超声诊断学：总论课件.ppt

1、总总 论论l医学影像诊断学医学影像诊断学（medical imageologymedical imageology）：主要检查方法：主要检查方法：X X线、放射性核素、超声线、放射性核素、超声波、波、CTCT、MRIMRI。l超声医学超声医学是声学、医学和电子工程技术是声学、医学和电子工程技术相结合的一门学科，是医学影像诊断学相结合的一门学科，是医学影像诊断学中的一种重要的诊断技术。中的一种重要的诊断技术。l脏器病变的脏器病变的形态学诊断形态学诊断和器官的超和器官的超声大体声大体解剖学研究解剖学研究；l功能性检测：如心脏功能、胆囊收功能性检测：如心脏功能、胆囊收缩功能等；缩功能等；l介入性超声

2、的研究。介入性超声的研究。第一节第一节 超声诊断学的内容与特点超声诊断学的内容与特点l对于软组织有良好的分辨力，有利于识对于软组织有良好的分辨力，有利于识别微小病变；别微小病变；l检测活体组织；检测活体组织；l显示方法多：显示方法多：B B型、型、M M型、多普勒型超声、型、多普勒型超声、3D3D、4D4D等等l无创伤性，无放射性损伤无创伤性，无放射性损伤l信息量丰富、接近解剖真实结构信息量丰富、接近解剖真实结构l实时动态观察实时动态观察l不需要造影剂显示管腔功能（如肝门静脉）不需要造影剂显示管腔功能（如肝门静脉）l显示小病灶（显示小病灶（12mm12mm）l取得各种方位的切面图像取得各种方位

3、的切面图像l准确判定各种先天性心血管畸形的病变性质和准确判定各种先天性心血管畸形的病变性质和部位部位l检测脏器功能检测脏器功能l获取结果及时、重复性强、可做床边检查。获取结果及时、重复性强、可做床边检查。l明确诊断明确诊断l临床思维临床思维l重视解剖、病理知识重视解剖、病理知识l重视理论联系实践重视理论联系实践l物理诊断物理诊断-功能检测功能检测-病理组织活检病理组织活检l-穿刺抽吸，置管引流穿刺抽吸，置管引流-射频消融等治疗射频消融等治疗第一节第一节 诊断超声的物理特性诊断超声的物理特性第二节第二节 超声诊断的显示方式及其意义超声诊断的显示方式及其意义第三节第三节 常见的超声效应与图像伪差常

4、见的超声效应与图像伪差1.1.超声波超声波（ultrasoundultrasound）：机械振动波，频率超过人耳听觉的上限阈机械振动波，频率超过人耳听觉的上限阈值（值（2000020000赫兹赫兹HzHz）的声波。）的声波。第一节第一节 诊断超声的物理特性诊断超声的物理特性 超声诊断超声诊断（ultrasoundultrasound diagnosisdiagnosis）：应用较高频率超声作信息载体，从人体应用较高频率超声作信息载体，从人体内部获得声学参数的信息后，形成图形、内部获得声学参数的信息后，形成图形、曲线或其他数据，用以分析临床疾病。曲线或其他数据，用以分析临床疾病。（常用为（常用为

5、2.210MHz2.210MHz间）间）2.2.声源声源（sound sourcesound source）：能发生超声：能发生超声波的物体称为声源。波的物体称为声源。超声声源亦为超声换能器超声声源亦为超声换能器-超声探头，超声探头，由压电元件组成由压电元件组成-压电效应压电效应（电能与（电能与机械能的相互转换）机械能的相互转换）-发生，接收超声发生，接收超声波。波。l正压电效应正压电效应l逆压电效应逆压电效应l正压电效应正压电效应：当晶体受到某固定方：当晶体受到某固定方向外力的作用时向外力的作用时,内部就产生电极化内部就产生电极化现象现象 。机械能机械能-电能电能l逆压电效应：对晶体施加交变

6、电场逆压电效应：对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象引起晶体机械变形的现象 （增厚、（增厚、减薄）减薄）。电能电能-机械能机械能l超声波是在逆压电效应情况下产生的。超声波是在逆压电效应情况下产生的。加以高频的（加以高频的（1MHz1MHz）交变电场，压电元）交变电场，压电元件产生厚、薄间的高频变化，即高频振动件产生厚、薄间的高频变化，即高频振动而产生超声波。而产生超声波。l超声波通过人体后产生的反射回声撞击超声波通过人体后产生的反射回声撞击至压电元件时，产生正压电效应而呈现至压电元件时，产生正压电效应而呈现电压变化（与回声强度成正比），反映电压变化（与回声强度成正比），反映体内信息体内信息

7、,输入超声诊断仪经信号放大、输入超声诊断仪经信号放大、处理等过程而形成声像图。处理等过程而形成声像图。l是指从声源发出的声波，一般在一个较小是指从声源发出的声波，一般在一个较小的立体角内传播。中心轴线称为的立体角内传播。中心轴线称为声轴声轴，是，是声波传播的主方向。声波传播的主方向。l探头向前方辐射超声能量所到达的探头向前方辐射超声能量所到达的空间。即超声在弹性介质中传播时空间。即超声在弹性介质中传播时介质中充满超声能量的空间区域。介质中充满超声能量的空间区域。l向远方发出的声束中，起始段平行；向远方发出的声束中，起始段平行；到达某一点后开始向两侧扩散，即声到达某一点后开始向两侧扩散，即声束逐

8、束逐 渐增宽。渐增宽。在邻近探头的一段距离内束宽几乎相等，称为在邻近探头的一段距离内束宽几乎相等，称为近场区。近场区。近场声束集中，呈圆柱形。指向性、横向分近场声束集中，呈圆柱形。指向性、横向分辨力好。辨力好。从声束的扩散点开始，即为远场。呈喇叭形。从声束的扩散点开始，即为远场。呈喇叭形。远场声束向周围空间扩散，其直径不断增加，远场声束向周围空间扩散，其直径不断增加，但远场横断面上能量分布但远场横断面上能量分布比较均匀。比较均匀。l扩散声束边缘线可相交至探头发射面，形扩散声束边缘线可相交至探头发射面，形成扩散角；其在每一边缘与近场声束边缘成扩散角；其在每一边缘与近场声束边缘的延长线间角度称的延

9、长线间角度称“半扩散角半扩散角”-”-。为衡量为衡量 声束指向性的重要指标。声束指向性的重要指标。愈小，愈小，声束扩散愈小，声束扩散愈小，指向性愈好。指向性愈好。l声束指向性与探头半径有关：半径声束指向性与探头半径有关：半径 5 5波波长时，声束指向性较好；半径长时，声束指向性较好；半径 1010波长时，波长时，指向性良好；而半径指向性良好；而半径5 液体液体 气体气体l声特性阻抗声特性阻抗（specific acoustic specific acoustic impedance,Z impedance,Z）：）：等于介质中声速和等于介质中声速和密度的乘积（密度的乘积（Z=Z=c c）。）。

10、l是重要的声学参数，是超声诊断中的最是重要的声学参数，是超声诊断中的最基本的物理量。基本的物理量。声像图中各种回声显声像图中各种回声显像主要是由于声阻抗差别造成的。像主要是由于声阻抗差别造成的。l两种介质的声阻抗相同，超声全部透射两种介质的声阻抗相同，超声全部透射过界面。如两种介质的声阻抗不同，一过界面。如两种介质的声阻抗不同，一部分超声在界面上产生反射，反射声能部分超声在界面上产生反射，反射声能的大小取决于两种介质的声阻抗差别，的大小取决于两种介质的声阻抗差别，差别越大，反射的声能越大，可用声强差别越大，反射的声能越大，可用声强反射系数反射系数 I IR R 表达表达lI IR R=(Z=(

11、Z2 2-Z-Z 1 1/Z Z2 2+Z+Z1 1)2 2 l界面小于声束波长为小界面；大于界面小于声束波长为小界面；大于波长为大界面。界面的大小对于探波长为大界面。界面的大小对于探头的频率而言是相对的。头的频率而言是相对的。l均质体：由分布十分均匀的小界面均质体：由分布十分均匀的小界面组成的脏器、组织。组成的脏器、组织。l无界面区：清晰的液性区。液性区无界面区：清晰的液性区。液性区内各小点的声阻抗相同，无声阻抗内各小点的声阻抗相同，无声阻抗差存在。如尿液、胸水等，差存在。如尿液、胸水等，散射、反射、折射、全反射、绕射、散射、反射、折射、全反射、绕射、衰减、会聚、发散、多普勒效应衰减、会聚、

12、发散、多普勒效应l小界面对入射声束呈散射现象。小界面对入射声束呈散射现象。l散射现象无方向依赖；散射现象无回声失散射现象无方向依赖；散射现象无回声失落；落；探头可接收到很低的散射回声，来探头可接收到很低的散射回声，来自脏器内部的细小结构自脏器内部的细小结构l某一方向上散射回来的超声能量朝向探某一方向上散射回来的超声能量朝向探头，与探头发射超声波的方向相反，称头，与探头发射超声波的方向相反，称为反向散射、背向散射或后向散射。为反向散射、背向散射或后向散射。l大界面对入射声束呈反射现象。大界面对入射声束呈反射现象。声束入射至平滑的大界声束入射至平滑的大界面（镜面），声能从界面（镜面），声能从界面反

13、射回原介质面反射回原介质反射；反射；余下的声能通过界面进余下的声能通过界面进入第二介质入第二介质透射。透射。l反射回声的声强主要取决与大界面反射回声的声强主要取决与大界面两侧介质声阻抗差。声阻抗差愈大，两侧介质声阻抗差。声阻抗差愈大，反射声强愈大，穿透声强愈小。反射声强愈大，穿透声强愈小。界面两侧介质中声速不等，入射角界面两侧介质中声速不等，入射角000 0，透射声束方向发生改变，即沿偏离透射声束方向发生改变，即沿偏离入射声束的方向传播。入射声束的方向传播。C C2 2CC1 1时，折射角时，折射角 入射角，入射角增大，直入射角，入射角增大，直至折射角为直角时，折射声束与大界面平至折射角为直角

14、时，折射声束与大界面平行，此时的入射角称为行，此时的入射角称为“临界角临界角”。入射角入射角 临界角时，声束从平行临界角时，声束从平行状态转入第一介质中状态转入第一介质中全反射。全反射。l折射声影：折射声影：在全反射界面的下方，声束不在全反射界面的下方，声束不能进入第二介质，该区失照射，能进入第二介质，该区失照射，出现出现“无回声进入区无回声进入区”，称，称侧侧后声影或折射声影后声影或折射声影。l声束在界面边缘经过，声声束在界面边缘经过，声束边缘和界面边缘间距达束边缘和界面边缘间距达1212个波长时，声束可向界个波长时，声束可向界面边缘靠近且绕行，即产面边缘靠近且绕行，即产生声轴的弧形转向，称

15、为生声轴的弧形转向，称为绕射（绕射（diffractiondiffraction）。如）。如小结石后方无声影。小结石后方无声影。l1 1、反射是超声诊断的主要物理原理。在、反射是超声诊断的主要物理原理。在人体内各种组织声阻抗不同的分界面上人体内各种组织声阻抗不同的分界面上产生反射，反射回声被探头接收后再构产生反射，反射回声被探头接收后再构成声像图。成声像图。l2 2、背向散射也是超声诊断的重要物理原、背向散射也是超声诊断的重要物理原理。背向散射回声被接收后，可供分析理。背向散射回声被接收后，可供分析组织脏器的内部结构特性。组织脏器的内部结构特性。l超声波携带能量，在介质中传播时，因小界超声波携

16、带能量，在介质中传播时，因小界面散射，大界面反射，声束的扩散及软组织面散射，大界面反射，声束的扩散及软组织对声能的吸收，使声能随传播距离的增加而对声能的吸收，使声能随传播距离的增加而逐渐减低，称为逐渐减低，称为“衰减衰减”。l含液者衰减甚低。含液者衰减甚低。l实质性组织中随其含蛋白质的百分数增高实质性组织中随其含蛋白质的百分数增高而衰减增大而衰减增大l含气脏器（或病灶）属人体内最大衰减。含气脏器（或病灶）属人体内最大衰减。l某些病变（脂肪肝）时散射增大。致使传某些病变（脂肪肝）时散射增大。致使传入深部的声强显著下降。入深部的声强显著下降。l反射系数愈高则反射声强愈大，使透入界面反射系数愈高则反

17、射声强愈大，使透入界面深部介质的声能下降。深部介质的声能下降。l超声波在介质传播，介质质点沿其平衡超声波在介质传播，介质质点沿其平衡位置来回振动，质点之间发生弹性摩擦位置来回振动，质点之间发生弹性摩擦（内摩擦），使超声振动的机械能转变（内摩擦），使超声振动的机械能转变为热能，一部分热能被组织吸收，称为为热能，一部分热能被组织吸收，称为粘滞吸收，一部分热能通过介质的热传粘滞吸收，一部分热能通过介质的热传导，向空中辐射，称为热传导吸收。导，向空中辐射，称为热传导吸收。l衰减间差别为超声诊断重要依据之一。衰减间差别为超声诊断重要依据之一。l比较同一深度处的回声情况，可推测该处比较同一深度处的回声情况

18、，可推测该处浅部声路上的衰减大小。浅部声路上的衰减大小。l部分病灶后方增强；部分病灶后方减弱；部分病灶后方增强；部分病灶后方减弱；部分病灶后方无明显变化。部分病灶后方无明显变化。l轻度增强：低回声型小肝癌，高回声型轻度增强：低回声型小肝癌，高回声型血管瘤（部分），正常晶体后囊等。血管瘤（部分），正常晶体后囊等。l显著增强：囊肿、脓肿、金属异物等。显著增强：囊肿、脓肿、金属异物等。l轻度减弱：乳腺癌，局灶型纤维化，后轻度减弱：乳腺癌，局灶型纤维化，后方为模糊声影。方为模糊声影。l显著减弱（后方有声影）：钙化斑，结显著减弱（后方有声影）：钙化斑，结石，重度局灶型纤维化，疤痕组织，气石，重度局灶型纤

19、维化，疤痕组织，气体，圆球型包膜的侧后声影。体，圆球型包膜的侧后声影。l局灶性病变的衰减与该脏器正常组织一局灶性病变的衰减与该脏器正常组织一致；致；l或者属弥漫性病变，即使衰减与正常组或者属弥漫性病变，即使衰减与正常组织不同，声像图不能比较出衰减差别。织不同，声像图不能比较出衰减差别。衰减最高：骨、钙、肺（含气）衰减最高：骨、钙、肺（含气）衰减很高：瘢痕衰减很高：瘢痕衰减高：肌腱、软骨衰减高：肌腱、软骨衰减中等：脑、肝、肌肉、心、肾衰减中等：脑、肝、肌肉、心、肾衰减低：脂肪衰减低：脂肪衰减很低：血液、血清衰减很低：血液、血清衰减极低：尿液、胆汁、囊肿液、胸腹水衰减极低：尿液、胆汁、囊肿液、胸腹

20、水 平行声束通平行声束通过圆球形病过圆球形病灶，如病灶灶，如病灶内声速与周内声速与周围不等，病围不等，病灶后方产生灶后方产生声束的会聚声束的会聚或发散。或发散。声束在经越圆形声束在经越圆形低声速区低声速区，即病，即病灶内声速小于周灶内声速小于周围组织声束，经围组织声束，经两次折射后会聚。两次折射后会聚。如囊肿后方呈蝌如囊肿后方呈蝌蚪尾状。蚪尾状。声束经越圆形声束经越圆形高高声速区声速区，即病灶，即病灶内声速大于周围内声速大于周围组织，声束经两组织，声束经两次折射后呈扩散次折射后呈扩散现象；现象；病灶内声速等于病灶内声速等于周围组织，通周围组织，通过病灶后声束过病灶后声束无会聚或发散无会聚或发散

21、改变。改变。l入射超声遇到活动的小界面或大界面后，入射超声遇到活动的小界面或大界面后，散射或反射回声的频率发生改变，此现散射或反射回声的频率发生改变，此现象称为多普勒效应，频率变化称为多普象称为多普勒效应，频率变化称为多普勒频移。勒频移。l界面朝向探头运动，回声频率升高，呈界面朝向探头运动，回声频率升高，呈正向频移；界面背离探头运动，回声频正向频移；界面背离探头运动，回声频率降低，呈负向频移。因此，利用多普率降低，呈负向频移。因此，利用多普勒效应可测算出血流或组织的活动、活勒效应可测算出血流或组织的活动、活动方向及活动速度。动方向及活动速度。界界面面界界面面界界面面33l在人体组织中对超声敏感

22、者有中枢神经在人体组织中对超声敏感者有中枢神经系统、视网膜、视神经、生殖腺、早孕系统、视网膜、视神经、生殖腺、早孕期胚芽及期胚芽及3 3个月内早孕、孕期胎儿颅脑、个月内早孕、孕期胎儿颅脑、胎心等。对这些脏器的超声检查，每一胎心等。对这些脏器的超声检查，每一受检切面上其固定持续观察时间不应超受检切面上其固定持续观察时间不应超过过1 1分钟。间隔分钟。间隔2 23 3分钟后再至先前扫查分钟后再至先前扫查区观察，持续时间不超过区观察，持续时间不超过1 1分钟。可往复分钟。可往复扫查，使进入某区组织的平均声能量下扫查，使进入某区组织的平均声能量下降。降。l脉冲回声式：脉冲回声式：A A型、型、B B型

23、、型、M M型型l差频回声式：差频回声式：D D型、型、D D型彩色描绘型彩色描绘l时距测速式时距测速式l非线性血流成像非线性血流成像l原理：将单条声束传播途径中遇到的各个原理：将单条声束传播途径中遇到的各个界面所产生的一系列散射和反射回声，界面所产生的一系列散射和反射回声，在示波屏时间轴上以光点的辉度表达。在示波屏时间轴上以光点的辉度表达。利用回波来传达人体组织和器官的解剖形利用回波来传达人体组织和器官的解剖形态和结构方面的信息。态和结构方面的信息。l1 1、回声界面以光点表、回声界面以光点表达；达；l2 2、各界面回声的强度、各界面回声的强度以灰度表达；以灰度表达；l3 3、声束顺序扫切脏

24、器、声束顺序扫切脏器时，每一条声束线上时，每一条声束线上的光点群按次分布成的光点群按次分布成一切面声像图。一切面声像图。l灰阶：灰阶：l彩阶：如果对回波的幅度进行彩色编码彩阶：如果对回波的幅度进行彩色编码显示，则称为切面彩阶图，这是一种伪显示，则称为切面彩阶图，这是一种伪彩色显示法。彩色显示法。M M型：型：是沿声束传播方向各目标位移随时是沿声束传播方向各目标位移随时间而变化的一种显示方式。光点亮度相间而变化的一种显示方式。光点亮度相应于该目标回波信号的幅度，也是一种应于该目标回波信号的幅度，也是一种采用辉度调制的显示方式。常用于探测采用辉度调制的显示方式。常用于探测心脏等活动脏器。心脏等活动

25、脏器。原理：原理：（1 1）单声束取样获得界面回声；）单声束取样获得界面回声；（2 2）回声辉度调制；）回声辉度调制；（3 3）垂直）垂直(Y(Y轴轴)方向表示探测的深度；用方向表示探测的深度；用水平水平(X(X轴轴)方向表示时间。这样便把心脏方向表示时间。这样便把心脏各层组织回声展开成随着时间变化的活各层组织回声展开成随着时间变化的活动曲线，即动曲线，即M M型超声心动图。型超声心动图。lM M型超声以单声束经皮肤型超声以单声束经皮肤-皮下组织皮下组织-胸膜腔胸膜腔-心心包包-心室壁心室壁-血液血液-室间隔室间隔-血液血液-二尖瓣二尖瓣-血液血液-心脏后壁，在两种界面上产生反射，自前向后心脏后壁，在两种界面上产生反射，自前向后形成一纵列回声点，随心脏的收缩、舒张而前形成一纵列回声点，随心脏的收缩、舒张而前后运动，此列回声点后运动，此列回声点 在监视器上自左向右在监视器上自左向右 等速移动，使这列回等速移动，使这列回 声随时间展开形成为声随时间展开形成为 曲线。曲线。