超声产品原理及临床应用知识.ppt

1、* 1 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 2 迈瑞公司质量方针 n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。 3 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 4 超声基础知识 影像设备 MRI CT ultrasonic DR 5 超声基础知识 影像设备 6 超声基础知识 影像设备 ECT 7 超声优点 A、 应用范围广 B、 实时显示 C、对人体

2、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 8 超声基础知识 自然界的声音 20Hz 20KHz 次声波 可听声波 超声波 超声诊断仪所用波段 1MHz14MHz 9 n 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 10 超声基础知识 诊断基础 n 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

3、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。 11 超声基础知识 声像图特征 n 液性 n 均质性 n 非均质性 n 钙化 12 超声基础知识 物理特性 介质 速度 吸收系数 声阻抗 体液 1480 m/sec 0.002（ 1MHz） 1.492 空气 330 m/sec 12.000 (1MHz) 0.000428 肝脏 1550 m/sec 1.000（ 1MHz） 1.648 骨骼 4080 m/sec 5.000（ 1MHz） 5.570 脂肪 1440 m/sec 0.600（ 1MHz） 1.410

4、肌肉 1568 m/sec 2.300 (1MHz) 1.684 n 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。 13 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 14 超声基础知识 干涉 n 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 15 超声基础知识 衰减 n 超声波在人体软组织 中的衰减大约 1dB/MHz/cm n 迈瑞超声产品实用频率 波段为 2MHz-10MHz。 16 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

5、是低频？ 17 超声成像模式 Brightness Motion Color Doppler A 型 Amplitude C 型 B 型 M 型 D 型 18 超声成像模式 A 型成像 nA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。 19 超声成像模式 A 型成像 a b c a 时间时间 幅幅 度度 a b c a b c 运 动 目 标 c 静 止 目 标 c b 20 超声成像模式 B 型成像 nB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

6、维断面图像， 实时显示组织结构，形 象直观。 21 超声成像模式 B 型成像 22 超声成像模式 M 型成像 nM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。 23 超声成像模式 B+M 成像 nB+M型 ： 适用于运动脏器，如心脏、血管的探查。 24 超声成像模式 C 型成像 nC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。 25

7、 超声成像模式 C 型成像 逆向声头血流 迎向声头血流 n 乃奎斯特频率极限 26 超声成像模式 真彩与伪彩 27 超声成像模式 D 型成像 nD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 28 超声成像模式 D 型分类 n 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） n 脉冲波多普勒（ PW） 采用单个换能器以很短的脉冲

8、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） n 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） 29 超声成像模式 B+C+D 成像 30 超声成像模式 其它成像模式 n 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

9、 反映血流是否存在紊乱。 31 n 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。 n 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 32 n 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 33 n 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 。 n 彩色 M型 ：更加细微的显示在 M取样线上的血流速 度的变

10、化和传播。 超声成像模式 其它成像模式 34 n 组织速 度多普 勒成像 （ TVI） ，功能 相当于 Color。 n 组织能 量多普 勒成像 （ TEI） ，功能 类同于 Power。 n 组织频 谱多普 勒成像 （ TVD） ，功能 相当于 PW。 n 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 35 n 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 f0 2f0

11、 f0 Receptio n: f0 + 2f0 Frequency Intensity f0 2f0 Filter 36 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 37 n 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 38 n 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

12、准确 率高达 95% 。 超声成像模式 其它成像模式 39 n 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 40 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？ 41 超声成像系统 显示器 控制面板 探头 主机 42 超声成像系统 探头 n 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

13、 能和机器能转换的器件。 43 超声成像系统 阵元 孔 径 阵元 n 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。 n 孔径 :是发射或接收中同时使用的阵元数 。 44 超声成像系统 压电晶体 45 超声成像系统 压电效应 负 压 电 效 应 + + - - + + + + + + + - - - - - - - - - 超声波发射超声波发射 + + - - - - - - - - - - - + + + + + + + - - - - - - - - - - + + - - F F 超声波的接收超声波的接收 + + - - F F + + + + + + + - - -

14、- - - - - - 正 压 电 效 应 46 超声成像系统 扫描方式 机 械 扫 描 电 子 扫 描 探头阵元探头阵元 47 超声成像系统 扫描方式 线扫 扇扫 弧扫 48 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 49 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 50 超声成像系统 显示器 51 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 52 超声成像系统 控制面板 53 超声成像系统 主机 54 超声成像系统 信号处理 逻辑控制

15、及信号处理 RX TX 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 55 超声成像系统 电子聚焦 焦点 发射电子聚焦发射信号发射信号 逻辑及时逻辑及时 序控制序控制 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。 56 超声成像系统 电子聚焦 探头 目标物 t t t 57 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？ 58 主要技术参数 59 主要技术参数 分辨力 n 轴向分辨力（纵向） ： 声束长轴方向区分两个细小目标的能力。 n 横向分辨力（径向） ： 探头长轴方向区分两个细小目标

16、的能力。 60 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 61 主要技术参数 横向分辨力 不能分辨不能分辨 能分辨能分辨 频率越高，波束越集中，横向分辨力越好。 62 主要技术参数 频率对分辨力的影响 6M 9M 11M 63 主要技术参数 灰阶 灰阶数越多，图像越细腻。 64 主要技术参数 增益 n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 65 主要技术参数 动态范围 (对比度 ) n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

17、)。 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 ? Dynamic Range窄 宽 66 主要技术参数 帧频及帧相关 n 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 67 主要技术参数 图像深度 n 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。 5MHz 10MHz 68 主要技术参数 通道数 n 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。 69 主要技术参数 阵元数 n 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

18、、 128阵元、 192阵元产品。 70 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 71 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 72 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。 73

19、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。 74 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 波束合成公式： 1 0.75 0.5 1 0.75 1 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。 75 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 场组织的分辨率 ，达到理论的极 限水平。 76 主要技

20、术参数 孔径合成技术 阵元 通道 存储器 第一次接收完成 第二次接收完成 波束 合成 发射和接收两次或以上，将信号进行合成 ,以有限的 通道成倍增大接收孔径，提高成像质量 ,但帧频下降 一半以上。 77 主要技术参数 双波束合成 双波束波束 2波束 1 延 时 1 延 时 2 延 时 1 延 时 2 波束 1 波束 2 发射一次，接收一次，并行处理两条扫描线。 78 主要技术参数 高斯发射 发射波形 发射频谱 普通发射 Gaussian发射 抑制旁瓣的产生。 79 主要技术参数 iBeam 空间复合成像技术 普通 iBeam 多角度扫描，减少声影的影响 ，抑制噪声，增强边缘。 80 主要技术参

21、数 iClear 斑点噪声抑制技术 在不同的界面反射条件下得到边缘清晰、低噪声的 图像，消除伪像的同时，提高组织对比分辨率。 81 主要技术参数 iClear+iBeam iCLear 82 评价一台超声诊断仪的图像质量一般以哪些参数 作为参考？ 如果要增加探测深度，可采用哪些方法？ 83 公司超声产品展示 DC-7 DC- 6E DC-3 DC-N6 M7 彩色多普勒系列 84 公司超声产品展示 DP-9900 DP-8800 DP-3300 DP-6600 DP-8300 DP-1110 黑白超声系列 85 超声附件系列 公司超声产品展示 86 超声生产流程 物料 上线 组件 装配 整机 调试 最终 检验 出厂 检验 整机 装配 高温 老化 包装 87 同行业竞争对手 88 同行业产品对比 LOGIQ 7 GE ie33 PHILIPS Artida TOSHIBA 10 ALOKA 89 同行业产品对比 90 同行业产品对比 * 91