医学超声影像设备和应用专家讲座

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,10/3/2021,1,China Medical University Computer Center 2007.8,医学影像实用技术教程,6.1,6.2,6.3,6.4,6.5,超声发展,1982年日本Namekawa、美国Bommer应用多点选通，自相关分析、彩色编码技术创建二维彩色多普勒显像技术日本Aloka企业研制第一台二维彩色多普勒显像仪,1985年国际心脏多普勒学会成立，我国加入。,1985年中国超声医学杂志创刊,1988年张运院士撰写我国第一部多普勒超声心动图学,医学超声影像设备和应用专家讲座,第1页,7.1 超声影像设备简述,超声影像设备按功效划分为两种,超声诊疗设备,超声治疗设备,超声诊疗与、核磁共振和同位素扫描共称为四大影像诊疗技术,医学超声影像设备和应用专家讲座,第2页,7.1.2 超声影像设备功效,超声影像设备以强度低、频率高、对人体无损伤、安全无痛苦、显示方法多样而著称，尤其对人体软组织探测和心血管脏器血流动力学观察有独到之处，填补了X线诊疗和同位素诊疗不足，已成为各医院必备当代影像检验主要方法。,超声影像设备四大基本功效是,测量、诊疗、监测与治疗,。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第3页,超声波是一个高频机械波，频率范围为15-60kHz，普通高于20kHz，超声波主要特征为：a.,波长短，近似作直线传输,；在固体和液体内衰减比电磁波小，其传输特征和媒质性质亲密相关。b.,能量集中,，因而能形成高温度，产生猛烈振动，引发激震波，液体中空化作用等，结果产生机械，热，光，电，化学及生物等各种效应。,因为超声波瞬时空化可实现高温和局部高压，超声波通常被用于过程强化和引发化学反应，,医学超声影像设备和应用专家讲座,第4页,超声作用原理：,空化作用 当一定频率超声波作用于液体时，因为液体中一部分气泡其尺寸适宜，将发生共振现象，此时，大于共振尺寸气泡在超声作用下，被驱出液体外；小于共振尺寸气泡则在超声波作用下逐步变大，在靠近共振尺寸时，在声波稀疏段，气泡快速胀大，因为摩擦可产生电荷，在声波压缩段，气泡又被突然压缩，直到湮灭。气泡在湮灭过程中，其内部可达数千度高温和几千个大气压高压，并产生放电，发光等现象。这种现象成为“,空化现象,”。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第5页,在超声场中液体中微小气泡首先经历气泡振荡及生长过程，即,稳态空化,；,然后是气泡压缩和瓦解过程，即,瞬态空化,。,空化效应可促进反应，强化传质过程。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第6页,（2）热效应 因为介质吸收超声涉及摩擦损耗，分子猛烈振动，超声波机械能转化为介质内能，造成介质温度升高，超声波强度越大，产生热效应越强。,所以，控制超声波强度，可使物质组织内部温度瞬时升高，加紧有效成份溶出。气泡瓦解之后，泡内“热点”骤然冷却，冷却速度达108K/s。如此急剧冷却速率将引发原料内部结构急剧改变。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第7页,（3）机械作用 超声波传递机械能可在液体中形成有效搅动与流动，从而破坏了介质结构，粉碎了液体中颗粒，从而产生了普通低频机械搅拌起不到效果。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,所产生巨大压力将造成生物细胞壁及整个生物体破裂，与此同时，超声波振动作用强化了胞内物质释放，扩散和溶解。在被破碎瞬间生物活性保持不变，破碎速度和提取率均可得到提升。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第8页,超声作用原理：乳化作用,空化气泡振动对固体表面产生强烈射流及局部微冲流，能显著减弱液体表面张力及摩擦力。并破坏固-液界面附面层。利用超声振动及空化压力，高温效应，促使两种液体，两种固体，或液-固，液-气界面之间，发生分子相互渗透，形成新物质属性。超声振动可使气，液媒质中悬浮粒子以不一样速度运动，增加相互碰撞机会；或使其发生凝聚过程。空化气泡闭合后产生局部冲击波，可粉碎液体中颗粒，使其细化；使结晶均匀；将较大，不均匀液滴分散为微小均匀液滴，产生,乳化效应,。这些作用促进了药品有效成份溶解，加紧了有效成份进入介质，并与介质充分混合。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第9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：,安全指标,输出声强和漏电流是超声影像设备器针对患者安全性能指标检测。,图像质量指标,医用超声诊疗设备通常是以图像形式提供诊疗信息，所以图像质量判别对整机性能和临床诊疗有效性评价都是必要。,显示设备指标,超声影像设备显示器还必须到达实时显示、高分辨力与高灰阶三大性能要求。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第10页,7.1.4 超声影像设备临床应用,在临床上超声影像设备应用很广，能够诊疗并治疗各种疾病。超声诊疗设备包含A、M、B、C、F、D等各种型号，现在还发展到三维、四维彩超，几乎人体任何部位均可做超声检验。普通分为心脏超声、腹部超声、血管超声、五官超声、胸部超声和内窥超声等。按使用方式能够分为,介入性超声,、,术中超声,、,腔内超声,三种,。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第11页,7.1.4 超声影像设备临床应用,1.介入性超声,在实时超声监视或引导下进行穿刺活检、液体抽吸或注药，以代替一些外科手术，到达深入诊疗或治疗目标方法。,2.术中超声,外科手术进行中，采取特制小型高频超声探头，在手术野内对脏器进行愈加细致实时超声检验方法。,3.腔内超声,采取特制高频超声探头，插入体腔（如食道、阴道、直肠、尿道、腹膜腔）进行实时超声检验方法。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第12页,7.2 超声诊疗设备,按型号分为:A型、M型、C型、F型、B型和D型等六类。,超声诊疗设备是当前医院中使用比较频繁诊疗设备。它主要包含发射/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。,超声探头主体是换能器，但为了提升发射接收效果，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，才能组成一具完整实用超声探头。,两侧电极,拉伸状态,挤压状态,自由状态,换能器外观,医学超声影像设备和应用专家讲座,第13页,1.A型超声诊疗设备,它属于一维超声，回声波强度以振幅显示，探头由单晶片组成，因为振幅（Amplitude）一词第一个字母为A，所以称为A型超声诊疗设备。,工作原理：幅度调制式,换能器,接收放大,发射电路,同时电路,扫描电路,观察视窗,A型超声诊疗设备工作原理示意,医学超声影像设备和应用专家讲座,第14页,2.临床诊疗中应用范围,主要适合用于检验肝、胆、脾、眼及脑等简单解剖结构，经过分析回波幅度分布以取得组织特征信息。也能够用于心脏、肝脏、胰脏、胆囊、颅脑、眼科、妇科等检验。,换能器,A型超声诊疗设备最有代表性应用是脑中线位置测量普通正常人脑中线位置经过颅骨几何中心，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。此法检验无痛苦，准确性高。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第15页,A型超声,医学超声影像设备和应用专家讲座,第16页,2.B型超声诊疗设备,B型超声诊疗设备是辉度调制型设备，因brightness modulation 词组第一个字母为B，所以称为B型超声诊疗设备。B超,向人体发射一组超声波,按一定方向进行扫描。依据监测其回声延迟时间,强弱就能够判断脏器距离及性质。经过电子电路和计算机处理,形成了我们今天B超图像。,它以不一样辉度光点强弱显示病变。三维超声成像也是在B型超声基础上进行了计算机图像重建处理而生成图像。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第17页,7.2.4 B型超声诊疗设备,按扫描方式分类，B超已经发展了四代，包含手动直线扫描、机械扫描、电子直线扫描和电子扇形扫描。,2.临床诊疗基础与应用范围,（1）在妇产科中探测,（2）人体内部脏器轮廓及其内部结构探测,（3）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,医学超声影像设备和应用专家讲座,第18页,3.C型超声诊疗设备,C型与B型成像都是二维图像。但C型成像画面是与超声束垂直，它与B型扫描面相差90。C型检验肿瘤组织，能显示出肿瘤组织扩大范围，这在临床诊疗中极为主要。,C型工作方式也是为了取得人体断层图像。与B型方式不一样是，C型扫描得到图像不是简单超声束扫描断层平面，而是距离换能器某一指定深度处与超声束垂直平面。,C型平面,换能器,医学超声影像设备和应用专家讲座,第19页,4.多普勒超声诊疗设备,多普勒诊疗设备（D型超声诊疗设备），在医学诊疗中对心脏、血管、血流和胎儿检验等方面起很大作用。,多普勒效应:对于静止观察者来说,向着观察者运动物体发出声波频率会升高,相反频率会降低,这就是著名多普勒效应。,当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体时回声频率会降低,流向探头液体会使探头接收回声信号频率升高。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液体方向及流速大小和性质,并将此叠加在二维黑白超声图像上,形成了我们今天见到彩超图像。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第20页,7.2.8 四维超声诊疗设备,四维超声波成像系统，（“4D”是“四维”缩写）所谓“四维”就是指在传统“三维立体”超声成像基础之上加上时间维度这个向量。,利用4D超声波技术进行孕妇和胎儿检验能够显示胎儿在子宫内即时动态活动图像,医学超声影像设备和应用专家讲座,第21页,7.3 超声治疗设备,超声治疗设备主要由超声发生器及声头两部分组成，前者由高频电振荡和电源电路组成，利用“反压电效应”原理，将高频电场作用于晶体薄片，使其产生对应频率振动，从而将电能转换为机械能。,超声治疗设备有各种类型，以输出方式划分，有连续输出型、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,医学超声影像设备和应用专家讲座,第22页,7.3.2 超声治疗设备临床应用,1.超声波药品透入疗法,2.超声波外科疗法,3.聚集治疗法,4.超声波穴位刺激疗法,5.低频超声治疗法,6.超声波乳化治疗法,7.直接接触辐射法,8.间接接触辐射法,9.超声治疗癌肿瘤,医学超声影像设备和应用专家讲座,第23页,7.4 超声诊疗设备新技术进展,GE超声设备及成像,医学超声影像设备和应用专家讲座,第24页,7.4 超声诊疗设备新技术进展,1三维超声诊疗设备,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束跟踪技术。,维超声胎儿成像25周 三维超声胎儿成像28周,医学超声影像设备和应用专家讲座,第25页,7.4.2 超声影像设备展望,1.宽频带化,2.数字化,3.信息化,4.多维化,5.智能化,医学超声影像设备和应用专家讲座,第26页,胃肠超声检验：雾里看花,因胃不舒适去医院就诊，医生通常会提议患者做一次胃镜，但总有不少人因为害怕做胃镜时“难受”而拒绝。时下，不少民营医院打出了胃肠超声检验广告，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镜者前往检验。胃肠超声真如广告上说那么好吗？它果真能代替内镜检验吗？,广告语：我院引进最新胃肠超声仪，能检验胃炎、胃溃疡、肠炎等各种疾病。,点评：医学上所谓胃肠超声检验主要有经腹壁超声、超声造影和超声内镜等。因为胃肠是含气脏器，当超声波碰到脏器内气体时会被反射，难以到达满意显像目标，超声效果不如肝、胆、脾等实体器官。近年来，经过众多学者研究探索，发觉经过利用某种物质充盈胃肠腔，降低超声束反射，可使胃肠结构显示得愈加清楚，这种方法称为胃肠超声造影，即所谓“胃肠超声”。在造影剂充盈良好情况下，超声能够显示胃肠腔完整形态、结构，对胃肠腔内突起性病变、胃肠壁增厚性病变，显像效果较佳。,医学超声影像设备和应用专家讲座,第27页,胃肠超声检验：雾里看花,广告语：胃肠超声检验无痛苦、安全、方便，能取代内镜检验。,点评：胃肠超声造影主要用于占位病变诊疗,但因为其简便易行、无痛苦、无创伤性、服用造影剂后无不适感