超聲診斷基礎(chǔ)知識(shí)

超聲診斷學(xué)第1頁，共65頁。超聲醫(yī)學(xué)

（ultrasonicmedicine）

超聲醫(yī)學(xué)（ultrasonicmedicine）是利用超聲波的物理特性與人體器官、組織的聲學(xué)特性相互作用后得到診斷或治療效果的一門學(xué)科。第2頁，共65頁。第一節(jié)超聲診斷基礎(chǔ)知識(shí)

一、

超聲波與超聲診斷原理

聲波——物體的機(jī)械震動(dòng)在介質(zhì)（空氣、水、固體等）的傳播過程中產(chǎn)生的縱波稱為聲波。（機(jī)械波）人耳聽覺范圍為16-20000Hz（赫茲、赫）。超聲波——聲波頻率超出人耳聽力范圍2萬Hz（赫）以上的高頻聲波稱為超聲波。第3頁，共65頁?？v波與橫波示意圖第4頁，共65頁。1.方向性（束射性）2.反射、折射3.衍射、散射4.吸收衰減特性5.多普勒(Doppler)效應(yīng)（三）

超聲波的物理特性：第5頁，共65頁。1.方向性（束射性）2.反射、折射3.衍射、散射4.吸收衰減特性5.多普勒(Doppler)效應(yīng)（三）

超聲波的物理特性：回聲反射的強(qiáng)弱由界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗差決定。聲阻抗相差甚大的兩種組織（即介質(zhì)，medium），相鄰構(gòu)成的界面，反射率甚大，幾乎可把超聲的能量全部反射回來，不再向深部透射。例如骨骼—軟組織界面，可阻擋超聲向深層穿透。反之，聲阻抗相差較小的兩種介質(zhì)相鄰構(gòu)成的界面，反射率較小，超聲在界面上一小部分被反射，大部分透射到人體的深層，并在每一層界面上隨該界面的反射率大小，有不同能量的超聲反射回來，供儀器接收、顯示。均勻的介質(zhì)中不存在界面，沒有超聲反射，儀器接收不到該處的回聲，例如膽汁和尿液中就沒有回聲，聲像圖上出現(xiàn)無回聲的區(qū)域，是液性區(qū)域。第6頁，共65頁。（三）超聲波的物理特性：5.多普勒(Doppler)效應(yīng)聲源發(fā)射超聲的頻率固定，如遇到與聲源作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的界面，造成反射頻率不同于發(fā)射頻率。多譜勒頻移——發(fā)射頻率與反射頻率之差。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度愈高，則收到的聲波頻率改變愈大醫(yī)學(xué)上利用這種超聲多普勒效應(yīng)，來測定人體器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如心臟、血管和胎心等的活動(dòng)。第7頁，共65頁。是超聲對(duì)人體定向探測的基礎(chǔ)。頻率越高，方向性越好。

1.方向性（束射性）第8頁，共65頁。超聲波三個(gè)主要物理量：①波長（λ）；②頻率（f）；③聲速（c）。聲速（超聲在介質(zhì)中的傳導(dǎo)速度，也可說超聲在人體中傳導(dǎo)的穿透力）

頻率越高，波長越短，穿透力越差，但分辨力越高，適合于淺表器官的探查。

頻率越低，波長越長，分辨力越低，但穿透力越好,適合于心臟等深部臟器的探查。c=λ·f第9頁，共65頁。2.反射、折射

超聲遇到大界面時(shí)產(chǎn)生反射和折射。

聲阻抗差越大，反射就越強(qiáng)，折射就越小。反之，聲阻抗差越小，折射就越強(qiáng)，反射就越小。

第10頁，共65頁。

超聲在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于不同介質(zhì)的聲阻抗不同，界面大小不一，可發(fā)生反射、折射與衍射、散射?；芈暦瓷涞膹?qiáng)弱由界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗差決定。人體軟組織聲阻抗差異很小，只要有1‰的聲阻抗差，便可產(chǎn)生反射。

第11頁，共65頁。聲阻抗（z）——指阻擋聲波在介質(zhì)中傳播的力。公式：

z=c·ρ

c——聲速ρ——介質(zhì)的密度可見聲速越快，介質(zhì)密度越高，聲阻抗越大。第12頁，共65頁?；芈暦瓷涞膹?qiáng)弱由界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗差決定。聲阻抗相差甚大的兩種組織（即介質(zhì)，medium），相鄰構(gòu)成的界面，反射率甚大，幾乎可把超聲的能量全部反射回來，不再向深部透射。例如骨骼—軟組織界面，可阻擋超聲向深層穿透。第13頁，共65頁。反之，聲阻抗相差較小的兩種介質(zhì)相鄰構(gòu)成的界面，反射率較小，超聲在界面上一小部分被反射，大部分透射到人體的深層，并在每一層界面上隨該界面的反射率大小，有不同能量的超聲反射回來，供儀器接收、顯示。均勻的介質(zhì)中不存在界面，沒有超聲反射，儀器接收不到該處的回聲，例如膽汁和尿液中就沒有回聲，聲像圖上出現(xiàn)無回聲的區(qū)域，是液性區(qū)域。第14頁，共65頁。3.衍射和散射超聲遇到小界面時(shí)，發(fā)生衍射和散射。人體中的散射源是血液中的紅細(xì)胞和臟器內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)。

第15頁，共65頁。4.吸收衰減特性超聲波在介質(zhì)內(nèi)的傳播過程中，隨著傳播距離的增大，聲波的能量逐漸減少，這一現(xiàn)象稱為超聲波衰減。聲波衰減與介質(zhì)對(duì)聲波的吸收、散射以及聲束擴(kuò)散等原因有關(guān)，其中吸收是衰減的主要因素。第16頁，共65頁。5.多普勒(Doppler)效應(yīng)

聲源發(fā)射超聲的頻率固定，如遇到與聲源作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的界面，造成反射頻率不同于發(fā)射頻率。多譜勒頻移——發(fā)射頻率與反射頻率之差。第17頁，共65頁。聲源發(fā)射超聲的頻率固定，如遇到與聲源作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的界面，造成反射頻率不同于發(fā)射頻率。多譜勒頻移——發(fā)射頻率與反射頻率之差。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度愈高，則收到的聲波頻率改變愈大醫(yī)學(xué)上利用這種超聲多普勒效應(yīng)，來測定人體器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如心臟、血管和胎心等的活動(dòng)。迎紅藍(lán)離綠湍流第18頁，共65頁。第19頁，共65頁。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度愈高，則收到的聲波頻率改變愈大醫(yī)學(xué)上利用這種超聲多普勒效應(yīng)，來測定人體器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如心臟、血管和胎心等的活動(dòng)。第20頁，共65頁。二.超聲診斷原理：

超聲診斷儀組成：1.主機(jī)2.換能器（探頭）——發(fā)出超聲和接收超聲回波。第21頁，共65頁。超聲的發(fā)生通過逆壓效應(yīng)發(fā)生聲能

超聲診斷儀基本原理人體組織換能器（探頭）由主機(jī)處理放大示波屏產(chǎn)生圖像利用正壓電效應(yīng)接收超聲轉(zhuǎn)為電能第22頁，共65頁。第23頁，共65頁。第24頁，共65頁。聲像圖的閱讀（縱切面）下上前后第25頁，共65頁。聲像圖的閱讀（橫切面）右左前后第26頁，共65頁。三、超聲診斷儀分類

一．

A型診斷法（一維）——A超二．

B型診斷法（二維顯象）——B超三．M型診斷法：（一維）四．D型診斷法：（Doppler）

1．頻譜多普勒（一維）2．多普勒彩色血流顯象

第27頁，共65頁。

A型（A-mode）這是一種幅度調(diào)制（amplitudemodulation）超聲診斷儀，把接收到的回聲以波的振幅顯示，振幅的高低代表回聲的強(qiáng)弱，以波型形式出現(xiàn)。第28頁，共65頁。

A型（A-mode）這是一種幅度調(diào)制（amplitudemodulation）超聲診斷儀，把接收到的回聲以波的振幅顯示，振幅的高低代表回聲的強(qiáng)弱，以波型形式出現(xiàn)。第29頁，共65頁。B型（B-mode）這是輝度調(diào)制型（brightnessmodulation）超聲診斷儀，把接收到的回聲，以光點(diǎn)顯示，光點(diǎn)的灰度等級(jí)代表回聲的強(qiáng)弱。第30頁，共65頁。

M型超聲診斷儀是B型的一種變化，介于A型和B型之間，得到的是一維信息。在輝度調(diào)制的基礎(chǔ)上，加上一個(gè)慢掃描電路，使輝度調(diào)制的一維回聲信號(hào)，得到時(shí)間上的展開，形成曲線。用以觀察心臟瓣膜活動(dòng)等。(三)M型（M-mode）第31頁，共65頁。左室水平M型圖像第32頁，共65頁。

在二維圖像上某點(diǎn)取樣，獲得多普勒頻譜加以分析，獲得血流動(dòng)力學(xué)的信息，對(duì)心血管的診斷極為有用，所用探頭與B型合用。包括：彩色多普勒血流顯像（CDFI）頻譜多普勒脈沖多普勒（PW）連續(xù)多普勒（CW）(四)D型（Dopplermode）第33頁，共65頁。彩色多普勒血流以彩色的顏色代表血流方向，以彩色的明亮度代表血流速度。迎紅藍(lán)離第34頁，共65頁。脈沖多普勒、連續(xù)多普勒示意圖第35頁，共65頁。頻譜多普勒儀正負(fù)頻移的顯示

第36頁，共65頁。四、人體組織的聲學(xué)分型

按其聲學(xué)特性可歸納為以下幾種類型：

無反射型（無回聲型）少反射型（低回聲型）

多反射型（強(qiáng)回聲）

全反射型（含氣型）

第37頁，共65頁。無回聲(Echoless)液體內(nèi)部十分均質(zhì)，其聲阻抗無差別，沒有反射界面形成。正常狀態(tài)下呈現(xiàn)無回聲表現(xiàn)的有膽汁、尿液等。病理情況下呈現(xiàn)無回聲表現(xiàn)的有鞘膜、胸腔、腹腔積液及各個(gè)臟器的囊性病變、液化性病變等。

第38頁，共65頁。低回聲(Low-echo)

在超聲介質(zhì)比較均勻，其的聲阻抗差別較小，僅有少數(shù)反射界面，在正常靈敏度時(shí)表現(xiàn)為低回聲狀態(tài)，如正常腎實(shí)質(zhì)、肝臟、脾臟及透明細(xì)胞癌及玻璃樣變性的病理組織等。第39頁，共65頁。強(qiáng)回聲(High-echo)

組織器官纖維化、脂肪變性等可表現(xiàn)為彌漫性點(diǎn)狀回聲，臟器內(nèi)部有新生物形成時(shí)可表現(xiàn)為高回聲結(jié)節(jié)或團(tuán)塊，導(dǎo)致回聲增強(qiáng)的原因系病理組織較正常組織結(jié)構(gòu)致密，聲阻抗增加，反射界面增多所致。第40頁，共65頁。含氣型(Strong-echo)

正常人體骨路，各種病理性結(jié)石、鈣化灶等，與周圍組織聲阻抗相差懸殊，造成強(qiáng)烈的反射，表現(xiàn)為強(qiáng)回聲團(tuán)、強(qiáng)回聲帶等。肺及充氣狀態(tài)下的胃腸，在聲像圖上表現(xiàn)為多次反射之強(qiáng)回聲帶。第41頁，共65頁。人體不同組織回聲強(qiáng)度順序腎中央?yún)^(qū)（腎竇）＞胰腺＞肝、脾實(shí)質(zhì)＞腎皮質(zhì)＞腎髓質(zhì)（腎錐體）＞血液＞膽汁和尿液。正常肺（胸膜--肺）、軟組織--骨骼界面的回聲最強(qiáng)；軟骨回聲很低，甚至接近于無回聲。病理組織中，結(jié)石、鈣化最強(qiáng)；纖維化、纖維平滑肌脂肪瘤次之；典型的淋巴瘤回聲最低，甚至接近無回聲。

第42頁，共65頁。聲影：聲束遇有強(qiáng)反射或聲衰減很大的物體時(shí)，其后方出現(xiàn)超聲不能達(dá)到的區(qū)域，形成與聲束方向一致的條狀無回聲區(qū)，稱為聲影。常見于結(jié)石、骨骼及鈣化灶后方。牛眼征(bull’seye)：團(tuán)塊邊緣呈低回聲，中心回聲增強(qiáng)，并于增強(qiáng)區(qū)內(nèi)出現(xiàn)光點(diǎn)稀少的暗區(qū)，形似牛眼。常見于轉(zhuǎn)移性肝癌。靶環(huán)征(targetsign)：病灶中心回聲較強(qiáng)，邊緣為低回聲，形似靶環(huán)。亦見于轉(zhuǎn)移性肝癌。第43頁，共65頁。聲影(acousticshadow)

有強(qiáng)反射或聲衰減甚大的靶存在，使超聲能量急劇減弱或消失，致其后方?jīng)]有超聲到達(dá)，當(dāng)然也檢測不到回聲，稱為聲影，聲影可以作為結(jié)石、鈣化和骨骼等存在的診斷依據(jù)。第44頁，共65頁。后方回聲增強(qiáng)(enhancementofbehindecho)當(dāng)病灶或靶的聲衰減甚小時(shí)，其后方回聲將強(qiáng)于同等深度的周圍回聲，稱為后方回聲增強(qiáng)，囊腫和其他液性結(jié)構(gòu)的后方會(huì)出現(xiàn)回聲增強(qiáng)，可利用它作鑒別診斷。第45頁，共65頁。折射聲影(refractiveshadow)

有時(shí)在球形結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁后方會(huì)各出現(xiàn)一條細(xì)狹的聲影，稱為折射聲影，這是因?yàn)槌曊凵洌购蠓接幸恍^(qū)失照射，沒有回聲所致，不可誤為結(jié)石或鈣化。第46頁，共65頁。假腎征：較大的團(tuán)塊中心為強(qiáng)回聲、邊緣呈低回聲，類似腎臟結(jié)構(gòu)。常見于胃腸道腫瘤。小腸腫瘤假腎征第47頁，共65頁。牛眼征(bull’seye)：團(tuán)塊邊緣呈低回聲，中心回聲增強(qiáng)，并于增強(qiáng)區(qū)內(nèi)出現(xiàn)光點(diǎn)稀少的暗區(qū)，形似牛眼。常見于轉(zhuǎn)移性肝癌。肝轉(zhuǎn)移很典型的牛眼征第48頁，共65頁。五、超聲診斷的臨床應(yīng)用（一）超聲檢查的主要用途（優(yōu)點(diǎn)）：

（1）

檢查實(shí)質(zhì)性臟器的：大?。◤骄€值）形態(tài)特征邊界、邊緣的光滑、清晰程度臟器內(nèi)部回聲①內(nèi)部支持結(jié)構(gòu)和管道結(jié)構(gòu)（如：血管等）。②內(nèi)部光點(diǎn)密度、粗細(xì)、亮度、分布等。第49頁，共65頁。（2）檢測某些囊性器官（如膽囊、膀胱等）的形態(tài)、走向及功能狀態(tài)。（3）檢查心臟、大血管和外周血管的結(jié)構(gòu)、功能及血液動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，包括對(duì)先天性和后天性心臟病，血管畸形及閉塞性血管病等的診斷。（4）檢測臟器內(nèi)各種局灶性病變的物理特性。鑒別局灶病變是實(shí)性、囊性、還是混合性，部分還可鑒別良、惡性。第50頁，共65頁。

（5）檢測積液的存在與否，以及對(duì)積液量的多少作出估計(jì)，如胸腔、腹腔、心包、膽囊、腎盂積液或膿腫等。（6）對(duì)各種病變治療進(jìn)行動(dòng)態(tài)隨訪觀察，如：急性胰腺炎、甲狀腺腫塊等。（7）介入性超聲的應(yīng)用：如引導(dǎo)穿刺、活檢、導(dǎo)管插入等（肝、腎穿刺活檢）。第51頁，共65頁。（二）超聲檢查的局限性（缺點(diǎn)）1．超聲穿透性差超聲遇到骨骼、結(jié)石、鈣化等密度大的介質(zhì)時(shí)，聲阻抗大，超聲被完全反射回去，其深層因無聲能而呈無回聲平直條狀區(qū)，叫聲影（acousticshadow）。對(duì)含氣器官如肺、腸道，因聲阻抗差大而反射率幾乎等于100%，所以超聲怕氣體，怕骨骼，難達(dá)其深層。對(duì)肥胖、肺氣腫、腹脹等條件困難的患者，影響二維圖像質(zhì)量。

第52頁，共65頁。

2.由于超聲本身的一些復(fù)雜物理效應(yīng)，如旁瓣效應(yīng)、側(cè)后折射聲影、側(cè)壁失落效應(yīng)、鏡像效應(yīng)、混響效應(yīng)、折射重影效應(yīng)等，常在超聲圖像中伴生，造成圖像偽差。若超聲診斷醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)不足，可導(dǎo)致錯(cuò)誤分析、診斷。第53頁，共65頁。3.儀器的優(yōu)劣對(duì)超聲的分辨率也有影響經(jīng)體腔和經(jīng)體表探頭相比，經(jīng)體腔探頭探頭頻率高，分辨率高；排除肺內(nèi)氣體或腸腔內(nèi)氣體的干擾，圖像清晰度高。如子宮內(nèi)膜病變用陰道探頭，前列腺病變用直腸探頭，均比經(jīng)腹壁的探頭分辨率高。心臟病變用食道探頭比經(jīng)胸壁探頭分辨率高。

第54頁，共65頁。（三）發(fā)展趨勢(shì)1．三維、四維超聲靜態(tài)二維圖像計(jì)算機(jī)重建靜態(tài)三維（立體）圖像動(dòng)態(tài)三維——四維圖像第55頁，共65頁。FETALFACE——3D第56頁，共65頁。FETALFACE第57頁，共65頁。將超聲造影劑經(jīng)末梢靜脈注入，在超聲檢測時(shí)，超聲造影劑產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射（散射）回聲，可用于識(shí)別心內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)、腫瘤的血流灌注情況等，并用于疾病診斷。

2

超聲造影第58頁，共65頁。第59頁，共65頁。右前葉見圓形強(qiáng)回聲，邊緣清晰，病灶周邊見強(qiáng)回聲光帶，病灶內(nèi)呈篩網(wǎng)狀改變。造影后血管瘤能量再加上諧波顯示：肝血管瘤周圍可見血管分布，注射造影劑后血管瘤內(nèi)可見血流顯像。第60頁，共65頁。運(yùn)用心導(dǎo)管技術(shù)，以安裝在心導(dǎo)管頂端的微型超聲探頭對(duì)血管進(jìn)行超聲成像，屬有創(chuàng)性超聲技術(shù)或介入性超聲技術(shù)。

3血管內(nèi)超聲成像第61頁，共65頁。用心導(dǎo)管技術(shù)，把心導(dǎo)管探