超声产品原理及临床应用知识

2020/2/290超声产品原理及临床应用知识影像产品工程部更新日期：2011年4月8日1迈瑞公司质量方针以脚踏实地的工作作风，奋斗不息的进取精神，科学的管理，先进的技术，开发生产安全、有效、可靠的医疗设备。使全球更多的用户以合理的价格享受到世界水平的医疗设备与服务，让社会、员工和股东共享迈瑞成果。2提要超声基础知识1超声成像模式2超声成像系统3超声技术参数4公司产品构成53超声基础知识—影像设备MRICTultrasonicDR4超声基础知识—影像设备5超声基础知识—影像设备ECT6超声优点A、应用范围广B、实时显示C、对人体无伤害D、操作比较简便E、重复性好F、收费低超声缺点A、不能应用到肺、胃肠含气脏器B、肥胖病人成像质量差C、不能穿透骨骼D、要达到最好效果操作者需要经验超声基础知识—影像设备7超声基础知识—自然界的声音20Hz20KHz次声波可听声波超声波超声诊断仪所用波段1MHz~14MHz8医学临床诊断学中用于心脏、血管、血流和胎儿心率等诊断。超声基础知识—超声的应用9超声基础知识—诊断基础超声诊断：主要原理是利用超声波在生物组织中的传播特性，不同的组织与器官具有独特的声像图特征。液性结构为无回声暗区。实质性结构为强弱不等的各种回声。均质性实质结构为均匀的低回声或等回声。非均质性结构为混合性回声。钙化或含气性结构则呈极强回声并伴后方声影。10超声基础知识—声像图特征液性均质性非均质性钙化11超声基础知识—物理特性介质速度吸收系数声阻抗体液1480m/sec0.002（1MHz）1.492空气330m/sec12.000(1MHz)0.000428肝脏1550m/sec1.000（1MHz）1.648骨骼4080m/sec5.000（1MHz）5.570脂肪1440m/sec0.600（1MHz）1.410肌肉1568m/sec2.300(1MHz)1.684超声具有反射、散射、折射、衍射、干涉、衰减、方向性和多普勒效应等物理特性。12超声基础知识—反射、折射包膜处产生强反射管壁产生折射伪像13超声基础知识—干涉由于探头的各晶片振荡时在开始的一段距离内产生互相干涉，形成许多大小不一的“花瓣”，称为旁瓣。干涉产生伪影14超声基础知识—衰减超声波在人体软组织中的衰减大约1dB/MHz/cm迈瑞超声产品实用频率波段为2MHz-10MHz。15超声基础知识—小结哪些器官超声诊断仪无法进行诊断？要进行浅表器官检查时，使用高频还是低频？16超声成像模式BrightnessMotionColorDopplerA型AmplitudeC型B型M型D型17超声成像模式—A型成像A型：以幅度的高低显示组织回波信号的强弱。特点：一维成像，原理简单，但对操作者个人经验依靠性强，容易引起误诊。18超声成像模式—A型成像abca时间幅度abcabc运动目标abc静止目标cb19超声成像模式—B型成像B型：以亮度的强弱显示组织回波信号的强弱，并采用多声束扫描法，将各扫描线组成二维灰度图像。特点：二维断面图像，实时显示组织结构，形象直观。20超声成像模式—B型成像21超声成像模式—M型成像M型：以亮度的强弱显示组织回波信号的强弱，同时在时间轴上展开以显示这些光点的运动轨迹，反映一维的组织结构和运动信息。特点：一维时间运动曲线图，主要用于分析心脏和大血管的运动幅度。22超声成像模式—B+M成像B+M型：适用于运动脏器，如心脏、血管的探查。23超声成像模式—C型成像C型：彩色血流成像，在二维图像区域内，以色彩饱和度的不同显示目标速度的大小，以色彩的颜色显示速度的方向。特点：可以直观地显示血流的动力学状态。24超声成像模式—C型成像逆向声头血流迎向声头血流乃奎斯特频率极限25超声成像模式—真彩与伪彩26超声成像模式—D型成像D型：多普勒成像，以幅度的不同显示目标速度的大小，并在时间轴上展开显示速度随时间的变化。特点：可较准确地测量血流速度，用于检测心脏及血管的血流动力学状态。时间轴速度轴27超声成像模式—D型分类连续波多普勒（CW）连续发射和接收超声信号，不同深度出现的血流频移，都被叠加起来，不受高速血流限制，所以可检测心脏的高速血流信息，但不能提供距离信息。（以时间换空间）脉冲波多普勒（PW）采用单个换能器以很短的脉冲期发射超声波，在脉冲间歇期内有一“可听期”，具有距离选通能力，但不能提供时间信息。（以空间换时间）高脉冲波重复频率多普勒（HPRF）探头在发射一组超声脉冲波之后，不等采样部位的回声信号反回探头又发射出新的超声脉冲群，这样在一个超声束方向上，沿超声束的不同深度可有一个以上的采样容积。（综合改进型）28超声成像模式—B+C+D成像29超声成像模式—其它成像模式能量、方差多普勒：是彩色多普勒血流成像（CDFI）的衍生，信息都是通过自相关算法得到的。特点：（能量）反映多普勒信号的幅度大小，灵敏度较高，显示小血管有利。（方差）反映多普勒频移的一致性，直观反映血流是否存在紊乱。30梯形成像：开拓线阵探头成像视野，增加显示范围，基于扫描线偏转（延时）的原理。宽景成像（iScape）：是一种图像融合技术，对不同位置的图像进行融合，从而增加显示范围，观察到目标物的全貌。超声成像模式—其它成像模式31三维（4D）成像：利用二维探头，采集图像并进行实时图像融合，建立三维图像。图像采集三维重构图像分割成像ROI提取超声成像模式—其它成像模式32解剖M型：可以任意角度设置取样线，可同时比较多个心肌节段的运动特点。彩色M型：更加细微的显示在M取样线上的血流速度的变化和传播。超声成像模式—其它成像模式33组织速度多普勒成像（TVI），功能相当于Color。组织能量多普勒成像（TEI），功能类同于Power。组织频谱多普勒成像（TVD），功能相当于PW。组织多普勒M型（TVM），功能相当于PW。彩色多普勒组织成像（TDI）超声成像模式—其它成像模式34谐波成像：由于基波声场旁瓣干扰强，谐波声场旁瓣干扰相对较弱，利用回声（反射或散射）中的二次谐波所携带的人体信息形成的声像图称为超声谐波成像，谐波幅值小，衰减快。超声成像模式—其它成像模式f02f0f0Reception:f0+2f0FrequencyIntensityf02f0Filter35超声成像模式—其它成像模式谐波成像提高信噪比和组织边缘的清晰度，突出细节分辨率。普通基波普通谐波纯净谐波36造影谐波成像：是指向心血管腔内、空腔脏器内以及组织内注入某种能产生声学对比效应的物质（造影剂），造影剂微泡被超声波照射，谐振破裂后产生大量谐波，以便清晰显示组织结构、血流状态及病变。超声成像模式—其它成像模式37弹性成像：对组织的软、硬程度进行甄别，通过彩色映射后方便观察，对乳腺肿瘤的良恶性鉴别准确率高达95%。超声成像模式—其它成像模式38灰阶血流成像：利用数字编码技术对血流、血管及周围软组织进行直接实时观察，并以灰阶方式显示的一种新型影象技术，其帧频和分辨率分别达到彩色模式的三倍和四倍，直接地显示血流动力学变化和血管壁及其周围组织的解剖结构，无血流外溢。超声成像模式—其它成像模式39超声成像模式—小结超声基本成像模式总共有几种？静脉血栓、肾结石可用哪些模式进行检查？40超声成像系统显示器控制面板探头主机41超声成像系统—探头超声探头：又叫超声换能器，由压电晶体、垫衬、匹配层等组成，利用压电效应及逆压电效应实现电能和机器能转换的器件。42超声成像系统—阵元孔径阵元阵元:是换能器的基本单元，是由压电晶体打磨切割成的等份振子。孔径:是发射或接收中同时使用的阵元数。43超声成像系统—压电晶体44超声成像系统—压电效应负压电效应+++---+++++++---------超声波发射+++------------+++++++----------+++---FF超声波的接收+++---FF+++++++---------正压电效应45超声成像系统—扫描方式机械扫描电子扫描探头阵元46超声成像系统—扫描方式线扫扇扫弧扫47超声成像系统—探头种类凸阵探头线阵探头相控阵探头穿刺探头腔内探头术中探头经食道探头4D探头48超声成像系统—探头成像腹部大凸探头浅表线阵探头阴式腔内探头心脏相控阵探头胎儿4D探头三维线阵探头49超声成像系统—显示器50超声成像系统—控制面板标准键盘功能按键轨迹球TGC编码器51超声成像系统—控制面板52超声成像系统—主机探头板连续波板波束板数字板IO板PC模块显示器ECG键盘板硬盘CD-R/WDVD刻录脚踏开关系统母板放大板发射板触摸屏、液晶显示探头连接板电源模块前输出版53超声成像系统—信号处理逻辑控制及信号处理RXTX通道与阵元切换重复周期发射接收阵元通道延时处理及波束合成54超声成像系统—电子聚焦焦点发射电子聚焦发射信号逻辑及时序控制FPGA通过控制发射控制信号的逻辑和时序来达到发射聚焦的目的。55超声成像系统—电子聚焦探头目标物ttt56超声成像系统—小结一般体检时检查肝脏使用的是什么类型的探头？主机中的连续波板与实现哪些检查模式有关？57主要技术参数58主要技术参数—分辨力轴向分辨力（纵向）：声束长轴方向区分两个细小目标的能力。横向分辨力（径向）：探头长轴方向区分两个细小目标的能力。59主要技术参数—轴向分辨力超声波频率越高，轴向分辨力越好。低频率高频率振元振元靶点靶点回波信号回波信号60主要技术参数—横向分辨力不能分辨能分辨频率越高，波束越集中，横向分辨力越好。61主要技术参数—频率对分辨力的影响6M9M11M62主要技术参数—灰阶灰阶数越多，图像越细腻。63主要技术参数—增益增益：回波信号的放大倍数，图像调节的重要参数。能量/放大倍数64主要技术参数—动态范围(对比度)动态范围：最大信号与最小信号幅度的比值，反映信号的丰富程度及接收器的灵敏度(一般用dB表示)。哪一张能更好地再现婴儿的脸?哪一张能更好地再现婴儿的脸?DynamicRange窄宽65主要技术参数—帧频及帧相关图像帧频：实时动态的超声图像是由一帧帧超声扫描图组合在一起构成的，帧频是指每秒钟组成实时动态超声图像的超声扫描图的帧数。正常帧频高帧频66主要技术参数—图像深度图像深度：指在超声图像上显示的超声波在人体内扫描的深度。5MHz10MHz67主要技术参数—通道数通道数：指探头发射超声或接收回波信号的数字化或物理通道。68主要技术参数—阵元数阵元数：指探头内发射与接收超声波的晶片数目。公司产品现有80阵元、128阵元、192阵元产品。69主要技术参数—迈瑞相关成像技术DBF全数字波束合成RDA实时动态孔径成像DFS数控动态频率扫描DRA实时动态声束变迹DRF实时逐点动态接收聚焦孔径合成技术双波束合成高斯发射iBeam空间复合成像技术iClear斑点噪声抑制技术迈瑞相关成像技术70主要技术参数—DBF全数字波束合成全数字波束形成技术处理所得到的图像不失真，边缘清晰，这是模拟波束形成技术无法达到的。数字：A/D变换在波束合成之前模拟：A/D变换在波束合成之后71主要技术参数—RDA实时动态孔径成像提高图象近场分辨率，增强远场穿力。72主要技术参数—DFS数控动态频率扫描有效解决了分辨率和穿透力的矛盾,在一幅图像上同时实现最高穿透力和最佳分辨率。近场使用高频率超声束，提高图象分辨率。远场使用低频率超声束，增强远场穿透力。73主要技术参数—DRA实时动态声束变迹主瓣旁瓣旁瓣加权参数ainiiimaA1波束合成公式：10.750.510.751近场中场远场最大限度抑制旁瓣效应，有效降低噪声，获得较高信噪比，实现高清晰度成像。74主要技术参数—DRF实时逐点动态接收聚焦大大改善了远、近场的图像颗粒均匀度和提高整场组织