1、12/10/2022温州医学院麻醉设备学教研组1麻醉设备学麻醉设备学温州医学院温州医学院 阮肖晖阮肖晖温州医学院附属第一医院温州医学院附属第一医院 朱伟朱伟第七章第七章超声仪器在麻醉中的应用超声仪器在麻醉中的应用第一节第一节 超声成像的原理超声成像的原理一、超声波的物理基础一、超声波的物理基础 类型类型 频率范围频率范围n可听声波可听声波 20-20000Hzn次声波次声波 20-10-4Hzn超声波超声波 2104-108 Hzn特超声波特超声波 108-1012 Hz（一）超声波的反射和折射（一）超声波的反射和折射l反射波强度取决于两种介质声阻抗（声阻反射波强度取决于两种介质声阻抗（声阻抗
2、定义为介质密度与声速的乘积）之差。抗定义为介质密度与声速的乘积）之差。l反射波强度还受到入射角的影响反射波强度还受到入射角的影响（二）超声波的衰减（二）超声波的衰减 超声在介质中传播，其能量随距离的增超声在介质中传播，其能量随距离的增加而减少，这种现象称为加而减少，这种现象称为超声波的衰减超声波的衰减。l由于波束扩散、反射和散射造成的能量衰减由于波束扩散、反射和散射造成的能量衰减l介质对声波能量的吸收而造成的衰减介质对声波能量的吸收而造成的衰减二、超声探头（换能器）二、超声探头（换能器）n向人体发射超声波向人体发射超声波n接收经组织界面反射回来的超声波接收经组织界面反射回来的超声波n发射和接收
3、超声波的材料为压电晶体发射和接收超声波的材料为压电晶体（一）超声的产生和接收（一）超声的产生和接收n将交流电信号施加在压电晶体上，它将交将交流电信号施加在压电晶体上，它将交替压缩和拉伸，产生振荡，发射超声波替压缩和拉伸，产生振荡，发射超声波n施加在压电晶体上的声波将引起晶体振荡，施加在压电晶体上的声波将引起晶体振荡，并在晶体的两极上引起交变的电荷分布并在晶体的两极上引起交变的电荷分布（二）超声探头的结构（二）超声探头的结构n由若干个压电晶体组成；各阵元间电气由若干个压电晶体组成；各阵元间电气上互相独立；按一定逻辑程序，各阵元上互相独立；按一定逻辑程序，各阵元发射和接收超声发射和接收超声1 1、
4、单片换能器、单片换能器l 单片压电晶体单片压电晶体l 保护层保护层 低衰减、高耐磨材料低衰减、高耐磨材料l 吸声材料吸声材料 声阻抗与晶体相近声阻抗与晶体相近 高衰减系数高衰减系数2 2、多元换能器、多元换能器三、脉冲回声成像原理三、脉冲回声成像原理n超声波束穿入人体，在各个不同声阻抗组织的交界面超声波束穿入人体，在各个不同声阻抗组织的交界面上，部分声波透射，部分声波被反射或散射上，部分声波透射，部分声波被反射或散射n换能器将回声接收，并转换为电信号，该信号经放大、换能器将回声接收，并转换为电信号，该信号经放大、处理，在显示器显示一条超声回声信号线处理，在显示器显示一条超声回声信号线n回声信号
5、与发射脉冲之间的时间间隔反映发射面与换回声信号与发射脉冲之间的时间间隔反映发射面与换能器之间的距离能器之间的距离n回声信号幅度反映反射界面的性质回声信号幅度反映反射界面的性质n这种直接显示回声振幅的显示模式，称为这种直接显示回声振幅的显示模式，称为A A型模式型模式 回声信号 发射脉冲 d 2d/c 超声波束 换能器 反射体 接收信号 时间 四、四、M M型超声心动图型超声心动图n超声束入射心脏后，产生一系列回声，以时超声束入射心脏后，产生一系列回声，以时间为间为X X轴，以反射界面的深度为轴，以反射界面的深度为Y Y轴，以光点轴，以光点的亮度代表回声的强度，所得的心脏各层的的亮度代表回声的强
6、度，所得的心脏各层的运动回声曲线运动回声曲线 即：即：用光点的位置和亮度分别用光点的位置和亮度分别 反映反射界面在体内的深反映反射界面在体内的深 度和回声的强度度和回声的强度五、二维超声心动图五、二维超声心动图n超声束沿身体表面作扇形扫描超声束沿身体表面作扇形扫描n以回声信息线与人体的相对位置为以回声信息线与人体的相对位置为X轴，以反射界面轴，以反射界面的深度为的深度为Y轴，以光点的亮度代表回声的强度，多条轴，以光点的亮度代表回声的强度，多条回声信息线的组合显示构成一幅二维超声回声图像，回声信息线的组合显示构成一幅二维超声回声图像，即心脏断层面图像即心脏断层面图像n图像随时间的变化，展示了心脏
7、的运动状况图像随时间的变化，展示了心脏的运动状况二维超声心动图二维超声心动图六、多普勒超声心动图六、多普勒超声心动图n应用多普勒效应，利用血液中红细胞运动应用多普勒效应，利用血液中红细胞运动产生的多普勒频移信号组成灰阶频谱或彩产生的多普勒频移信号组成灰阶频谱或彩色图像，确定血流流动状态、方向和速度色图像，确定血流流动状态、方向和速度（一）多普勒效应（一）多普勒效应n接收信号频率与声源频率之差称为多普勒频接收信号频率与声源频率之差称为多普勒频移，相应的差频信号称为多普勒信号移，相应的差频信号称为多普勒信号l如超声波射向物如超声波射向物体，静止物体的体，静止物体的回声频率与发射回声频率与发射频率相
8、同；运动频率相同；运动物体的回声频率物体的回声频率与发射频率不同与发射频率不同（二）频谱显示（二）频谱显示n利用快速傅里叶变换对多普勒血流信号利用快速傅里叶变换对多普勒血流信号进行频谱分析进行频谱分析n谐波的频率代表红细胞流速，谐波的振谐波的频率代表红细胞流速，谐波的振幅代表该流速红细胞的数目幅代表该流速红细胞的数目 频谱显示频谱显示n以时间为以时间为X X轴，时间变化代表血流持续时间轴，时间变化代表血流持续时间n以频率为以频率为Y Y轴，基线上方频移为正，血流朝向探头轴，基线上方频移为正，血流朝向探头 基线上方频移为负，血流背离探头基线上方频移为负，血流背离探头n以灰度代表幅度，灰度高，代表
9、该速度的血细胞数量多以灰度代表幅度，灰度高，代表该速度的血细胞数量多频率频率-时间显示时间显示（三）连续波式多普勒超声心动图（三）连续波式多普勒超声心动图n探头使用双换能器，换能器呈一定角度安探头使用双换能器，换能器呈一定角度安装在探头内装在探头内n发射换能器连续发射超声波发射换能器连续发射超声波n接收换能器同时连续接收血液中运动的红接收换能器同时连续接收血液中运动的红细胞所反射和散射的回声信号细胞所反射和散射的回声信号n经处理，取出多普勒频移信号，该信号频经处理，取出多普勒频移信号，该信号频率正比于血流速度率正比于血流速度（四）脉冲波式多普勒超声心动图（四）脉冲波式多普勒超声心动图n发射换能
10、器发射脉冲超声波发射换能器发射脉冲超声波n接收换能器同时接收血液中运动的红细接收换能器同时接收血液中运动的红细胞所反射和散射的回声信号胞所反射和散射的回声信号n在信号处理时，采用接收门技术，有选在信号处理时，采用接收门技术，有选择的对某一深度的回声信号进行多普勒择的对某一深度的回声信号进行多普勒频移分析频移分析n可对特定点上的血流情况进行分析可对特定点上的血流情况进行分析（五）彩色多普勒超声心动图（五）彩色多普勒超声心动图n将二维超声心动图信息和多普勒血流信息将二维超声心动图信息和多普勒血流信息叠加在一起显示叠加在一起显示n用色彩和亮度表示血流的方向、速度和紊用色彩和亮度表示血流的方向、速度和紊乱程度乱程度u红色：血流方向流向探头，亮度表示流速红色：血流方向流向探头，亮度表示流速u蓝色：血流方向背离探头，亮度表示流速蓝色：血流方向背离探头，亮度表示流速u绿色：血流分散程度绿色：血流分散程度第二节第二节 经食管超声心动图经食管超声心动图n 通过经食管探头进行心脏检查通过经食管探头进行心脏检查 第三节第三节超声仪器引导下的麻醉操作技术超声仪器引导下的麻醉操作技术n超声引导下的神经阻滞技术超声引导下的神经阻滞技术n周围神经成像技术周围神经成像技术n超声引导中心静脉穿刺置管超声引导中心静脉穿刺置管
