醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座

超聲發(fā)展1982年日本Namekawa、美國Bommer應(yīng)用多點選通，自相關(guān)分析、彩色編碼技術(shù)創(chuàng)建二維彩色多普勒顯像技術(shù)－－－－日本Aloka企業(yè)研制第一臺二維彩色多普勒顯像儀1985年國際心臟多普勒學(xué)會成立，我國加入。1985年《中國超聲醫(yī)學(xué)雜志》創(chuàng)刊1988年張運院士撰寫我國第一部《多普勒超聲心動圖學(xué)》醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第1頁7.1超聲影像設(shè)備簡述超聲影像設(shè)備按功效劃分為兩種超聲診療設(shè)備超聲治療設(shè)備超聲診療與ＣＴ、核磁共振和同位素掃描共稱為四大影像診療技術(shù)醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第2頁7.1.2超聲影像設(shè)備功效超聲影像設(shè)備以強度低、頻率高、對人體無損傷、安全無痛苦、顯示方法多樣而著稱，尤其對人體軟組織探測和心血管臟器血流動力學(xué)觀察有獨到之處，填補了X線診療和同位素診療不足，已成為各醫(yī)院必備當(dāng)代影像檢驗主要方法。超聲影像設(shè)備四大基本功效是測量、診療、監(jiān)測與治療。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第3頁超聲波是一個高頻機械波，頻率范圍為15-60kHz，普通高于20kHz，超聲波主要特征為：

a.波長短，近似作直線傳輸；在固體和液體內(nèi)衰減比電磁波小，其傳輸特征和媒質(zhì)性質(zhì)親密相關(guān)。

b.能量集中，因而能形成高溫度，產(chǎn)生猛烈振動，引發(fā)激震波，液體中空化作用等，結(jié)果產(chǎn)生機械，熱，光，電，化學(xué)及生物等各種效應(yīng)。因為超聲波瞬時空化可實現(xiàn)高溫和局部高壓，超聲波通常被用于過程強化和引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第4頁超聲作用原理：空化作用

當(dāng)一定頻率超聲波作用于液體時，因為液體中一部分氣泡其尺寸適宜，將發(fā)生共振現(xiàn)象，此時，大于共振尺寸氣泡在超聲作用下，被驅(qū)出液體外；小于共振尺寸氣泡則在超聲波作用下逐步變大，在靠近共振尺寸時，在聲波稀疏段，氣泡快速脹大，因為摩擦可產(chǎn)生電荷，在聲波壓縮段，氣泡又被突然壓縮，直到湮滅。氣泡在湮滅過程中，其內(nèi)部可達數(shù)千度高溫和幾千個大氣壓高壓，并產(chǎn)生放電，發(fā)光等現(xiàn)象。這種現(xiàn)象成為“空化現(xiàn)象”。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第5頁在超聲場中液體中微小氣泡首先經(jīng)歷氣泡振蕩及生長過程，即穩(wěn)態(tài)空化；然后是氣泡壓縮和瓦解過程，即瞬態(tài)空化?？栈?yīng)可促進反應(yīng)，強化傳質(zhì)過程。

醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第6頁（2）熱效應(yīng)

因為介質(zhì)吸收超聲涉及摩擦損耗，分子猛烈振動，超聲波機械能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)能，造成介質(zhì)溫度升高，超聲波強度越大，產(chǎn)生熱效應(yīng)越強。所以，控制超聲波強度，可使物質(zhì)組織內(nèi)部溫度瞬時升高，加緊有效成份溶出。氣泡瓦解之后，泡內(nèi)“熱點”驟然冷卻，冷卻速度達108K/s。如此急劇冷卻速率將引發(fā)原料內(nèi)部結(jié)構(gòu)急劇改變。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第7頁（3）機械作用

超聲波傳遞機械能可在液體中形成有效攪動與流動，，從而破壞了介質(zhì)結(jié)構(gòu)，粉碎了液體中顆粒，從而產(chǎn)生了普通低頻機械攪拌起不到效果。這種機械作用可產(chǎn)生擊碎，切割及凝聚等效果。

超聲波空化作用所產(chǎn)生巨大壓力將造成生物細胞壁及整個生物體破裂，與此同時，超聲波振動作用強化了胞內(nèi)物質(zhì)釋放，擴散和溶解。在被破碎瞬間生物活性保持不變，破碎速度和提取率均可得到提升。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第8頁超聲作用原理：乳化作用

空化氣泡振動對固體表面產(chǎn)生強烈射流及局部微沖流，能顯著減弱液體表面張力及摩擦力。并破壞固-液界面附面層。利用超聲振動及空化壓力，高溫效應(yīng)，促使兩種液體，兩種固體，或液-固，液-氣界面之間，發(fā)生分子相互滲透，形成新物質(zhì)屬性。超聲振動可使氣，液媒質(zhì)中懸浮粒子以不一樣速度運動，增加相互碰撞機會；或使其發(fā)生凝聚過程?？栈瘹馀蓍]合后產(chǎn)生局部沖擊波，可粉碎液體中顆粒，使其細化；使結(jié)晶均勻；將較大，不均勻液滴分散為微小均勻液滴，產(chǎn)生乳化效應(yīng)。這些作用促進了藥品有效成份溶解，加緊了有效成份進入介質(zhì)，并與介質(zhì)充分混合。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第9頁7.1.3超聲影像設(shè)備主要指標及性能要求主要檢定三項指標：安全指標輸出聲強和漏電流是超聲影像設(shè)備器針對患者安全性能指標檢測。圖像質(zhì)量指標醫(yī)用超聲診療設(shè)備通常是以圖像形式提供診療信息，所以圖像質(zhì)量判別對整機性能和臨床診療有效性評價都是必要。顯示設(shè)備指標超聲影像設(shè)備顯示器還必須到達實時顯示、高分辨力與高灰階三大性能要求。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第10頁7.1.4超聲影像設(shè)備臨床應(yīng)用在臨床上超聲影像設(shè)備應(yīng)用很廣，能夠診療并治療各種疾病。超聲診療設(shè)備包含A、M、B、C、F、D等各種型號，現(xiàn)在還發(fā)展到三維、四維彩超，幾乎人體任何部位均可做超聲檢驗。普通分為心臟超聲、腹部超聲、血管超聲、五官超聲、胸部超聲和內(nèi)窺超聲等。按使用方式能夠分為介入性超聲、術(shù)中超聲、腔內(nèi)超聲三種。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第11頁7.1.4超聲影像設(shè)備臨床應(yīng)用1.介入性超聲在實時超聲監(jiān)視或引導(dǎo)下進行穿刺活檢、液體抽吸或注藥，以代替一些外科手術(shù)，到達深入診療或治療目標方法。2.術(shù)中超聲外科手術(shù)進行中，采取特制小型高頻超聲探頭，在手術(shù)野內(nèi)對臟器進行愈加細致實時超聲檢驗方法。3.腔內(nèi)超聲采取特制高頻超聲探頭，插入體腔（如食道、陰道、直腸、尿道、腹膜腔）進行實時超聲檢驗方法。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第12頁7.2超聲診療設(shè)備按型號分為:A型、M型、C型、F型、B型和D型等六類。超聲診療設(shè)備是當(dāng)前醫(yī)院中使用比較頻繁診療設(shè)備。它主要包含發(fā)射/接收裝置、掃描發(fā)生器、信號處理裝置、顯示設(shè)備、電源和探頭等部分。探頭按頻率分為單頻、多頻和寬頻探頭。超聲探頭主體是換能器，但為了提升發(fā)射／接收效果，還必須有吸聲層、匹配層、聲透鏡等，另外再加上插件、電纜和外殼，才能組成一具完整實用超聲探頭。兩側(cè)電極拉伸狀態(tài)擠壓狀態(tài)自由狀態(tài)換能器外觀醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第13頁1.A型超聲診療設(shè)備它屬于一維超聲，回聲波強度以振幅顯示，探頭由單晶片組成，因為振幅（Amplitude）一詞第一個字母為A，所以稱為A型超聲診療設(shè)備。工作原理：幅度調(diào)制式

換能器接收放大發(fā)射電路同時電路掃描電路觀察視窗A型超聲診療設(shè)備工作原理示意醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第14頁2.臨床診療中應(yīng)用范圍

主要適合用于檢驗肝、膽、脾、眼及腦等簡單解剖結(jié)構(gòu)，經(jīng)過分析回波幅度分布以取得組織特征信息。也能夠用于心臟、肝臟、胰臟、膽囊、顱腦、眼科、婦科等檢驗。換能器A型超聲診療設(shè)備最有代表性應(yīng)用是腦中線位置測量普通正常人腦中線位置經(jīng)過顱骨幾何中心，最大偏差≤0.3cm。測量后若腦中線偏移>0.3cm，則應(yīng)考慮有占位性病變。此法檢驗無痛苦，準確性高。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第15頁A型超聲醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第16頁2.B型超聲診療設(shè)備 B型超聲診療設(shè)備是輝度調(diào)制型設(shè)備，因brightnessmodulation詞組第一個字母為B，所以稱為B型超聲診療設(shè)備。B超向人體發(fā)射一組超聲波,按一定方向進行掃描。依據(jù)監(jiān)測其回聲延遲時間,強弱就能夠判斷臟器距離及性質(zhì)。經(jīng)過電子電路和計算機處理,形成了我們今天B超圖像。它以不一樣輝度光點強弱顯示病變。三維超聲成像也是在B型超聲基礎(chǔ)上進行了計算機圖像重建處理而生成圖像。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第17頁7.2.4B型超聲診療設(shè)備 按掃描方式分類，B超已經(jīng)發(fā)展了四代，包含手動直線掃描、機械掃描、電子直線掃描和電子扇形掃描。2.臨床診療基礎(chǔ)與應(yīng)用范圍（1）在婦產(chǎn)科中探測（2）人體內(nèi)部臟器輪廓及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測（3）表淺器官內(nèi)部組織探測慢性膀胱炎腹膜后淋巴瘤轉(zhuǎn)移S型結(jié)腸癌

B型電子扇形掃描示意圖

醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第18頁3.C型超聲診療設(shè)備 C型與B型成像都是二維圖像。但C型成像畫面是與超聲束垂直，它與B型掃描面相差90°。C型檢驗?zāi)[瘤組織，能顯示出腫瘤組織擴大范圍，這在臨床診療中極為主要。C型工作方式也是為了取得人體斷層圖像。與B型方式不一樣是，C型掃描得到圖像不是簡單超聲束掃描斷層平面，而是距離換能器某一指定深度處與超聲束垂直平面。C型平面換能器醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第19頁4.多普勒超聲診療設(shè)備 多普勒診療設(shè)備（D型超聲診療設(shè)備），在醫(yī)學(xué)診療中對心臟、血管、血流和胎兒檢驗等方面起很大作用。多普勒效應(yīng):對于靜止觀察者來說,向著觀察者運動物體發(fā)出聲波頻率會升高,相反頻率會降低,這就是著名多普勒效應(yīng)。當(dāng)代醫(yī)用超聲就是利用了這一效應(yīng),當(dāng)超聲波碰到流向遠離探頭液體時回聲頻率會降低,流向探頭液體會使探頭接收回聲信號頻率升高。利用計算機偽彩技術(shù)加以描述,使我們能判定超聲圖像中流動液體方向及流速大小和性質(zhì),并將此疊加在二維黑白超聲圖像上,形成了我們今天見到彩超圖像。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第20頁7.2.8四維超聲診療設(shè)備四維超聲波成像系統(tǒng)，（“4D”是“四維”縮寫）所謂“四維”就是指在傳統(tǒng)“三維立體”超聲成像基礎(chǔ)之上加上時間維度這個向量。利用4D超聲波技術(shù)進行孕婦和胎兒檢驗?zāi)軌蝻@示胎兒在子宮內(nèi)即時動態(tài)活動圖像醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第21頁7.3超聲治療設(shè)備超聲治療設(shè)備主要由超聲發(fā)生器及聲頭兩部分組成，前者由高頻電振蕩和電源電路組成，利用“反壓電效應(yīng)”原理，將高頻電場作用于晶體薄片，使其產(chǎn)生對應(yīng)頻率振動，從而將電能轉(zhuǎn)換為機械能。超聲治療設(shè)備有各種類型，以輸出方式劃分，有連續(xù)輸出型、脈沖輸出型、連續(xù)脈沖輸出型。電能換能器高頻震蕩電路高壓變壓器超聲能醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第22頁7.3.2超聲治療設(shè)備臨床應(yīng)用1.超聲波藥品透入療法2.超聲波外科療法3.聚集治療法4.超聲波穴位刺激療法5.低頻超聲治療法6.超聲波乳化治療法7.直接接觸輻射法8.間接接觸輻射法9.超聲治療癌腫瘤醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第23頁7.4超聲診療設(shè)備新技術(shù)進展

GE超聲設(shè)備及成像

醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第24頁7.4超聲診療設(shè)備新技術(shù)進展1．三維超聲診療設(shè)備三維超聲成像方法有散焦鏡法、計算機輔助成像和實時超聲束跟蹤技術(shù)。維超聲胎兒成像25周三維超聲胎兒成像28周

醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第25頁7.4.2超聲影像設(shè)備展望 1.寬頻帶化2.數(shù)字化3.信息化4.多維化5.智能化醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第26頁胃腸超聲檢驗：霧里看花

因胃不舒適去醫(yī)院就診，醫(yī)生通常會提議患者做一次胃鏡，但總有不少人因為害怕做胃鏡時“難受”而拒絕。時下，不少民營醫(yī)院打出了胃腸超聲檢驗廣告，宣稱做超聲也能檢出諸如胃炎、胃潰瘍、腸炎等眾多消化病，吸引了不少害怕做內(nèi)鏡者前往檢驗。胃腸超聲真如廣告上說那么好嗎？它果真能代替內(nèi)鏡檢驗嗎？廣告語：我院引進最新胃腸超聲儀，能檢驗胃炎、胃潰瘍、腸炎等各種疾病。點評：醫(yī)學(xué)上所謂胃腸超聲檢驗主要有經(jīng)腹壁超聲、超聲造影和超聲內(nèi)鏡等。因為胃腸是含氣臟器，當(dāng)超聲波碰到臟器內(nèi)氣體時會被反射，難以到達滿意顯像目標，超聲效果不如肝、膽、脾等實體器官。近年來，經(jīng)過眾多學(xué)者研究探索，發(fā)覺經(jīng)過利用某種物質(zhì)充盈胃腸腔，降低超聲束反射，可使胃腸結(jié)構(gòu)顯示得愈加清楚，這種方法稱為胃腸超聲造影，即所謂“胃腸超聲”。在造影劑充盈良好情況下，超聲能夠顯示胃腸腔完整形態(tài)、結(jié)構(gòu)，對胃腸腔內(nèi)突起性病變、胃腸壁增厚性病變，顯像效果較佳。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第27頁胃腸超聲檢驗：霧里看花

廣告語：胃腸超聲檢驗無痛苦、安全、方便，能取代內(nèi)鏡檢驗。點評：胃腸超聲造影主要用于占位病變診療,但因為其簡便易行、無痛苦、無創(chuàng)傷性、服用造影劑后無不適感，現(xiàn)被不少民營醫(yī)院廣泛采取，甚至有濫用之勢。醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備和應(yīng)用專家講座第28頁超聲波療法主要作用有：

（1）對神經(jīng)系統(tǒng)作用。