彩超基礎(chǔ)知識(shí)

1、彩超基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn) 超聲市場(chǎng)部,內(nèi) 容,I. 多譜勒簡(jiǎn)介 II. 醫(yī)用多譜勒超聲技術(shù) III. 多譜勒偽影 IV. 應(yīng)用指數(shù) V. 超聲學(xué)界新技術(shù),狹義上指彩色多普勒血流顯像(CDFI) 廣義上包括有： (1)彩色多普勒血流顯像(CDFI) (2)彩色多普勒組織成像(CDTI) (3)經(jīng)顱彩

2、色多普勒血流顯像(TCD) (4)彩色多普勒能量圖(CDE) （5）頻譜多普勒等 其基本原理是依賴于多普勒效應(yīng)。,彩 超,關(guān)于彩階B超,彩階B超(CSBU)，既偽彩，不是真正彩超，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為這一名詞容易引起誤解而宜刪去；但此詞已廣為流傳，故暫予保留。,什么是多譜勒效應(yīng)？,在我們的日常生活中有些不為人注意的現(xiàn)象，如：當(dāng)一輛救護(hù)車向我們急駛而來時(shí)，我們聽到的蜂鳴音會(huì)比其常態(tài)行駛中的高；當(dāng)救護(hù)車從我

3、們身邊駛過時(shí)，我們會(huì)感覺到它的蜂鳴音突然降低了。我們將這種現(xiàn)象稱作多譜勒效應(yīng)。,,此種聲音變化是由于聲源（救護(hù)車）與觀察者（你）之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度而產(chǎn)生的。,高音,低間,人體多譜勒效應(yīng),多譜勒效應(yīng)是由于聲波頻率發(fā)生變化而產(chǎn)生的。在超聲系統(tǒng)中，由探頭產(chǎn)生并采集聲波信號(hào)。紅細(xì)胞游向探頭時(shí)，聲波的反射頻率會(huì)高出其原始頻率；而游離探頭時(shí)，頻率會(huì)降低。多譜勒超聲技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中多用于對(duì)人體血流的探測(cè)和測(cè)量，其主要反射物為血紅細(xì)胞。,人體多譜勒效應(yīng)

4、,,,,靜態(tài)反射物體,,,Frequency increase,游向探頭,游離探頭,Frequency decrease,彩色血流成像（CFM）是在二維聲像圖上疊加彩色實(shí)時(shí)血流顯像。每一個(gè)彩色的點(diǎn)表示小區(qū)域內(nèi)血液流量的平均值。不同的顏色代表血液流量的速度及檢測(cè)方式的不同。通常，紅色表示迎向探頭的血流方向，藍(lán)色表示離向探頭血流方向。,,,,,,,,,一個(gè)心跳周期,,,寬的速度范圍,逆流,,時(shí)間,基準(zhǔn)線,,,慢,快,快,,,,

5、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,平均值,,,,,,,,,,,,,迎向,背向,色標(biāo),彩色血流成像（彩色多普勒）,“彩色（顏色）”代表什么?,,二維彩色多譜勒能顯示什么？顏色所顯示的是血流的基本特性。 無血流運(yùn)動(dòng)時(shí)，便無顏色顯示。,,,,紅色 代表血液流向探頭。 血流速度加快時(shí)，顏色會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成 黃色。,,蘭色 代表血液流離探頭。 血流速度加快

6、時(shí)，顏色會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成 天蘭色,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,原理,多譜勒效應(yīng)是由于聲源與接收者之間的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的聲波頻率變化，或者是由于反射體運(yùn)動(dòng)而使反射波發(fā)生變化。多譜勒效應(yīng)受三個(gè)因素的影響。,v,Red cell,多譜勒方程式,多譜勒頻移受聲波頻率、血流速度、聲束與血流方向之間的角度等因素的影響，其間的關(guān)系如下列多譜勒方程式所示。,2 f v cos ? c,,Df =,Df = 多譜勒頻移頻

7、率 (發(fā)射頻率與接收頻率之間的差)f = 發(fā)射頻率v = 血流速度? = 聲束與血流之間的角度c = 聲波速度(1540m/s),角度(?)的重要性?,從多譜勒方程式中，我們可以看到，有幾個(gè)重要方面會(huì)影響多譜勒在臨床檢查中的性能。從上面的公式中，我們可以看到，多譜勒效應(yīng)會(huì)因?yàn)閏os ?值的不同而發(fā)生變化。,1. 聲波作用的角度始終保持在60º以下，因?yàn)?0度以上時(shí)，cos函數(shù)的曲線很陡。很明顯，控制角度對(duì)于精確測(cè)

8、定多譜勒頻移和血流速度十分重要。,2. 因?yàn)閏os90º 的值是0，所以，如果超聲波與血流成直角，應(yīng)不可能產(chǎn)生多譜勒頻移，系統(tǒng)也就無法檢測(cè)到血管中實(shí)際存在的血流。,probe,flow display,vessel,Sampling volume,Df =,2 f v cos ? c,,If ? = 90°, cos ? = 0 ? Df = 0,角度(?)的重要性?,II

9、. 醫(yī)用多譜勒超聲技術(shù),,對(duì)于血流成像，有數(shù)種醫(yī)用多譜勒成像技術(shù)，如：彩色多譜勒、能量多譜勒、脈沖多譜勒、連續(xù)多譜勒。,COLOR,SPECTRUM,Color Flow Mapping,Power Doppler,Pulsed Wave Doppler,Continuous Wave Doppler,,Doppler Effect,醫(yī)用多譜勒超聲技術(shù),彩色多譜勒,彩色多譜勒通過對(duì)信息進(jìn)行彩色編碼處理并將其疊加在灰階圖像上，從而在圖像上

10、顯示血流的平均速度（估計(jì)值）?？梢杂眉t色或蘭色任意顯示血流方向，以對(duì)應(yīng)表示血液正流向或流離探頭。,脾門動(dòng)靜脈,肝靜脈,彩色多譜勒能量圖,彩色血流圖中指示的是血流速度的大小與方向。彩色多譜勒能量圖則反映血流對(duì)入射的超聲波產(chǎn)生的背向散射的能量，一般不區(qū)分血流的方向。 能量圖能較敏感的指示小血管中血流的存在。對(duì)不同方向的血流標(biāo)記不同的顏色的能量圖稱為“方向能量圖”應(yīng)用：腎臟血流的研究（腎皮質(zhì)血流）；陰囊病變的血流改變；卵巢細(xì)小血管、

11、胎盤內(nèi)的細(xì)小血管；小器官、腫瘤、軟組織和肌肉疾病的血流。評(píng)價(jià)：二維造影及三維重建,能量多譜勒,,彩色多譜勒　與　能量多譜勒,頻譜多譜勒,頻譜多譜勒所顯示的是血流速度在一定時(shí)間范圍內(nèi)所發(fā)生的變化。血管內(nèi)的血流速度是有一定的范圍的，因?yàn)檠苤行牟课坏难魉俣茸羁?，越接近血管壁，血流的速度也就越慢，所以，頻譜技術(shù)針對(duì)的是某一厚度范圍，而不只是一條薄薄的線。通過對(duì)多譜勒超聲檢查進(jìn)行頻譜分析，操作者可以探測(cè)到最高（或最大）頻率。對(duì)于正常血管

12、，它（？）會(huì)是一個(gè)非常好的近似值；而對(duì)于病變血管，其結(jié)果則會(huì)與最大頻率不同。,脈沖多譜勒,此技術(shù)類似于B模下的影像采集技術(shù)：ultrasound is emitted from a single crystal with a certain. The sample volume theory of detecting the moving red blood cells at any depth in applied.,同一個(gè)晶體接收和

13、發(fā)射超聲波。,Pulsed Doppler allows a sampling volume respectively(or gate) to be positioned in a vessel visualized on the gray-scale image, and displays a spectrum and a graph. The amplitude of the signal is approximately prop

14、ortional to the number of red blood cells.,連續(xù)多譜勒,單獨(dú)用于接收和發(fā)射超聲波的晶體。,通過配置單獨(dú)的晶體可以實(shí)現(xiàn)以某一特定頻率連續(xù)發(fā)射超聲波并連續(xù)接收反射的超聲波。所以，可以通過配置有傳送換能器和接收換能器的探頭實(shí)現(xiàn)超聲波信號(hào)的連續(xù)發(fā)送和連續(xù)接收。連續(xù)多譜勒技術(shù)沒有深度對(duì)比度，所以，它提供的是觀察線路（或?qū)用妫┥系木C合血流信息。此技術(shù)可用于測(cè)量所有的（高速和低速）血流速度。,脈沖/連續(xù)多譜

15、勒影像,脈沖多譜勒,連續(xù)多譜勒,連續(xù)多譜勒　與　頻譜多譜勒,,III. 多譜勒偽影,多譜勒偽影,多譜勒超聲技術(shù)下，操作者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)存在著幾種偽影。 最常出現(xiàn)的是由于假信號(hào)而致使多譜勒血流信息顯示不準(zhǔn)確，如下圖所示。 其它還可能見到的有：范圍不明確、頻譜鏡像、位置鏡像、散斑和電磁干擾等。其中，有些偽影可嚴(yán)重影響多譜勒性能和信息顯示。,假信號(hào)　–　簡(jiǎn)介,假信號(hào)是超聲多譜勒技術(shù)中最常見的一種偽影，常由于采樣選通不充分而在待測(cè)頻移高于

16、脈沖重復(fù)頻率兩倍以上時(shí)發(fā)生。由于假信號(hào)是由于高頻頻移和采樣不充分中的一個(gè)或二個(gè)原因引起的，或許可以將它視為區(qū)域內(nèi)存在高速血流的一個(gè)標(biāo)志，由此，而使其成為可以檢測(cè)血管狹窄的一個(gè)“有用的”偽影。用彩色多譜勒技術(shù)繪制動(dòng)脈影像時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)有假信號(hào)區(qū)域存在，操作者可以啟動(dòng)脈沖多譜勒做進(jìn)一步的分析，嘗試顯示收縮期峰值速率。降低脈沖重復(fù)頻率或使用低頻探頭可以降低假信號(hào)的出現(xiàn)機(jī)會(huì)，但由此 也會(huì)使多譜勒的頻移降低。詳見第IV部分的內(nèi)容。,脈沖多譜勒中

17、的假信號(hào),如果在脈沖多譜勒中存在假信號(hào)，影像會(huì)以相反的方向折轉(zhuǎn)顯示收縮期內(nèi)的前流血液。,Folding over graph,彩色多譜勒中的假信號(hào),彩色血流成像技術(shù)以顏色標(biāo)記出現(xiàn)的變化。如果以紅色顯示的高速血流流離數(shù)據(jù)采集區(qū)時(shí)，所顯示的顏色會(huì)因方向發(fā)生變化（相反）而變成蘭色。但如果彩色多譜勒中存在著假信號(hào)，則會(huì)發(fā)生兩種顏色重疊、混合顯示的現(xiàn)象。,鏡像,多譜勒系統(tǒng)中也會(huì)出現(xiàn)鏡像偽影，當(dāng)這一現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，表明在一較強(qiáng)的反射物體（如骨骼）的另一

18、側(cè)復(fù)制了另一個(gè)血管影像和多譜勒移位回波源。,如果超聲波垂直于血管，會(huì)形成一個(gè)無血流的假象。此偽影因多譜勒聲波沿血管長(zhǎng)軸向兩個(gè)方向輻射而被稱作“頻譜鏡像偽影”。,獲取最佳成像色彩,1.選擇合適的彩色成像范圍2.根據(jù)血流速度高速PRF（速度）3.確定掃描方向和探頭角度時(shí)應(yīng)充分考慮血流的方向4.謹(jǐn)慎選擇靈敏度（盡可能根據(jù)實(shí)際需要選擇較低的靈敏度）5.先用三個(gè)模式（B模、脈沖多譜勒、彩色多譜勒）進(jìn)行觀察，然后，單獨(dú)成像，獲取最佳質(zhì)量的

19、影像,注意：操作者需時(shí)刻注意掃描的角度，以避免由此而引起的血流速度探測(cè)不準(zhǔn)確和可能發(fā)生的誤診。,IV. 應(yīng)用指數(shù),波形分析,最高頻率的精確測(cè)量對(duì)波形分析十分重要，下圖所顯示的是脈沖周期內(nèi)血流速度的變化。,,,,,,S : 收縮期峰值D : 舒張期最小值M : 脈沖周期,,S,D,D,M,多譜勒指數(shù),因?yàn)樵谘憾糠治鲋写嬖谥逃械睦щy，所以，我們常常通過對(duì)血流速度波形圖進(jìn)行分析，以區(qū)末梢血管中的高、低阻力形式。通常所使用的有三種指

20、標(biāo)： S/D ratio：即收縮期/舒張期比；PI：pulsatility index，即脈動(dòng)指數(shù)，也稱為阻抗指數(shù)；TI：resistance index，即阻力指數(shù)，也稱作Pourcelot比。收縮期/舒張期比（S/D ratio）此比值是最簡(jiǎn)單的，但當(dāng)沒有舒張期速度時(shí)，此比值會(huì)變得無限大，8.0以上的值稱作“超高值”。,脈動(dòng)指數(shù),此指數(shù)用于表示血流波形圖中振蕩能量的測(cè)量結(jié)果，用于表示脈沖波在動(dòng)脈內(nèi)不同部位上的衰減幅度。PI

21、值越小，衰減幅度越大。血管內(nèi)如存在狹窄，則該血管末梢部位的PI值會(huì)降低。,PI (Pulsatility Index) =,,S - D,mean,PI值的計(jì)算要求使用計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量獲得的速度均值，但仍可能出現(xiàn)很大的實(shí)驗(yàn)誤差。 In a normal pregnancy, neither the S/D ratio nor PI is normally distributed across all gestational a

22、ges.,阻力指數(shù),RI用于表示測(cè)量點(diǎn)范圍之外的循環(huán)阻力。血管狹窄可降低血流速度，從而使血管內(nèi)的血流阻力升高。如在毛細(xì)血管中發(fā)現(xiàn)高阻力指數(shù)，則可認(rèn)定該血管中血流較少，此現(xiàn)象多出現(xiàn)在糖尿病的病例中。,RI (Resistance Index) =,,S - D,S,當(dāng)舒張期速度較低時(shí)，RI數(shù)值顯示接近1.00時(shí)，表明血流因高阻力的存在而相對(duì)減弱。,彩超優(yōu)點(diǎn),1 二維分辨率大大提高 。2 無創(chuàng)性可重復(fù)檢查。3 根據(jù)對(duì)實(shí)質(zhì)性器

23、官(肝、胰、脾、腎等)的血液流量、方向等觀察對(duì)疾病性質(zhì)的判定有很大的幫助，例如炎癥、腫瘤的良/惡性鑒別等。4 能直觀地顯示血流的二維平面分布狀態(tài)，顯示血流的運(yùn)行方向，有利于辨別動(dòng)脈和靜脈，有利于識(shí)別血管病變和非血管病變，有利于了解血流的性質(zhì)、血流的時(shí)相和速度。能可靠地發(fā)現(xiàn)分流、湍流和返流。能對(duì)血流束的起源、寬度、長(zhǎng)度、面積進(jìn)行定量分析。,與黑白超區(qū)別,1.二維圖像分辨率提高2.臨床診斷疾病范圍明顯增加，部分可確診 良惡性腫

24、瘤鑒別，血管疾病診斷，心臟疾病診斷3.明顯增加醫(yī)院效益,V.超聲學(xué)界新技術(shù),超聲學(xué)界新技術(shù),全數(shù)字化技術(shù)顯示空間和視野擴(kuò)展方面 三維成像技術(shù)，超寬視野成像技術(shù)高線密度，高幀頻 多倍信號(hào)處理技術(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)與自適應(yīng)技術(shù) B超圖像參數(shù)組合調(diào)節(jié)（IP調(diào)節(jié)),彩色血流圖組合參數(shù)調(diào)節(jié),自適應(yīng)增益，自適應(yīng)帶通濾波，自適應(yīng)彩色測(cè)量技術(shù)：CK,自動(dòng)心排血量，室壁運(yùn)動(dòng)評(píng)分PACS系統(tǒng),數(shù)字聲束形成器,具有數(shù)字式聲束形成器的超聲成

25、像系統(tǒng)稱為全數(shù)字化的超聲成像系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)連續(xù)動(dòng)態(tài)聚焦和動(dòng)態(tài)孔徑，可獲得超高分辨率；可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變跡，消除旁瓣引起的偽象；回波信號(hào)中幅度 信息（形成二維圖象）和相位信息（獲得多譜勒頻移）的提取可由軟 件實(shí)現(xiàn)，而不必使用不同的通道；容易實(shí)現(xiàn)各通道的自校準(zhǔn)等。,諧波成像,諧波是指頻率為基波頻率（發(fā)射的中心頻率）倍數(shù)的那些頻率成分。超聲波在人體組織中傳播時(shí)會(huì)累積起諧波成分，專門選取回波中的諧波成分重建圖象就是所謂的諧波（Harmonic

26、 Image） 二次諧波的幅度接近基波，通過減法或脈沖反相法，獲得血管內(nèi)血流的二次諧波顯象。諧波成像可以是針對(duì)一般組織的成像，也可以是針對(duì)血流的成像。 為了增強(qiáng)諧波成像，可以使用超聲造影劑。不使用造影劑的組織諧波也稱為自然組織波,二次諧波 （包括組織諧波和造影諧波）組織諧波： 發(fā)射較低頻率、增加穿透力，用兩倍頻率接收，使組織清晰顯像的方法。長(zhǎng)處：用于透聲差、肥胖、年齡大、術(shù)后、皮下脂 肪厚的人群。短處

27、：正常人群中僅30%需用此技術(shù)，這些人中也只有部分用后效果好。,造影諧波,利用造影劑得到更強(qiáng)的諧波信號(hào)，觀察組織內(nèi)造影劑灌注情況，提高組織分辨率便于診斷的技術(shù)。長(zhǎng)處：有助于對(duì)5mm以下的微小腫瘤的早期診斷；鑒別乳腺腫塊良惡性。采用全程動(dòng)態(tài)掃描，成像效果可與螺旋CT相比。短處：需用超聲造影劑，價(jià)格貴，不利廣泛應(yīng)用；增強(qiáng)效果受 注射劑量和推注時(shí)間的影響；增強(qiáng)持續(xù)時(shí)間有限，不利全面充分觀察分析病變情況 依賴于醫(yī)生技術(shù),三

28、維成像,三維成像是顯示人體組織的立體結(jié)構(gòu)或流速信息。通常情況下，三維立體圖象是在一系列二維圖象的基礎(chǔ)上重建出來的。如果采用精密的定位裝置，就可以得到精確的立體結(jié)構(gòu)。也有的超聲診斷儀不使用任何定位裝置,三維成像應(yīng)用范圍,靜態(tài)三維圖象-觀察腹部臟器、婦產(chǎn)、體表及陰道、直腸結(jié)構(gòu)及形態(tài) a.對(duì)于臟器內(nèi)有液腔存在或探測(cè)對(duì)象周圍有液體環(huán)包者 b.可觀察病變的形態(tài)、范圍、大小、深淺與表面輪廓等、鑒別診斷某些病變。,組織