超聲診斷基礎知識

關于超聲診斷基礎知識

超聲醫(yī)學

（ultrasonicmedicine

）

超聲醫(yī)學（ultrasonicmedicine）是利用超聲波的物理特性與人體器官、組織的聲學特性相互作用后得到診斷或治療效果的一門學科。第2頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第一章超聲診斷基礎知識

第一節(jié)

超聲波與超聲診斷原理

聲波——物體的機械震動在介質（空氣、水、固體等）的傳播過程中產生的縱波稱為聲波。（機械波）人耳聽覺范圍為16-2萬Hz（赫茲、赫）。超聲波——聲波頻率超出人耳聽力范圍2萬Hz（赫）的高頻聲波稱為超聲波。

第3頁,共57頁，2024年2月25日，星期天縱波與橫波示意圖第4頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（二）超聲波三個主要物理量：①波長（λ）；②頻率（f）；③聲速（c）。聲速（超聲在介質中的傳導速度，也可說超聲在人體中傳導的穿透力）與頻率及波長有一定關系：c=f·λ第5頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

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。根據公式：c=f·λ第6頁,共57頁，2024年2月25日，星期天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（三）

超聲波的物理特性：第7頁,共57頁，2024年2月25日，星期天1.方向性（束射性）是超聲對人體定向探測的基礎。頻率越高，方向性越好。

第8頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

超聲在介質中傳播時，由于不同介質的聲阻抗不同，界面大小不一，可發(fā)生反射、折射與衍射、散射。回聲反射的強弱由界面兩側介質的聲阻抗差決定。人體軟組織聲阻抗差異很小，只要有1‰的聲阻抗差，便可產生反射。

第9頁,共57頁，2024年2月25日，星期天聲阻抗（z）——指阻擋聲波在介質中傳播的力。公式：

z=c·ρ

c——聲速ρ——介質的密度可見聲速越快，介質密度越高，聲阻抗越大。第10頁,共57頁，2024年2月25日，星期天回聲反射的強弱由界面兩側介質的聲阻抗差決定。聲阻抗相差甚大的兩種組織（即介質，medium），相鄰構成的界面，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11頁,共57頁，2024年2月25日，星期天反之，聲阻抗相差較小的兩種介質相鄰構成的界面，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12頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2.反射、折射

超聲遇到大界面時產生反射和折射。

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

第13頁,共57頁，2024年2月25日，星期天聲波垂直入射和斜入射時反射和折射第14頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3.衍射和散射超聲遇到小界面時，發(fā)生衍射和散射。人體中的散射源是血液中的紅細胞和臟器內部的細微結構。

第15頁,共57頁，2024年2月25日，星期天衍射和散射示意圖第16頁,共57頁，2024年2月25日，星期天4.吸收衰減特性超聲波在介質內的傳播過程中，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。聲波衰減與介質對聲波的吸收、散射以及聲束擴散等原因有關，其中吸收是衰減的主要因素。第17頁,共57頁，2024年2月25日，星期天5.多普勒(Doppler)效應

聲源發(fā)射超聲的頻率固定，如遇到與聲源作相對運動的界面，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18頁,共57頁，2024年2月25日，星期天相對運動的速度愈高，則收到的聲波頻率改變愈大fd=f0vcosθ/cv=fd

c/f0cosθ醫(yī)學上利用這種超聲多普勒效應，來測定人體器官的運動狀態(tài)，如心臟、血管和胎心等的活動。第19頁,共57頁，2024年2月25日，星期天二.超聲診斷原理：

超聲診斷儀組成：

1.主機

2.換能器（探頭）——發(fā)出超聲和接收超聲回波。第20頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

超聲的發(fā)生通過逆壓效應發(fā)生聲能

由主機示波屏處理放大換能器人體產生圖像（探頭）組織

利用正壓電效應接收超聲轉為電能超聲診斷儀基本原理第21頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

聲像圖的閱讀（縱切面）下上前后第24頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

聲像圖的閱讀（橫切面）右左前后第25頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)人體組織的聲學分型

按其聲學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（強回聲）

全反射型（含氣型）

第26頁,共57頁，2024年2月25日，星期天無回聲(Echoless)液體內部十分均質，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、腹腔積液及各個臟器的囊性病變、液化性病變等。

第27頁,共57頁，2024年2月25日，星期天低回聲(Low-echo)

在超聲介質比較均勻，其的聲阻抗差別較小，僅有少數(shù)反射界面，在正常靈敏度時表現(xiàn)為低回聲狀態(tài)，如正常腎實質、肝臟、脾臟及透明細胞癌及玻璃樣變性的病理組織等。第28頁,共57頁，2024年2月25日，星期天高回聲(High-echo)

組織器官纖維化、脂肪變性等可表現(xiàn)為彌漫性點狀回聲，臟器內部有新生物形成時可表現(xiàn)為高回聲結節(jié)或團塊，導致回聲增強的原因系病理組織較正常組織結構致密，聲阻抗增加，反射界面增多所致。第29頁,共57頁，2024年2月25日，星期天強回聲(Strong-echo)

正常人體骨路，各種病理性結石、鈣化灶等，與周圍組織聲阻抗相差懸殊，造成強烈的反射，表現(xiàn)為強回聲團、強回聲帶等。肺及充氣狀態(tài)下的胃腸，在聲像圖上表現(xiàn)為多次反射之強回聲帶。第30頁,共57頁，2024年2月25日，星期天人體不同組織回聲強度順序腎中央區(qū)（腎竇）＞胰腺＞肝、脾實質＞腎皮質＞腎髓質（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；軟骨回聲很低，甚至接近于無回聲。病理組織中，結石、鈣化最強；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31頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)獲得最佳超聲信息的基本條件1．被檢測的組織結構聲阻抗的差異。2.欲探得較小的界面，則需要使用波長較短，也就是頻率較高的換能器。(參照6)3．除了多普勒檢查外，超聲的入射波必須盡量與被檢測的界面垂直，才能使反射波最大限度地回到換能器，接收到最強的回聲訊號，從而獲得最佳的超聲信息。(參照13)第32頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)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33頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

A型（A-mode）這是一種幅度調制（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弱，以波型形式出現(xiàn)。第34頁,共57頁，2024年2月25日，星期天B型（B-mode）這是輝度調制型（brightnessmodulation）超聲診斷儀，把接收到的回聲，以光點顯示，光點的灰度等級代表回聲的強弱。第35頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

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。在輝度調制的基礎上，加上一個慢掃描電路，使輝度調制的一維回聲信號，得到時間上的展開，形成曲線。用以觀察心臟瓣膜活動等。(三)M型（M-mode）第36頁,共57頁，2024年2月25日，星期天左室水平M型圖像第37頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

在二維圖像上某點取樣，獲得多普勒頻譜加以分析，獲得血流動力學的信息，對心血管的診斷極為有用，所用探頭與B型合用。包括：脈沖多普勒（pulsedwaveDoppler,PW）連續(xù)多普勒（continuouswaveDoppler,CW）彩色多普勒血流顯像（colorDopplerflowimaging,CDFI）(四)D型（Dopplermode）第38頁,共57頁，2024年2月25日，星期天脈沖多普勒、連續(xù)多普勒示意圖第39頁,共57頁，2024年2月25日，星期天頻譜多普勒儀正負頻移的顯示

第40頁,共57頁，2024年2月25日，星期天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。第41頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)超聲診斷的臨床應用

（一）超聲檢查的主要用途（優(yōu)點）：

（1）

檢查實質性臟器的：大小（徑線值）形態(tài)特征邊界、邊緣的光滑、清晰程度臟器內部回聲①內部支持結構和管道結構（如：血管等）。②內部光點密度、粗細、亮度、分布等。第42頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（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構、功能及血液動力學狀態(tài)，包括對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）檢測臟器內各種局灶性病變的物理特性。鑒別局灶病變是實性、囊性、還是混合性，部分還可鑒別良、惡性。第43頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

（5）檢測積液的存在與否，以及對積液量的多少作出估計，如胸腔、腹腔、心包、膽囊、腎盂積液或膿腫等。（6）對各種病變治療進行動態(tài)隨訪觀察，如：急性胰腺炎、甲狀腺腫塊等。（7）介入性超聲的應用：如引導穿刺、活檢、導管插入等（肝、腎穿刺活檢）。第44頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（二）超聲檢查的局限性（缺點）1．超聲穿透性差超聲遇到骨骼、結石、鈣化等密度大的介質時，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，難達其深層。對肥胖、肺氣腫、腹脹等條件困難的患者，影響二維圖像質量。

第45頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

2.由于超聲本身的一些復雜物理效應，如旁瓣效應、側后折射聲影、側壁失落效應、鏡像效應、混響效應、折射重影效應等，常在超聲圖像中伴生，造成圖像偽差。若超聲診斷醫(yī)生經驗不足，可導致錯誤分析、診斷。第46頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3.儀器的優(yōu)劣對超聲的分辨率也有影響經體腔和經體表探頭相比，經體腔探頭探頭頻率高，分辨率高；排除肺內氣體或腸腔內氣體的干擾，圖像清晰度高。如子宮內膜病變用陰道探頭，前列腺病變用直腸探頭，均比經腹壁的探頭分辨率高。心臟病變用食道探頭比經胸壁探頭分辨率高。

第47頁,共57頁，2024年2月25日，星期天（三）發(fā)展趨勢1．三維、四維超聲靜態(tài)二維圖像計算機重建靜態(tài)三維（立體）圖像動態(tài)三維——四維圖像第48頁,共57頁，2024年2月25日，星期天FETALFACE——3D第49頁,共57頁，2024年2