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1、超声诊断学,超声医学（ultrasonic medicine）超声医学（ultrasonic medicine）是利用超声波的物理特性与人体器官、组织的声学特性相互作用后得到诊断或治疗效果的一门学科。,第一节 超声诊断基础知识,一、超声波与超声诊断原理 声波物体的机械震动在介质（空气、水、固体等）的传播过程中产生的纵波称为声波。（机械波）人耳听觉范围为 16-20000 Hz（赫兹、赫）。超声波声波频率超出人耳听力范围2万Hz（赫）以上的高频声波称为超声波。,纵波与横波示意图,1.方向性（束射性）2.反射、折射3.衍射、散射 4.吸收衰减特性5.多普勒(Doppler)效应,（三）超声波的物理
2、特性：,1.方向性（束射性）2.反射、折射3.衍射、散射 4.吸收衰减特性5.多普勒(Doppler)效应,（三）超声波的物理特性：,回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差决定。声阻抗相差甚大的两种组织（即介质，medium），相邻构成的界面，反射率甚大，几乎可把超声的能量全部反射回来，不再向深部透射。例如骨骼 软组织界面，可阻挡超声向深层穿透。反之，声阻抗相差较小的两种介质相邻构成的界面，反射率较小，超声在界面上一小部分被反射，大部分透射到人体的深层，并在每一层界面上随该界面的反射率大小，有不同能量的超声反射回来，供仪器接收、显示。均匀的介质中不存在界面，没有超声反射，仪器接收不到该处的回声
3、，例如胆汁和尿液中就没有回声，声像图上出现无回声的区域，是液性区域。,（三）超声波的物理特性：,5.多普勒(Doppler)效应声源发射超声的频率固定，如遇到与声源作相对运动的界面，造成反射频率不同于发射频率。多谱勒频移发射频率与反射频率之差。相对运动的速度愈高，则收到的声波频率改变愈大医学上利用这种超声多普勒效应，来测定人体器官的运动状态，如心脏、血管和胎心等的活动。,是超声对人体定向探测的基础。频率越高，方向性越好。,1.方向性（束射性）,超声波三个主要物理量：波长（）；频率（f）；声速（c）。声速（超声在介质中的传导速度，也可说超声在人体中传导的穿透力）频率越高，波长越短，穿透力越差，但
4、分辨力越高，适合于浅表器官的探查。频率越低，波长越长，分辨力越低，但穿透力越好,适合于心脏等深部脏器的探查。,c=f,2.反射、折射,超声遇到大界面时产生反射和折射。声阻抗差越大，反射就越强，折射就越小。反之，声阻抗差越小，折射就越强，反射就越小。,超声在介质中传播时，由于不同介质的声阻抗不同，界面大小不一，可发生反射、折射与衍射、散射。回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差决定。人体软组织声阻抗差异很小，只要有1的声阻抗差，便可产生反射。,声阻抗（z）指阻挡声波在介质中传播的力。公式：z=c c 声速 介质的密度可见声速越快，介质密度越高，声阻抗越大。,回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差
5、决定。声阻抗相差甚大的两种组织（即介质，medium），相邻构成的界面，反射率甚大，几乎可把超声的能量全部反射回来，不再向深部透射。例如骨骼 软组织界面，可阻挡超声向深层穿透。,反之，声阻抗相差较小的两种介质相邻构成的界面，反射率较小，超声在界面上一小部分被反射，大部分透射到人体的深层，并在每一层界面上随该界面的反射率大小，有不同能量的超声反射回来，供仪器接收、显示。均匀的介质中不存在界面，没有超声反射，仪器接收不到该处的回声，例如胆汁和尿液中就没有回声，声像图上出现无回声的区域，是液性区域。,3.衍射和散射,超声遇到小界面时，发生衍射和散射。人体中的散射源是血液中的红细胞和脏器内部的细微结构
6、。,4.吸收衰减特性,超声波在介质内的传播过程中，随着传播距离的增大，声波的能量逐渐减少，这一现象称为超声波衰减。声波衰减与介质对声波的吸收、散射以及声束扩散等原因有关，其中吸收是衰减的主要因素。,5.多普勒(Doppler)效应,声源发射超声的频率固定，如遇到与声源作相对运动的界面，造成反射频率不同于发射频率。多谱勒频移发射频率与反射频率之差。,声源发射超声的频率固定，如遇到与声源作相对运动的界面，造成反射频率不同于发射频率。多谱勒频移发射频率与反射频率之差。相对运动的速度愈高，则收到的声波频率改变愈大医学上利用这种超声多普勒效应，来测定人体器官的运动状态，如心脏、血管和胎心等的活动。迎红蓝
7、离绿湍流,相对运动的速度愈高，则收到的声波频率改变愈大医学上利用这种超声多普勒效应，来测定人体器官的运动状态，如心脏、血管和胎心等的活动。,二.超声诊断原理：,超声诊断仪组成：1.主机 2.换能器（探头）发出超声和接收超声回波。,超声的发生通过逆压效应发生声能,超声诊断仪基本原理,人体组织,换能器（探头）,由主机处理放大,示波屏产生图像,利用正压电效应接收超声转为电能,声像图的阅读（纵切面）,下,上,前,后,声像图的阅读（横切面）,右,左,前,后,三、超声诊断仪分类,一 A型诊断法（一维）A超二 B型诊断法（二维显象）B超三 M型诊断法：（一维）四 D型诊断法：（Doppler）1频谱多普勒（
8、一维）2多普勒彩色血流显象,A型（A-mode）这是一种幅度调制（amplitude modulation）超声诊断仪，把接收到的回声以波的振幅显示，振幅的高低代表回声的强弱，以波型形式出现。,A型（A-mode）这是一种幅度调制（amplitude modulation）超声诊断仪，把接收到的回声以波的振幅显示，振幅的高低代表回声的强弱，以波型形式出现。,B型（B-mode）这是辉度调制型（brightness modulation）超声诊断仪，把接收到的回声，以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱。,M型超声诊断仪是B型的一种变化，介于A型和B型之间，得到的是一维信息。在辉度调制的基础上
9、，加上一个慢扫描电路，使辉度调制的一维回声信号，得到时间上的展开，形成曲线。用以观察心脏瓣膜活动等。,(三)M型（M-mode）,左室水平M型图像,在二维图像上某点取样，获得多普勒频谱加以分析，获得血流动力学的信息，对心血管的诊断极为有用，所用探头与B型合用。包括：彩色多普勒血流显像（CDFI）频谱多普勒脉冲多普勒（PW）连续多普勒（CW）,(四)D型（Doppler mode）,彩色多普勒血流以彩色的颜色代表血流方向，以彩色的明亮度代表血流速度。,迎红蓝离,脉冲多普勒、连续多普勒示意图,频谱多普勒仪正负频移的显示,四、人体组织的声学分型,按其声学特性可归纳为以下几种类型：无反射型（无回声型）
10、少反射型（低回声型）多反射型（强回声）全反射型（含气型）,无回声(Echoless),液体内部十分均质，其声阻抗无差别，没有反射界面形成。正常状态下呈现无回声表现的有胆汁、尿液等。病理情况下呈现无回声表现的有鞘膜、胸腔、腹腔积液及各个脏器的囊性病变、液化性病变等。,低回声(Low-echo),在超声介质比较均匀，其的声阻抗差别较小，仅有少数反射界面，在正常灵敏度时表现为低回声状态，如正常肾实质、肝脏、脾脏及透明细胞癌及玻璃样变性的病理组织等。,强回声(High-echo),组织器官纤维化、脂肪变性等可表现为弥漫性点状回声，脏器内部有新生物形成时可表现为高回声结节或团块，导致回声增强的原因系病理
11、组织较正常组织结构致密，声阻抗增加，反射界面增多所致。,含气型(Strong-echo),正常人体骨路，各种病理性结石、钙化灶等，与周围组织声阻抗相差悬殊，造成强烈的反射，表现为强回声团、强回声带等。肺及充气状态下的胃肠，在声像图上表现为多次反射之强回声带。,人体不同组织回声强度顺序,肾中央区（肾窦）胰腺肝、脾实质肾皮质肾髓质（肾锥体）血液胆汁和尿液。正常肺（胸膜-肺）、软组织-骨骼界面的回声最强；软骨回声很低，甚至接近于无回声。病理组织中，结石、钙化最强；纤维化、纤维平滑肌脂肪瘤次之；典型的淋巴瘤回声最低，甚至接近无回声。,声影：声束遇有强反射或声衰减很大的物体时，其后方出现超声不能达到的区
12、域，形成与声束方向一致的条状无回声区，称为声影。常见于结石、骨骼及钙化灶后方。牛眼征(bulls eye)：团块边缘呈低回声，中心回声增强，并于增强区内出现光点稀少的暗区，形似牛眼。常见于转移性肝癌。靶环征(target sign)：病灶中心回声较强，边缘为低回声，形似靶环。亦见于转移性肝癌。,声影(acoustic shadow),有强反射或声衰减甚大的靶存在，使超声能量急剧减弱或消失，致其后方没有超声到达，当然也检测不到回声，称为声影，声影可以作为结石、钙化和骨骼等存在的诊断依据。,后方回声增强(enhancement of behind echo),当病灶或靶的声衰减甚小时，其后方回声将
13、强于同等深度的周围回声，称为后方回声增强，囊肿和其他液性结构的后方会出现回声增强，可利用它作鉴别诊断。,折射声影(refractive shadow),有时在球形结构的两侧壁后方会各出现一条细狭的声影，称为折射声影，这是因为超声折射，使后方有一小区失照射，没有回声所致，不可误为结石或钙化。,假肾征：较大的团块中心为强回声、边缘呈低回声，类似肾脏结构。常见于胃肠道肿瘤。,小肠肿瘤假肾征,牛眼征(bulls eye)：团块边缘呈低回声，中心回声增强，并于增强区内出现光点稀少的暗区，形似牛眼。常见于转移性肝癌。,肝转移很典型的牛眼征,五、超声诊断的临床应用,（一）超声检查的主要用途（优点）：（1）检
14、查实质性脏器的：大小（径线值）形态特征 边界、边缘的光滑、清晰程度 脏器内部回声 内部支持结构和管道 结构（如：血管等）。内部光点密度、粗细、亮度、分布等。,（2）检测某些囊性器官（如胆囊、膀胱等）的形态、走向及功能状态。（3）检查心脏、大血管和外周血管的结构、功能及血液动力学状态，包括对先天性和后天性心脏病，血管畸形及闭塞性血管病等的诊断。（4）检测脏器内各种局灶性病变的物理特性。鉴别局灶病变是实性、囊性、还是混合性，部分还可鉴别良、恶性。,（5）检测积液的存在与否，以及对积液量的多少作出估计，如胸腔、腹腔、心包、胆囊、肾盂积液或脓肿等。（6）对各种病变治疗进行动态随访观察，如：急性胰腺炎、
15、甲状腺肿块等。（7）介入性超声的应用：如引导穿刺、活检、导管插入等（肝、肾穿刺活检）。,（二）超声检查的局限性（缺点）,1超声穿透性差超声遇到骨骼、结石、钙化等密度大的介质时，声阻抗大，超声被完全反射回去，其深层因无声能而呈无回声平直条状区，叫声影（acoustic shadow）。对含气器官如肺、肠道，因声阻抗差大而反射率几乎等于100%，所以超声怕气体，怕骨骼，难达其深层。对肥胖、肺气肿、腹胀等条件困难的患者，影响二维图像质量。,2.由于超声本身的一些复杂物理效应，如旁瓣效应、侧后折射声影、侧壁失落效应、镜像效应、混响效应、折射重影效应等，常在超声图像中伴生，造成图像伪差。若超声诊断医生经
16、验不足，可导致错误分析、诊断。,3.仪器的优劣对超声的分辨率也有影响,经体腔和经体表探头相比，经体腔探头探头频率高，分辨率高；排除肺内气体或肠腔内气体的干扰，图像清晰度高。如子宫内膜病变用阴道探头，前列腺病变用直肠探头，均比经腹壁的探头分辨率高。心脏病变用食道探头比经胸壁探头分辨率高。,（三）发展趋势,1三维、四维超声静态二维图像计算机重建 静态三维（立体）图像动态三维四维图像,FETAL FACE3D,FETAL FACE,将超声造影剂经末梢静脉注入，在超声检测时，超声造影剂产生强烈的反射（散射）回声，可用于识别心内解剖结构、肿瘤的血流灌注情况等，并用于疾病诊断。,2 超声造影,右前叶见圆形
17、强回声，边缘清晰，病灶周边见强回声光带，病灶内呈筛网状改变。,造影后血管瘤能量再加上谐波显示：肝血管瘤周围可见血管分布，注射造影剂后血管瘤内可见血流显像。,运用心导管技术，以安装在心导管顶端的微型超声探头对血管进行超声成像，属有创性超声技术或介入性超声技术。,3 血管内超声成像,用心导管技术，把心导管探头插入右心内，对心内结构成像。,4 心内超声成像,a.细胞学检查、组织学活检、引流；b.注人药物治疗：注人酒精、药物；c.微波、激光、射频、冷冻、高温等消融治疗；d.乳腺肿瘤微创手术治疗。,5 超声引导下介入性超声,获得最佳超声信息的基本条件,1被检测的组织结构声阻抗的差异。2.欲探得较小的界面，则需要使用波长较短，也就是频率较高的换能器。3除了多普勒检查外，超声的入射波必须尽量与被检测的界面垂直，才能使反射波最大限度地回到换能器，接收到最强的回声讯号，从而获得最佳的超声信息。,
