超聲診斷的基本知識(shí)和基本病變

超聲診斷的基本知識(shí)

和基本病變超聲醫(yī)學(xué)科洪玉蓉主要內(nèi)容超聲診斷的物理學(xué)基礎(chǔ)超聲波的類(lèi)型超聲波的基本表現(xiàn)超聲波的基本病變波動(dòng)機(jī)械波（橫波，縱波）電磁波（橫波）無(wú)線電波，微波，紅外線，可見(jiàn)光，紫外線，X射線，伽馬射線聲波（縱波），水波，地震波橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行超聲診斷的物理學(xué)基礎(chǔ)聲波：發(fā)聲體產(chǎn)生的振動(dòng)在空氣或其他物質(zhì)中的傳播（機(jī)械波，縱波）次聲波：頻率<16Hz的聲波可聞聲波：人耳聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)聲波頻率16~20000Hz超聲波：頻率>20000Hz的聲波超聲診斷用超聲波頻率1-30MHz聲速（C）、頻率（f）和波長(zhǎng)（λ）：C超聲波在介質(zhì)中的傳播速度

C=f*λ

(f頻率，λ

波長(zhǎng)）頻率越高，波長(zhǎng)越短，穿透力越差，但分辨力越高，適用于淺表器官的探查頻率越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，分辨力越低，但穿透力越好，適用于心臟、腹部等深部器官的探查人體各種介質(zhì)聲速：一級(jí)近似下，人體軟組織中聲速大致在1500m/s左右介質(zhì)聲速（m/s）空氣332水37°C1523血液1570脂肪1476軟組織（平均）1500肌肉1568肝1570腎1560皮膚1518顱骨38603-5MHz腹部2-3.5MHz心臟5-12MHz淺表器官5-9MHz經(jīng)陰道直腸1、指向性超聲波一般頻率高，波長(zhǎng)短，在人體介質(zhì)中呈直線傳播，具有良好的指向性。超聲成像的物理現(xiàn)象2、反射和折射：聲波入射到兩個(gè)介質(zhì)的分界面上，如界面的線度遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)，則產(chǎn)生反射與折射。（1）垂直入射到兩層相鄰的介質(zhì)入射反射折射z1z2聲壓反射系數(shù)=z2--z1z1z2+聲壓折射系數(shù)=z2+z12z2-聲阻抗差Δz=z2--z1特異性聲阻抗（Z）：

Z=ρ*c

ρ

介質(zhì)密度，c聲速

特異性阻抗反映了介質(zhì)的密度和彈性介質(zhì)Z（105瑞利）空氣0.000429水37°C1.513血液1.656脂肪1.410軟組織（平均）1.524肌肉1.684肝1.648顱骨5.571人體軟組織聲阻抗差異很小，但只要有1‰的聲阻抗差，便可產(chǎn)生反射反射和折射產(chǎn)生的各層回波給我們帶來(lái)了人體內(nèi)部各層組織的信息，人們利用這些信息進(jìn)行超聲顯像兩介質(zhì)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，反射就越小，折射就越強(qiáng)空氣與人體軟組織間特異性阻抗差異較大，當(dāng)超聲在人體中傳播遇到空氣時(shí)，反射強(qiáng)烈，回波幅度很大，出現(xiàn)亮點(diǎn)、亮團(tuán)，而折射聲波能力減少，很難看到空氣后方的組織。（2）垂直入射到三層相鄰介質(zhì)Z1Z2Z3AB理想情況下，第一介質(zhì)中的入射波全部進(jìn)入第三介質(zhì)，此時(shí)第二介質(zhì)就是一個(gè)透聲層。透聲層條件：也稱(chēng)阻抗匹配層該層厚度d=1/4*λZ2=Z1*Z3d探頭人體耦合劑耦合劑作用：排除空氣，增加透聲性(3)斜入射到兩個(gè)相鄰介質(zhì)的界面θθ1θ3反射角θ1=θ2sinθ1sinθ2=C1C2聲波在具有不同聲速的介質(zhì)中傳播，產(chǎn)生聲波的折線傳播3、散射聲波傳播過(guò)程中遇到線度大大小于波長(zhǎng)的微小粒子，微粒吸收聲波能量后再向四周各個(gè)方向輻射聲波形成球面波，這種現(xiàn)象稱(chēng)為散射。血液中紅細(xì)胞、超聲造影劑微泡線度5-8μm，產(chǎn)生散射4、衰減聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅（聲能）將隨傳播距離的增大而減小，這種現(xiàn)象稱(chēng)為聲波的衰減。衰減的主要原因：（1）介質(zhì)對(duì)聲波的吸收：聲能損耗（黏滯性、熱傳導(dǎo)）（2）散射衰減：微粒，如紅細(xì)胞、造影劑（3）聲速擴(kuò)散：隨著傳播距離的增加，聲波向傳播軸線兩旁橫向擴(kuò)散引起單位面積上聲波能量的減少應(yīng)用：穿透力受限，深部組織分辨力不足5、多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者接受到的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。當(dāng)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者相互接近，觀察者接收到的頻率增大，兩者相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小。f

發(fā)射頻率，ν’血流速度Δf

頻移（fd）c

聲速超聲波的類(lèi)型1、A型超聲：將超聲探頭置于人體表面一點(diǎn)，發(fā)射聲束入體內(nèi)，由組織界面返回的回波幅度，顯示于顯示器上。圖像橫坐標(biāo)表示超聲波的傳播時(shí)間，即探測(cè)深度，縱坐標(biāo)表示回波脈沖的幅度（amplitude）深度回波幅度2、B型超聲：利用聲束掃描人體切面，以回波的幅度調(diào)制光點(diǎn)亮度（Blightness），以一定的灰度級(jí)（grayscale）來(lái)表示，顯示組織器官的切面圖。3、M型超聲：M：motion，沿聲束傳播方向各目標(biāo)位移歲時(shí)間而變化的一種顯示方式。在B型的基礎(chǔ)上，加上一個(gè)慢掃描電路，使輝度調(diào)制的回聲信號(hào)，得到時(shí)間上的展開(kāi)，形成曲線。主要用于心臟瓣膜活動(dòng)的觀察。深度時(shí)間4、D型（Doppler）超聲：原理：利用聲學(xué)多普勒原理，對(duì)運(yùn)動(dòng)中的臟器和血液所反射回波的多普勒頻移信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并處理，轉(zhuǎn)換成聲音、波形、色彩和輝度等信號(hào)，從而顯示出人體內(nèi)部器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。分類(lèi)：連續(xù)式超聲多普勒脈沖式超聲多普勒彩色多普勒血流成像彩色超聲多普勒成像技術(shù)：原理：通過(guò)多普勒技術(shù)得到的物體運(yùn)動(dòng)速度在某一平面內(nèi)的分布以灰度或彩色方式形成圖像

顯示：以紅藍(lán)綠三基色組成，紅色表示朝向探頭方向的血流，藍(lán)色表示背離探頭反方向的血流。單純紅色或藍(lán)色表示層流，綠色表示湍流。脈沖式超聲多普勒技術(shù)(pulseultrasonicwaveDopplertechnique,PW)：探頭只有一個(gè)換能器，發(fā)射出一組脈沖式超聲波信號(hào)，同時(shí)接收回波頻移信號(hào)具有深度分辨力，測(cè)量全身各部位血流速度檢測(cè)高速血流的能力，受脈沖重復(fù)頻率的限制，多普勒頻移fd>1/2PRF（奈奎斯特頻率）時(shí)，產(chǎn)生大小和方向的偽差。連續(xù)式超聲多普勒技術(shù)(continuousultrasonicwaveDopplertechnique,CW)：探頭中的一個(gè)換能器發(fā)射出某一頻率的連續(xù)超聲波信號(hào)，另外一個(gè)換能器接收連續(xù)回波頻移信號(hào)主要用于測(cè)量心臟高速血流，沒(méi)有深度分辨力不受奈奎斯特頻率（1/2PRF）限制血流速度的測(cè)定：fd

頻移fs發(fā)射頻率壓力階差的測(cè)定：ΔP=4V2max速度（頻移）時(shí)間頻窗：無(wú)頻率顯示區(qū)域基線：橫軸線，零頻移線，基線上面的頻譜為正向頻移，表示血流朝向探頭；基線下面為反向頻移，表示血流背離探頭頻帶寬度：頻移在垂直方向上的寬度，表示某一瞬間采樣血流中血細(xì)胞速度分布范圍的大小。頻帶寬，速度分布范圍大，頻帶窄，速度分布范圍小。頻譜灰階：頻譜圖的明暗度，表示信號(hào)強(qiáng)度的大小。它和該時(shí)刻擦癢容積內(nèi)血流速度相同的學(xué)細(xì)胞數(shù)目多少有關(guān)。學(xué)細(xì)胞數(shù)目多，散射強(qiáng)，顯示較亮，反之線束較暗。超聲波的基本表現(xiàn)反射類(lèi)型二維超聲圖像表現(xiàn)組織器官無(wú)反射型液性暗區(qū)無(wú)回聲尿液、膽汁、血液、囊腫液等液態(tài)物質(zhì)少反射型低亮度低回聲心、肝、胰、腎實(shí)質(zhì)、涎腺多反射型高亮度高回聲血管壁、心瓣膜、臟器包膜等纖維結(jié)締組織全反射型極高亮度區(qū)強(qiáng)回聲，后伴聲影骨骼、鈣化、結(jié)石、含氣肺、含氣腸道人體組織回聲類(lèi)型無(wú)回聲：尿液、膽汁、血液、囊腫液等液態(tài)物質(zhì)低回聲：心肌、肝、胰、腎實(shí)質(zhì)、涎腺高回聲：血管壁、心瓣膜、臟器包膜等纖維結(jié)締組織強(qiáng)回聲：骨骼、鈣化、結(jié)石、含氣肺、含氣腸道聲影：超聲遇到骨骼、結(jié)石、鈣化等密度較大的介質(zhì)時(shí)，聲阻抗大，超聲波完全被反射回去，其后方出現(xiàn)超聲不能達(dá)到的暗區(qū)。超聲波的基本病變囊性病變：由囊壁和其內(nèi)包含的液體形成的病灶，一般囊液為無(wú)回聲聲暈：實(shí)性腫塊周?chē)霈F(xiàn)的環(huán)狀低回聲暗帶牛眼征：CT:圓形腫塊，中央低回聲，周邊高回聲超聲：圓形腫塊，中央高回聲，周邊低回聲暈，部分中央壞死液化呈無(wú)回聲雙邊征：指膽囊炎或膽囊壁水腫時(shí)，膽囊壁增厚，呈強(qiáng)回聲帶，其間出現(xiàn)間斷或連續(xù)的低回聲帶。假腎征：為胃腸道腫瘤聲像圖表現(xiàn)，類(lèi)似腎臟聲像圖，但周邊低回聲為腫瘤組織，中央高回聲為腸腔及其內(nèi)容物。WES征：指膽囊內(nèi)充滿(mǎn)型結(jié)石聲像圖表現(xiàn)，膽汁暗區(qū)消失，增厚的囊壁低回聲帶包繞結(jié)石強(qiáng)回聲，其后方伴聲影，簡(jiǎn)稱(chēng)“囊壁結(jié)石聲影三合征”（Wall-echo-shadow,WES征）脂液分層征：腫瘤內(nèi)有一強(qiáng)回聲水平線，在線上方為脂質(zhì)成分，呈均勻密集細(xì)小光點(diǎn)，水平線一下為液性無(wú)回聲區(qū)阻力指數(shù)（RI）:RI=Vs-VdVsVsVd超聲成像的新技術(shù)1