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1、2023/4/28,1,1895年，德国物理学家威廉康拉德伦琴发现了X射线，为人类利用X射线诊断与治疗疾病开拓了新途径，开创了医疗影像技术的先河。,影像技术发展之路,X线,CT,MRI核素显像,影像技术,超声,？,2023/4/28,3,超声 Ultrasound,是临床非常重要的检查及辅助治疗手段，就如黑暗中的星光，给临床医生指明道路。只有掌握比临床医生更多、更全面的知识，才能成为一个合格的超声诊断医生。,本课程须掌握的内容,超声诊断原理与概论,超声诊断临床应用基础,超声在各系统中的临床应用,其他,超 声 诊 断 学,基础与原理,昌大一附院超声科 朱皖,概论,-现代医学影像诊断技术之一,优势
2、：无创、精确、方便、无放射、可重复。,超声(ultrasound),US-首 选,超声发展概况,40年代 探索阶段50年代 A型、M型超声仪70年代 灰阶实时超声（B型）双功能超声仪（B型+频谱）80年代 彩色多普勒超声仪（B型+彩色+频谱）90年代 新技术（超声造影、谐波成像、超高频探头、三维超声等）,超声诊断提高组织鉴别力方面Doppler诊断方面介入超声方面新的超声诊断法的研究超声治疗超声医学工程,21世纪,超声发展概况,Karl T.Dussik,1908-1968,世界第一台A型超声仪,中国第一台A型超声仪上海,中国第一台B型超声仪武汉,目前最先进的三维超声诊断仪,术中超声诊断仪,G
3、E 便携超声心动图仪,一、影像技术,概论,超声检查(ultrasonic examination),主要用途形态学检测：器官的大小、形状、物理特性、定位定性诊断功能学检测：根据组织、器官形态学改变及超声方法，反映其功能的变化;组织特性检测：对组织特性进行分析，某些肿块定性。随访药物或手术治疗后各种病变的动态变化；应用介入性超声进行辅助诊断或某些治疗；医学超声治疗：超声刀，超声波理疗等。,一、声波,超声的物理基础,定义(definition),物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中传播,且引起人耳感觉的波动为声波。震动频率大于2万HZ的机械波叫超声波。,20000Hz：超声波(ultrasou
4、nd),振源：声带、鼓面介质：空气、人体组织接收：鼓膜、换能器,超声的物理基础,超声的物理特性,指向性 反射、折射、散射和绕射 吸收与衰减 分辨力与穿透力 多普勒效应,一、声波,超声的物理基础,波长(wavelength)：两个相邻振动波 峰间的距离为波长()。频率(frequency):一秒内出现振动波 的次数为频率(f)，其单位为赫 兹(Hz)。波速(wave velocity):每秒声波传播 的距离为波速(C)，C=f声阻(impedance):为介质的密度()和声速的乘积(Z)，Z=C,物理量(physical quantity),二、超声特性,超声的物理基础,反射与折射(reflec
5、tion&refraction),超声波入射到比波长大的界面且有一定声阻差时，就会产生反射。如遇两声速不同的介质时可引起传播方向的改变，即为折射。,界面：两个介质的分界面,声阻差：两个介质声阻抗 的差值,入射角：声波入射到界面 的角度,三、超声特性,超声的物理基础,散射与绕射(scattering&diffraction),1）绕射：如界面不大，可与 超声波波长相比，则声波将绕过该界面继续向前传播。,2）散射：如物体的直径小于超声波的波长时，则声波向物体的四面八方辐射。,三、超声特性,超声的物理基础,衰减(attenuation),原因：反射、散射和吸收。,声能随着距离增加而减少。,三、超声特
6、性,超声的物理基础,多普勒效应(Doppler effect),在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。,三、超声特性,超声的物理基础,多普勒效应(Doppler effect),探头工作时，换能器发出超声波，由运动着的红细胞发出散射回波，再由接收换能器接收此回波。,在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管内的血流方向、流速和湍流程度、横膈的活动以及胎儿的呼吸等。,四、图像特征,超声的物理基础,分辨力(resolution),纵向分辨力(longitudinal resolution)：为区别声束轴线上两个
7、物体的距离，与超声的频率有关。,横向分辨力(transverse resolution)：是区分处于与声束轴线垂直平面两个物体的能力，与声束的宽度有关。,超声仪的分辨力是指能够分辨有一定间距的界面的能力。,四、图像特征,超声的物理基础,纵向分辨力(longitudinal resolution),探头频率越高，分辨力越高。,然而频率与穿透性(penetrability)呈反比。,四、图像特征,超声的物理基础,灰阶(greyscale),灰阶等级：一幅B超图是由不 同亮度的像素构成的，而像素的亮度由反射回声的强弱所决定，没有反射的为黑色，反射最强的为白色，中等为灰色，像素在屏幕上形成不同亮度的层
8、次，既为灰阶。,五、生物效应,超声的物理基础,超声波是一种能量形式，一定剂量可能引起生物体系的功能、结构或状态发生变化，即超声生物效应。1、空化作用：在液体中产生超强超声时，出现一种类似雾状的气泡。人体组织由于空化作用，可使组织坏死和整个生物组织坏死。2、热作用：使超声能转化为热能，使生物组织的温度上升。3、化学作用：是氧化还原作用(可破坏有机结构的蛋白质)。超声的产热与空化效应在人体内是否产生，取决于使用仪器的功率与频率。,目前用于超声诊断仪器均是安全功率内,超声仪器,超声诊断仪的基本组成,(1)超声换能器（探头）(2)基本电路：发射和接收(3)显示器,一、探头原理,超声仪器,换能器原理压电
9、效应,对某些非对称结晶材料进行一定方向的加压或拉伸时，其表面将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压电效应。,具有此性质的材料称为压电材料，分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。,一、探头原理,超声仪器,正压电效应,结晶在其两个受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，在两个界面产生等量异号电荷。,定义：由外力作用引起的电介质表面荷电效应，称为正压电效应。,一、探头原理,超声仪器,逆压电效应,定义：由在外场作用下，晶体将产生几何变形，称为n逆压电效应(亦称电致伸缩效应)。,在晶体表面施加电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一极化位移导致了晶体的几何应变。,一、探头原理,超声仪器
10、,超声换能器(ultrasound transducer),压电晶片被置于交变电场内便可振动，其频率与激励交变电场频率相同。当20kHz时，即成了超声源。,利用逆压电效应将电能转换成超声能发射超声，利用正压电效应将超声能量转换成电能接收超声。,超声成像原理,超声图像的成像原理与通常的X线照片、CT扫描和核医学成像有着原则上的区别。,脉冲发生器,换能器（电能转换成声能）,组织界面（反射）,换能器（声能转换为电能）,接收放大装置,图像处理装置,显示图像,二、仪器类型,超声仪器,解剖超声 一维：A型(amplitude mode)M型(motion mode)二维：B超(brightness mod
11、e)三维：立体,血流超声 一维：PW（脉冲多普勒）、CW（连续多普勒）二维：彩色多普勒(color doppler)三维：立体彩色多普勒,超声诊断仪的类型,(type of ultrasonic diagnostic equipment),二、仪器类型,超声仪器,A型(Amplitude mode),即幅度调制型。此法以波幅的高低代表界面反射信号的强弱，可探测脏器径线及鉴别病变的物理特性。由于此法过分粗略，目前巳基本淘汰。,二、仪器类型,超声仪器,M型 活动显示型(time-motion mode）,单声束取样获得界面回声；回声辉度调制；示波屏y轴为时间轴，代表界面深浅；示波屏x轴为另一外加的
12、慢扫描时间基线,二、仪器类型,超声仪器,B超(brightness mode),即辉度调制型。此法以不同辉度光点表示界面反射信号的强弱，反射强则亮，反射弱则暗。因采用多声束连续扫描，故可显示脏器的二维图像，本法是目前使用最为广泛的超声诊断法。,二、仪器类型,超声仪器,彩色多普勒(color doppler),彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜色组成，红黄代表血流方向朝向探头；蓝绿代表背离探头,系在多普勒二维显像的基础上，以实时彩色编码显示血流的方法，即在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。,二、仪器类型,超声仪器,频谱多普勒（PW+CW）,利用声波的多普勒效应，以频谱的方式显示多普勒
13、频移，多与B型诊断法结合，在B型图像上进行多普勒采样。当频移为正时，以正向波表示，而负向波则表示负频移。临床多用于检测心脏及血管的血流动力学状态，尤其是先天性心脏病和瓣膜病的分流及返流情况，有较大的诊断价值。,横轴代表时间，纵轴代表流速；基线上为正向频谱，下为负向频谱。,PW：有距离选通功能，只接受选取的深度和血流多普勒信号。容易确定血流部位、方向及性质。但频率较低，不适合测高速血流。CW：无距离选通，不能准确判断血流部位，但能测定高速血流。,脉冲多普勒（PW）,连续多普勒（CW）,超声诊断仪的类型,黑白B超,彩色B超,普通B超,彩色多普勒超声（彩超）,将立体图象以投影图或透视图表现在平面上的
14、显示方式，可从各个角度来观察该立体目标。,三维(three-dimensional ultrasound imaging),超声仪器,三维超声,超声仪器,常规探头：扇型、线阵型、凸弧型,专用探头：腔内探头（食管、直肠、阴道）术中探头穿刺探头三维探头,超声探头种类与应用,探头频率：单频、高频、变频、宽频,超声仪器,超声探头种类与应用,超声仪器,超声探头种类与应用,凸弧型探头扫查,凸弧型B超切面,扇型探头扫查,扇型探头B超切面,线阵型探头扫查,线阵型B超切面,照片 波拉一次成像 热敏打印记录 录像 磁光盘 计算机工作站,图像记录和保存方式,USG特点：对软组织的分辨能力强 信息的显示有多种方法US
15、G优点：无损伤、无痛苦、无辐射 实时、快捷、准确、方便,超声波的特点和优点,确定占位病变的物理性质检查脏器的形态、大小及结构 测定心功能检测血流监测胎儿生长发育检测积液随访、介入、术中US 健康体检、防癌普查等,超声成像的临床应用,图象易受气体和皮下脂肪的干扰对骨骼、肺、肠道的检查受到限制伪像干扰图象显示范围较小病灶位于超声盲区或等回声病灶同图异病同病异图,超声成像的局限性,谢谢各位,腹部超声临床基础,昌大一附院超声科 朱皖,一、反射类型,超声的临床基础,人体组织的反射类型,无回声 液性无回声：生理：胆汁 病理：胸腹水 衰减性无回声：生理：骨骼后 病理：纤维化 均质性无回声：生理：淋巴结 病理
16、：淋巴瘤 低回声 生理：心肌 病理：甲减 高回声 生理：包膜 病理：葡萄胎 强回声 生理：气体 病理：结石,一、反射类型,超声的临床基础,液性无回声(Fluid echoless),胆汁,腹水,一、反射类型,超声的临床基础,衰减性无回声(Echo free of the attenuation),结石,声影,一、反射类型,超声的临床基础,均质性无回声,淋巴瘤,一、反射类型,超声的临床基础,低回声(Low level echo),肿瘤,一、反射类型,超声的临床基础,高回声(High leveI echo),集合系统,一、反射类型,超声的临床基础,强回声(Strong echo),二、声像图特点,
17、超声的临床基础,人体组织的正常声像图特点,皮 肤：强回声带。脂肪组织：皮下、体内呈低回声，混杂时为强回声。纤维组织：与其它组织交错分布呈强回声。肌肉组织：长轴呈纹状，短轴呈斑点状。血 管：呈无回声管道，动脉壁回声强，静脉反之。骨 骼：骨皮质光带 后有声影。,(Characteristic of the Normal tissue),人体组织的声学特征,无回声（无反射型）胆汁、尿液、血液等回声（少反射型）肝、脾强回声（多反射型）血管壁、结石极强回声（全反射型）肺、胃肠道,人体不同组织回声强度顺序,肾窦胰腺肝、脾实质肾皮质肾髓质血液胆汁和尿液。肺、软组织-骨骼界面回声最强。软骨回声很低，接近无回声
18、。病理组织中，结石、钙化最强；纤维化的脂肪瘤次之；典型淋巴瘤回声最低。一般组织含水分越多，回声越低。含蛋白成分和钙质越多，回声越高。,二、声像图特点,超声的临床基础,皮肤(Skin),正常皮肤均呈线状回声表现。需观察皮肤有无增厚、变薄或凸出、凹陷时应通过水耦合方式进行。,二、声像图特点,超声的临床基础,脂肪组织(Fatty tissue),正常皮下脂肪及体内层状分布的脂肪呈低水平回声。当有筋膜包裹时，在脂肪与筋膜之间有时显出强回声界限。,二、声像图特点,超声的临床基础,纤维组织(Fibro-tissue),体内纤维组织与其他组织交错分布，一般回声较强。,某些排列均匀的纤维组织其回声相对较弱。,
19、二、声像图特点,超声的临床基础,肌肉组织(Muscle tissue),正常肌肉组织的回声较脂肪组织强，质地亦较粗糙，各层肌肉纤维影像清楚，长轴呈条纹状，短轴呈斑点状。,二、声像图特点,超声的临床基础,血管(Blood Vessel),正常血管呈无回声管状结构，动脉管壁厚，回声强，搏动明显。静脉管壁薄，回声弱，搏动不明显。,二、声像图特点,超声的临床基础,骨骼(Skeleton),成骨近探头侧的骨皮质回声反射很强，后方拖有声影，骨内结构显示不清。软骨的表现为两带状回声之间呈为低回声区。,二、声像图特点,超声的临床基础,超声回声形态描述,点状回声：回声呈细小亮点状。团状回声：回声光点聚集呈明亮的
20、光团，有一定的边界带状或线状回声：回声光点排列呈明亮的带状或线状。斑片状回声：回声聚集呈明亮的小片状，其大小在0.5cm以下，有清晰的边界。环状回声：回声光点排列成圆环状。,点状回声,二、声像图特点,超声的临床基础,团状回声,二、声像图特点,超声的临床基础,环形回声,二、声像图特点,超声的临床基础,斑片状回声,二、声像图特点,超声的临床基础,线状回声,二、声像图特点,超声的临床基础,二、声像图特点,超声的临床基础,超声回声分布,均匀 不均匀：密集、稀疏、散在。,二、声像图特点,超声的临床基础,回声均匀,回声不均匀,三、常用切面,超声的临床基础,常用的扫查切面,(1)纵向扫查。(2)横向扫查。(
21、3)斜向扫查。(4)冠状面扫查。,三、常用切面,超声的临床基础,纵向扫查(sagittal plane),即扫查面与人体的长轴平行。,三、常用切面,超声的临床基础,纵向扫查(sagittal plane),三、常用切面,超声的临床基础,横向扫查(transverse plane),即扫查面与人体的长轴相垂直。,三、常用切面,超声的临床基础,横向扫查(transverse plane),三、常用切面,超声的临床基础,冠状面扫查(coronal plane),即扫查面与人体的额状面平行。,三、常用切面,超声的临床基础,冠状面扫查(coronal plane),三、常用切面,超声的临床基础,斜向扫查(oblique plane),即扫查面与人体的长轴成一定角度。,四、图像方位,超声的临床基础,图像方位的标准,超声图像反映人体某一断层的图像，每一断层的图像均有相应的空间位置，目前国内通用的标准有：,四、图像方位,超声的临床基础,横断面(transverse plane),图像左侧示被检查者右侧，图像右侧示被检查者左侧。,四、图像方位,超声的临床基础,纵断面(sagittal plane),图像左侧示被检查者头侧，图像右侧示被检查者足侧。,谢 谢 大 家！,Thank You!,
