醫(yī)學(xué)超聲影像學(xué)-總論 ppt課件

1、 掌握超聲基本概念、超聲物理特性、常掌握超聲基本概念、超聲物理特性、常用聲學(xué)參數(shù)、人體對超聲的作用。了解用聲學(xué)參數(shù)、人體對超聲的作用。了解超聲發(fā)展的歷史、超聲效應(yīng)和圖像偽差、超聲發(fā)展的歷史、超聲效應(yīng)和圖像偽差、超聲相關(guān)常識和儀器及醫(yī)學(xué)超聲新技術(shù)。超聲相關(guān)常識和儀器及醫(yī)學(xué)超聲新技術(shù)。 l醫(yī)學(xué)超聲影像學(xué)，以超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)的最新成醫(yī)學(xué)超聲影像學(xué)，以超聲醫(yī)學(xué)工程學(xué)的最新成就和人體解剖學(xué)、病理學(xué)等形態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，與就和人體解剖學(xué)、病理學(xué)等形態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，與臨床醫(yī)學(xué)密切結(jié)合，可實(shí)時(shí)、無創(chuàng)獲得活體器臨床醫(yī)學(xué)密切結(jié)合，可實(shí)時(shí)、無創(chuàng)獲得活體器官、組織的斷層解剖圖像，達(dá)到診斷疾病的目官、組織的斷層解剖圖像，達(dá)到診斷疾

2、病的目的。醫(yī)學(xué)超聲還可進(jìn)行超聲理療等治療。介入的。醫(yī)學(xué)超聲還可進(jìn)行超聲理療等治療。介入超聲及高強(qiáng)度聚焦超聲的問世，使醫(yī)學(xué)超聲可超聲及高強(qiáng)度聚焦超聲的問世，使醫(yī)學(xué)超聲可對腫瘤等疾病進(jìn)行介入或直接治療，并行實(shí)時(shí)對腫瘤等疾病進(jìn)行介入或直接治療，并行實(shí)時(shí)聲像圖監(jiān)控及隨訪。聲像圖監(jiān)控及隨訪。 l超聲波是機(jī)械振動波，超聲圖像可反映超聲波是機(jī)械振動波，超聲圖像可反映介質(zhì)中聲學(xué)參數(shù)的差異，對人體組織有介質(zhì)中聲學(xué)參數(shù)的差異，對人體組織有良好的分辨能力，有利于識別組織的細(xì)良好的分辨能力，有利于識別組織的細(xì)微變化。主要功用有：微變化。主要功用有： l形態(tài)學(xué)檢測形態(tài)學(xué)檢測 l功能學(xué)檢測功能學(xué)檢測 l組織特性檢測組織特

3、性檢測 l介入超聲檢測介入超聲檢測 l醫(yī)學(xué)超聲治療醫(yī)學(xué)超聲治療 4. 4. 高衰減結(jié)構(gòu)高衰減結(jié)構(gòu) 超聲能量消耗甚多，其后方回聲明超聲能量消耗甚多，其后方回聲明顯減弱，常見于肌腱、軟骨、瘢痕之后，顯減弱，常見于肌腱、軟骨、瘢痕之后，提高儀器提高儀器“增益增益仍可顯示少量回聲信仍可顯示少量回聲信號號l凸陣探頭用于腹部、婦產(chǎn)科檢查。凸陣探頭用于腹部、婦產(chǎn)科檢查。l線陣探頭用于外周血管、小器官檢查。線陣探頭用于外周血管、小器官檢查。l扇形探頭用于成人心臟、小兒心臟檢查。扇形探頭用于成人心臟、小兒心臟檢查。l腔內(nèi)探頭分腔內(nèi)探頭分3 3種：經(jīng)食管探頭，用于心臟檢查；種：經(jīng)食管探頭，用于心臟檢查；經(jīng)直腸探頭

4、，用于泌尿系檢查；經(jīng)陰道探頭，經(jīng)直腸探頭，用于泌尿系檢查；經(jīng)陰道探頭，用于婦產(chǎn)科檢查。用于婦產(chǎn)科檢查。l徑向掃查探頭用于血管內(nèi)檢查。徑向掃查探頭用于血管內(nèi)檢查。1.1.增益增益GainGain） 調(diào)整圖像靈敏度，可以在調(diào)整圖像靈敏度，可以在30-9030-90分貝分貝之間變化，一般在之間變化，一般在5050分貝左右。分貝左右。2.2.聚焦聚焦FocusFocus） 可選擇聚焦區(qū)數(shù)目，以取得觀察區(qū)可選擇聚焦區(qū)數(shù)目，以取得觀察區(qū)清晰圖像。清晰圖像。3.3.深度深度DepthDepth） 在可能的深度范圍內(nèi)增加或減小在可能的深度范圍內(nèi)增加或減小深度，圖像出現(xiàn)增大或縮小變化。深度，圖像出現(xiàn)增大或縮小變

5、化。 超聲微泡造影劑可作為一種空化核，在超聲波的作用下將發(fā)生壓縮和膨脹，當(dāng)聲能達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，微泡可被瞬間擊碎，產(chǎn)生“空化效應(yīng)”，引起一系列生物學(xué)效應(yīng) 聲孔效應(yīng)：是由于聲空化伴隨發(fā)生的沖擊波、射流對細(xì)胞作用的結(jié)果，是“超聲增強(qiáng)藥物釋放和“超聲基因療法的重要物理基礎(chǔ) 超聲波觸發(fā)微泡進(jìn)行基因轉(zhuǎn)染示意圖 超聲波擊碎微泡后產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)為其增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)染提供了理論基礎(chǔ)毛細(xì)血管內(nèi)皮毛細(xì)血管內(nèi)皮間隙增寬，細(xì)間隙增寬，細(xì)胞膜通透性增胞膜通透性增加加基因及藥物基因及藥物進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞正正 常常 細(xì)細(xì) 胞胞超超 聲聲 波波病病 變變 區(qū)區(qū)基基 因因微微 氣氣 泡泡空化微泡空化微泡血 管血 管內(nèi) 皮內(nèi) 皮細(xì)細(xì)

6、胞胞高分子材料高分子材料氟碳?xì)怏w氟碳?xì)怏w目的基因目的基因脂 質(zhì)脂 質(zhì)體體靶靶 向向連連 接接位位 點(diǎn)點(diǎn) 我們研制的我們研制的3種超聲微泡造影劑白蛋白、種超聲微泡造影劑白蛋白、表面活性劑、特別是高分子材料）表面活性劑、特別是高分子材料） 高倍鏡下高倍鏡下( (400400倍倍) )所見的所見的白蛋白微泡造影劑白蛋白微泡造影劑, ,圖中最小圖中最小刻度為刻度為10m10m 高分子材料-聚乳酸/羥基乙酸(PLGA)超聲微泡造影劑，微泡大小均勻，直徑1-2個(gè)微米 為進(jìn)一步包裹基因等奠定了基礎(chǔ) 含含PE-NBDPE-NBD的表面活性劑類超聲造影劑的表面活性劑類超聲造影劑 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺PEPE

7、） 可可以作為聯(lián)接抗體的錨分子；熒光染料以作為聯(lián)接抗體的錨分子；熒光染料NBDNBD發(fā)綠色熒光發(fā)綠色熒光 將磷脂酰乙醇胺將磷脂酰乙醇胺PE分子嵌入造影劑表面分子嵌入造影劑表面 為造影劑連接抗體及基因等奠定了基礎(chǔ)為造影劑連接抗體及基因等奠定了基礎(chǔ) 將熒光素包裹入微泡造影劑內(nèi)將熒光素包裹入微泡造影劑內(nèi) 包裹有熒光素的微泡造影劑在超聲波的作用下發(fā)生破包裹有熒光素的微泡造影劑在超聲波的作用下發(fā)生破裂，通過熒光顯微鏡可見微泡破裂釋放的熒光裂，通過熒光顯微鏡可見微泡破裂釋放的熒光 為造影劑包裹基因奠定了基礎(chǔ)為造影劑包裹基因奠定了基礎(chǔ) 兔肝臟造影前 兔肝臟造影后 頻率、強(qiáng)度、幅照時(shí)間、幅照部位可控，為進(jìn)一步

8、頻率、強(qiáng)度、幅照時(shí)間、幅照部位可控，為進(jìn)一步探索超聲增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)染的最佳超聲劑量、與組織損傷的探索超聲增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)染的最佳超聲劑量、與組織損傷的關(guān)系奠定了基礎(chǔ)關(guān)系奠定了基礎(chǔ) 超聲組織定征超聲組織定征UTCUTC是探討組織聲學(xué)特是探討組織聲學(xué)特性與超聲表現(xiàn)之間的相互關(guān)系，進(jìn)行超聲組織性與超聲表現(xiàn)之間的相互關(guān)系，進(jìn)行超聲組織性狀分析的基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用研究。對心肌梗死、性狀分析的基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用研究。對心肌梗死、風(fēng)心病、肝臟、乳腺等各臟器病變和物理治療、風(fēng)心病、肝臟、乳腺等各臟器病變和物理治療、生殖醫(yī)學(xué)的診斷、監(jiān)控有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值生殖醫(yī)學(xué)的診斷、監(jiān)控有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值 基本原理：組織結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和功能變

9、化，必然引起其超聲傳播特性變化?；驹恚航M織結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和功能變化，必然引起其超聲傳播特性變化。通過某種特定手段，從組織超聲回波信號中分離、提取出能反映組織結(jié)構(gòu)、功能、通過某種特定手段，從組織超聲回波信號中分離、提取出能反映組織結(jié)構(gòu)、功能、狀態(tài)的量化參數(shù)，加以解釋，達(dá)到辨別病變性質(zhì)的目的狀態(tài)的量化參數(shù)，加以解釋，達(dá)到辨別病變性質(zhì)的目的 目前，目前，UTC研究、應(yīng)用范圍有聲速、聲衰減、聲散射、回聲強(qiáng)度、組織硬研究、應(yīng)用范圍有聲速、聲衰減、聲散射、回聲強(qiáng)度、組織硬度等方面。較有發(fā)展前途和實(shí)用價(jià)值的是進(jìn)行回聲強(qiáng)度檢測的視頻法和進(jìn)行超聲背度等方面。較有發(fā)展前途和實(shí)用價(jià)值的是進(jìn)行回聲強(qiáng)度檢測的視頻法和進(jìn)

10、行超聲背向散射積分檢測的射頻法向散射積分檢測的射頻法 視頻法：應(yīng)用計(jì)算機(jī)，開發(fā)軟件，將回聲圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖象，進(jìn)行回聲強(qiáng)度EI定量分析的基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用研究 組織鈣化或疤痕時(shí)， EI 明顯增強(qiáng)，肥厚型心肌病、心肌淀粉樣變性也可出現(xiàn)類似的變化 l 我們研制的我們研制的“DFY型超聲圖像定量分析診斷型超聲圖像定量分析診斷儀儀”(下簡稱下簡稱“定量儀定量儀”),對組織回聲圖像的具體的對組織回聲圖像的具體的最大、最小、平均灰階最大、最小、平均灰階(GS)、分貝、分貝(dB)值進(jìn)行了值進(jìn)行了檢測檢測 l “定量儀將超聲圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像，獲得定量儀將超聲圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像，獲得每一像素點(diǎn)的具體數(shù)值。分辨率

11、為每一像素點(diǎn)的具體數(shù)值。分辨率為660440像素像素(Pixel),256級級GS(黑黑0-亮亮255),85個(gè)超聲強(qiáng)度等級個(gè)超聲強(qiáng)度等級(0dB-85dB)?？蛇B接于多種超聲儀使用?？蛇B接于多種超聲儀使用l l 操作、取樣需標(biāo)準(zhǔn)化，所取二維圖操作、取樣需標(biāo)準(zhǔn)化，所取二維圖像以日常操作最佳圖像為準(zhǔn)?？蓪⒑笮南褚匀粘２僮髯罴褕D像為準(zhǔn)?？蓪⒑笮陌鳛榛芈暦鹊纳舷迏⒄?，因其膠原包作為回聲幅度的上限參照，因其膠原含量極為恒定；回聲幅度的下限可用左含量極為恒定；回聲幅度的下限可用左心室腔內(nèi)的血液作為參照心室腔內(nèi)的血液作為參照 射頻法：超聲束進(jìn)入組織時(shí)，組織的細(xì)微結(jié)構(gòu)可構(gòu)成散射體，使超聲波向各個(gè)方向散射

12、，在入射聲波呈180方向上單位體積和單位立體角的微分散射截面為背向散射，以背向散射系數(shù)表征。超聲背向散射積分IB是將背向散射系數(shù)在測量頻段內(nèi)取其積分平均，是樣品在聲學(xué)上不均勻性的程度，對了解組織狀態(tài)可提供有用信息 升級后的升級后的“定量儀定量儀增添了更多增添了更多功能功能 可行組織能量多普勒信號可行組織能量多普勒信號定量分析定量分析 可行彩色多普勒信號定量可行彩色多普勒信號定量分析分析 可對組織聲學(xué)造影進(jìn)行監(jiān)可對組織聲學(xué)造影進(jìn)行監(jiān)控分析控分析 可用于超聲微泡粒徑分析可用于超聲微泡粒徑分析 可用于測定微小血管血流速可用于測定微小血管血流速度度 可用于組織、腫瘤血流灌注可用于組織、腫瘤血流灌注量定

13、量分析量定量分析 用“定量儀定量造影前后的回聲強(qiáng)度,造影后回聲強(qiáng)度較造影前明顯增強(qiáng)DFY-IIDFY-II型超聲圖像定量分析診斷儀主界面型超聲圖像定量分析診斷儀主界面 視頻采集窗口界面視頻采集窗口界面 圖像對比度、亮度調(diào)節(jié)窗口界面圖像對比度、亮度調(diào)節(jié)窗口界面 數(shù)據(jù)打印、存貯窗口界面數(shù)據(jù)打印、存貯窗口界面 對定量軟件進(jìn)行升級，使結(jié)果更方便、便利對定量軟件進(jìn)行升級，使結(jié)果更方便、便利 超聲組織定征提取組織能量多普勒信號定量分析結(jié)合微泡造影劑，并用結(jié)合微泡造影劑，并用“DFY“DFY型超聲圖像型超聲圖像定量分析診斷儀定量分析診斷儀的能量多譜勒功能，檢測的能量多譜勒功能，檢測腫瘤微血管腫瘤微血管發(fā)現(xiàn)用

14、造影劑前，能量多譜勒不能檢測發(fā)現(xiàn)用造影劑前，能量多譜勒不能檢測腫瘤內(nèi)的微血管信號，而使用造影劑后，微腫瘤內(nèi)的微血管信號，而使用造影劑后，微血管信號得以顯現(xiàn)，此可用于腫瘤化療或介血管信號得以顯現(xiàn)，此可用于腫瘤化療或介入治療后的微血流灌注評估以及腎移植后微入治療后的微血流灌注評估以及腎移植后微血流評估血流評估 VX-2 腫瘤腫瘤 顯影前：多譜顯影前：多譜勒不能發(fā)現(xiàn)微血管信號勒不能發(fā)現(xiàn)微血管信號顯影后：微血管面積占腫瘤面顯影后：微血管面積占腫瘤面積的積的14%ENU 腫瘤腫瘤 顯影前顯影前 顯影后：微血管面積占腫瘤面顯影后：微血管面積占腫瘤面積的積的74% 探討計(jì)算機(jī)圖像識別技術(shù)在超聲微泡粒徑分析中的應(yīng)用價(jià)值，DFY型超聲圖像定量分析診斷儀對微泡的計(jì)數(shù)與粒徑分析結(jié)果與Malvern粒徑分析儀分析的結(jié)果高度吻合，分析結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好經(jīng)經(jīng)DFYDFY軟件