)回声分布的描述回声分布的描述:可以按分布情况描述,“密集”、“稀”、“分布均匀”、“分布不均匀”综观病灶内回声分布的状况可用“均质”或“不均质”来形容。d)回声图像上病变形态的描述回声图像上病变形态的描述:应当根据不同切面的回声图像特征描述病变的整体形态,不仅描述回声图像的平面特点,而且要注意描述病灶的立体形态,一般不直接作出具体的病理诊断的结论。e)一些征象的描述一些征象的描述:形象化地把某些病变的回声图像特征命名为某征。“靶环征”、“驼峰征”、“平行管征”、“双筒抡征”、“蝌蚪尾征”等。为了规范事业单位
17、聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益第四节、超声生物效应第四节、超声生物效应 一一、超声声强概念:对超声诊断设备的超声辐射,针对人体不同部位,规定了限定值人体不同部位超声强度的限定值FDA(美国食品药品局)规定Isppa(W/cm2)Ispta(mw/cm2)Im(w/cm2)心脏 190 430310脉管 190 720310眼部 281750胎儿 190 94310Isppa:空间峰值脉冲平均声强空间峰值脉冲平均声强Ispta:空间峰值时间平均声强空间峰值时间平均声强Im:最大声强度Iob:真实声束声强真实声束声强国际电工委员
18、会:IEC1157-92规定Iob 20 mw/cm2 胎儿胎儿Ispta 100 mw/cm2超超出出这这些些规规定定值值应应公公布布其其声声强强输输出出,超超声声强强度度超超出出规规定定,将将造造成成若若干干生生物物效效应应,如:育龄妇女早熟排卵,受孕率下降,胎儿体重减轻,产后儿童发育迟缓等。名称限定值部位为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益二、超声对生物体影响的作用原理1、空空化化作作用用:在在液液体体中中产产生生强强超超声声时时,会会出出现现一一种种类类似似雾雾状状的的气气泡泡,就如轮船推进器在产生推动力的
19、同时会溅出气泡那样,这这就就是是空空化化作作用用。生生物物组组织织由由于于超超声空化作用而产生不能复原的破坏性形变,以至使细胞坏死和整个生物组织坏死。声空化作用而产生不能复原的破坏性形变,以至使细胞坏死和整个生物组织坏死。2、热热作作用用:生生物物组组织织在在超超声声机机械械能能作作用用下下,由由于于沾沾滞滞吸吸收收,将将一一部部分分超超声声能能转转化为热能,使生物组织的温度上升。化为热能,使生物组织的温度上升。3、超声的生物作用:超声对组织器官的影响超声对组织器官的影响在强超声作用下,将使坐骨神经、脊髓、淋巴细胞、肝组织损伤。超声对细胞的影响超声对细胞的影响超声诊断声强较强时对子宫癌HELA
20、细胞,人羊膜的FK细胞,三个月胎儿脑组织的胎生纤维细胞有影响。超声对染色体的影响超声对染色体的影响 超声诊断声强较强时,对白细胞、淋巴、成纤维细胞有影响 超声对精子的影响超声对精子的影响强超声对精子活动力及受精卵易发生危害。三、超声诊断的安全因素:三、超声诊断的安全因素:超声剂量(声强)的限定值超声剂量(声强)的限定值 Ispta100 mw/cm2 超声照射时间:通常一次超声超声照射时间:通常一次超声10-20分钟分钟 超声波形的形态:脉冲占空比为超声波形的形态:脉冲占空比为0.001,1s发射,发射,1m ms接受。接受。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单
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