彩超基礎知識

1、彩超基礎知識培訓 超聲市場部,內 容,I. 多譜勒簡介 II. 醫(yī)用多譜勒超聲技術 III. 多譜勒偽影 IV. 應用指數 V. 超聲學界新技術,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。,彩 超,關于彩階B超,彩階B超(CSBU)，既偽彩，不是真正彩超，多數學者認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？,在我們的日常生活中有些不為人注意的現象，如：當一輛救護車向我們急駛而來時，我們聽到的蜂鳴音會比其常態(tài)行駛中的高；當救護車從我

3、們身邊駛過時，我們會感覺到它的蜂鳴音突然降低了。我們將這種現象稱作多譜勒效應。,,此種聲音變化是由于聲源（救護車）與觀察者（你）之間的相對運動速度而產生的。,高音,低間,人體多譜勒效應,多譜勒效應是由于聲波頻率發(fā)生變化而產生的。在超聲系統(tǒng)中，由探頭產生并采集聲波信號。紅細胞游向探頭時，聲波的反射頻率會高出其原始頻率；而游離探頭時，頻率會降低。多譜勒超聲技術在醫(yī)學領域中多用于對人體血流的探測和測量，其主要反射物為血紅細胞。,人體多譜勒效應

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時血流顯像。每一個彩色的點表示小區(qū)域內血液流量的平均值。不同的顏色代表血液流量的速度及檢測方式的不同。通常，紅色表示迎向探頭的血流方向，藍色表示離向探頭血流方向。,,,,,,,,,一個心跳周期,,,寬的速度范圍,逆流,,時間,基準線,,,慢,快,快,,,,

5、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,平均值,,,,,,,,,,,,,迎向,背向,色標,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。 無血流運動時，便無顏色顯示。,,,,紅色 代表血液流向探頭。 血流速度加快時，顏色會逐漸轉變成 黃色。,,蘭色 代表血液流離探頭。 血流速度加快

6、時，顏色會逐漸轉變成 天蘭色,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,原理,多譜勒效應是由于聲源與接收者之間的運動而產生的聲波頻率變化，或者是由于反射體運動而使反射波發(fā)生變化。多譜勒效應受三個因素的影響。,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，有幾個重要方面會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，多譜勒效應會因為cos ?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，因為60度以上時，cos函數的曲線很陡。很明顯，控制角度對于精確測

8、定多譜勒頻移和血流速度十分重要。,2. 因為cos90º 的值是0，所以，如果超聲波與血流成直角，應不可能產生多譜勒頻移，系統(tǒng)也就無法檢測到血管中實際存在的血流。,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,,對于血流成像，有數種醫(yī)用多譜勒成像技術，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,彩色多譜勒,彩色多譜勒通過對信息進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（估計值）?？梢杂眉t色或蘭色任意顯示血流方向，以對應表示血液正流向或流離探頭。,脾門動靜脈,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入射的超聲波產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。對不同方向的血流標記不同的顏色的能量圖稱為“方向能量圖”應用：腎臟血流的研究（腎皮質血流）；陰囊病變的血流改變；卵巢細小血管、

11、胎盤內的細小血管；小器官、腫瘤、軟組織和肌肉疾病的血流。評價：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間范圍內所發(fā)生的變化。血管內的血流速度是有一定的范圍的，因為血管中心部位的血流速度最快，越接近血管壁，血流的速度也就越慢，所以，頻譜技術針對的是某一厚度范圍，而不只是一條薄薄的線。通過對多譜勒超聲檢查進行頻譜分析，操作者可以探測到最高（或最大）頻率。對于正常血管

12、，它（？）會是一個非常好的近似值；而對于病變血管，其結果則會與最大頻率不同。,脈沖多譜勒,此技術類似于B模下的影像采集技術：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,單獨用于接收和發(fā)射超聲波的晶體。,通過配置單獨的晶體可以實現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現超聲波信號的連續(xù)發(fā)送和連續(xù)接收。連續(xù)多譜勒技術沒有深度對比度，所以，它提供的是觀察線路（或層面）上的綜合血流信息。此技術可用于測量所有的（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,多譜勒超聲技術下，操作者可能會發(fā)現存在著幾種偽影。 最常出現的是由于假信號而致使多譜勒血流信息顯示不準確，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，有些偽影可嚴重影響多譜勒性能和信息顯示。,假信號　–　簡介,假信號是超聲多譜勒技術中最常見的一種偽影，常由于采樣選通不充分而在待測頻移高于

16、脈沖重復頻率兩倍以上時發(fā)生。由于假信號是由于高頻頻移和采樣不充分中的一個或二個原因引起的，或許可以將它視為區(qū)域內存在高速血流的一個標志，由此，而使其成為可以檢測血管狹窄的一個“有用的”偽影。用彩色多譜勒技術繪制動脈影像時，如果發(fā)現有假信號區(qū)域存在，操作者可以啟動脈沖多譜勒做進一步的分析，嘗試顯示收縮期峰值速率。降低脈沖重復頻率或使用低頻探頭可以降低假信號的出現機會，但由此 也會使多譜勒的頻移降低。詳見第IV部分的內容。,脈沖多譜勒中

17、的假信號,如果在脈沖多譜勒中存在假信號，影像會以相反的方向折轉顯示收縮期內的前流血液。,Folding over graph,彩色多譜勒中的假信號,彩色血流成像技術以顏色標記出現的變化。如果以紅色顯示的高速血流流離數據采集區(qū)時，所顯示的顏色會因方向發(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，則會發(fā)生兩種顏色重疊、混合顯示的現象。,鏡像,多譜勒系統(tǒng)中也會出現鏡像偽影，當這一現象發(fā)生時，表明在一較強的反射物體（如骨骼）的另一

18、側復制了另一個血管影像和多譜勒移位回波源。,如果超聲波垂直于血管，會形成一個無血流的假象。此偽影因多譜勒聲波沿血管長軸向兩個方向輻射而被稱作“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.根據血流速度高速PRF（速度）3.確定掃描方向和探頭角度時應充分考慮血流的方向4.謹慎選擇靈敏度（盡可能根據實際需要選擇較低的靈敏度）5.先用三個模式（B模、脈沖多譜勒、彩色多譜勒）進行觀察，然后，單獨成像，獲取最佳質量的

19、影像,注意：操作者需時刻注意掃描的角度，以避免由此而引起的血流速度探測不準確和可能發(fā)生的誤診。,IV. 應用指數,波形分析,最高頻率的精確測量對波形分析十分重要，下圖所顯示的是脈沖周期內血流速度的變化。,,,,,,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,因為在血液定量分析中存在著固有的困難，所以，我們常常通過對血流速度波形圖進行分析，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： S/D ratio：即收縮期/舒張期比；PI：pulsatility index，即脈動指數，也稱為阻抗指數；TI：resistance index，即阻力指數，也稱作Pourcelot比。收縮期/舒張期比（S/D ratio）此比值是最簡單的，但當沒有舒張期速度時，此比值會變得無限大，8.0以上的值稱作“超高值”。,脈動指數,此指數用于表示血流波形圖中振蕩能量的測量結果，用于表示脈沖波在動脈內不同部位上的衰減幅度。PI

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

22、ges.,阻力指數,RI用于表示測量點范圍之外的循環(huán)阻力。血管狹窄可降低血流速度，從而使血管內的血流阻力升高。如在毛細血管中發(fā)現高阻力指數，則可認定該血管中血流較少，此現象多出現在糖尿病的病例中。,RI (Resistance Index) =,,S - D,S,當舒張期速度較低時，RI數值顯示接近1.00時，表明血流因高阻力的存在而相對減弱。,彩超優(yōu)點,1 二維分辨率大大提高 。2 無創(chuàng)性可重復檢查。3 根據對實質性器

23、官(肝、胰、脾、腎等)的血液流量、方向等觀察對疾病性質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)，顯示血流的運行方向，有利于辨別動脈和靜脈，有利于識別血管病變和非血管病變，有利于了解血流的性質、血流的時相和速度。能可靠地發(fā)現分流、湍流和返流。能對血流束的起源、寬度、長度、面積進行定量分析。,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.超聲學界新技術,超聲學界新技術,全數字化技術顯示空間和視野擴展方面 三維成像技術，超寬視野成像技術高線密度，高幀頻 多倍信號處理技術參數調節(jié)與自適應技術 B超圖像參數組合調節(jié)（IP調節(jié)),彩色血流圖組合參數調節(jié),自適應增益，自適應帶通濾波，自適應彩色測量技術：CK,自動心排血量，室壁運動評分PACS系統(tǒng),數字聲束形成器,具有數字式聲束形成器的超聲成

25、像系統(tǒng)稱為全數字化的超聲成像系統(tǒng) 優(yōu)點：實現連續(xù)動態(tài)聚焦和動態(tài)孔徑，可獲得超高分辨率；可實現動態(tài)變跡，消除旁瓣引起的偽象；回波信號中幅度 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 件實現，而不必使用不同的通道；容易實現各通道的自校準等。,諧波成像,諧波是指頻率為基波頻率（發(fā)射的中心頻率）倍數的那些頻率成分。超聲波在人體組織中傳播時會累積起諧波成分，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，獲得血管內血流的二次諧波顯象。諧波成像可以是針對一般組織的成像，也可以是針對血流的成像。 為了增強諧波成像，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。長處：用于透聲差、肥胖、年齡大、術后、皮下脂 肪厚的人群。短處

27、：正常人群中僅30%需用此技術，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的諧波信號，觀察組織內造影劑灌注情況，提高組織分辨率便于診斷的技術。長處：有助于對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，價格貴，不利廣泛應用；增強效果受 注射劑量和推注時間的影響；增強持續(xù)時間有限，不利全面充分觀察分析病變情況 依賴于醫(yī)生技術,三

28、維成像,三維成像是顯示人體組織的立體結構或流速信息。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構。也有的超聲診斷儀不使用任何定位裝置,三維成像應用范圍,靜態(tài)三維圖象-觀察腹部臟器、婦產、體表及陰道、直腸結構及形態(tài) a.對于臟器內有液腔存在或探測對象周圍有液體環(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