8 超声基础(南医临床)_七年制

超声诊断学ULTRASONICDIAGNOSIS,王剑翔(wangjx76)南京医科大学第一附属医院超声医学科南京医科大学超声诊断教研室,超声医学发展概况,1880年法国居里兄弟发现压电效应直到1917年法国朗之万才应用压电原理进行超声探测，并于1921年发展成声纳1942年奥地利KTDussik使用A型超声装置，用穿透法探测颅脑。1952年美国DHHowry开始研究超声显像法，并于1954年将B超应用于临床。1954年瑞典IEdler首先用M型超声诊断仪检查心脏。1972年GKossofff提出灰度回声图概念，在20世纪70年代中后期采用了灰阶及DSC技术，明显改善图像质量，实时超声显像开始受到重视，80年代是B型超声发展最迅速的时期。彩色血流图（CFM）直到1983年才由日本Aloka公司首先研制成功。1991年美国ATL公司推出世界第一台全数字化超声系统后，全数字化技术即成为90年代和目前发展的方向，它使超声诊断系统的水平进入一个新阶段。,波:振动状态的传播,机械波（机械振动在介质中的传播）,电磁波（变化电场和变化磁场在空间的传播）,机械波与电磁波有着本质的区别,波源是机械振动在介质中传播,波源是电磁振荡在真空中也能传播,但它们又都遵循波的共同特征,两类波都以一定的速度向前传播能量，并且具有反射、折射、衍射等现象。,超声波的本质,超声波的本质,机械波动的频段以频率划分可以分为三大类：次声：频率低于20Hz的波动称为次声；声波：频率在20Hz20,000Hz的波动称为声波；超声波：频率在20,000Hz的波动称为超声波。,0Hz20Hz20kHz,医用超声诊断频率多选取2MHZ10MHz之间,声波的主要物理特性,波长、波速、频率波长(wavelength)：两个相邻振动波峰间的距离为波长。波速(wavevelocity)：每秒声波传播的距离为波速(C)。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)。,人体常见组织声波传播速度,人体软组织平均声速约1540m/s,超声波,显著特点是频率高，波长短，衍射不严重，因而具有良好的定向传播特征，而且超声波穿透本领很大。利用超声波的定向发射性质，可以探测水中物体（声纳）超声探伤，探测工件内部缺陷医学上利用超声波来显示人体内部结构，用来探测人体内部病变,超声诊断仪的工作原理,越声诊断仪的工作原理，是向被检人体组织发射超声波、并接受受人体组织作用产生的回波，检出回波某种物理参量的变化(如幅度、频率等)，然后以某种方式在显示器上显示，供医生诊断分析。,超声换能器（探头）,压电效应,超声波的产生诊断用超声波一般应用压电元件所产生的压电效应，即电能与机械能的相互转换而发生。压电效应正压电效应：由外力作用引起的电介质表面荷电效应，称为正压电效应。逆压电效应：由在交变电场作用下，晶体将产生几何变形，称为逆压电效应。,能量转换（电能与机械能的转换）,正压电效应,逆压电效应,超声波的传播,超声,透射transmission,反射reflection,折射refraction,衍射difration,散射scattering,衰减attenuation,吸收absorption,HUMANBODY,ULTRASOUND,声阻抗,声阻抗Z：定义为介质的密度与介质中声速c的乘积。反映了介质中的密度与弹性。是介质传播超声波能力的重要物理量。Z=c,界面,两种声阻抗不同的物体的接触处称为界面。,小界面界面小于声速波长称小界面,大界面界面大于声速波长称大界面,反射其反射角等于入射角,i,r,散射声波将使其成为新的声源向四面八方发射,折射i.0，C1C2ti,散射回超声探头的能量只是它向各个方向上散射能量中的很小一部分，称背向散射,反射的能量由反射系数R决定反射系数结论：超声波在界面上反射的大小取决于界面两边介质的声阻抗差及超声波的入射角。,当Z1Z2时,则R0，无反射;当Z1Z2或Z1Z2时，则R0,有反射;如Z1Z2或Z1Z2时，产生强反射。,多普勒超声诊断学基础,多普勒效应（DopplerEffect）,1842年奥地利天文学家ChristianDoppler首先描述了由他观察到的来自星球光色的变化。当星球与地球相向运动时，光谱向紫色端移动。同时发现当星球与地球背向运动时，光谱向红色端移动。,DopplerBasics,DopplerBasics,DopplerBasics,多普勒效应,入射的超声遇到活动的界面，反射回声频率发生改变。变化的频率（增减）称为多普勒频移。多普勒原理适用于电磁波和机械波。（Dopplertheoryisapplicabletobothlightandsound）在诊断超声中，多普勒效应应用于无创测量血流和人体组织的运动。,计算实例,B-Mode,M-Mode,Doppler-Mode,CDFI,从回波的频率变化来判断引起回波的客体本身的运动方向和速度,基于回波的幅度或频移来传递组织的信息,超声脉冲的回波幅度，此幅度的物理基础是人体内声阻抗的不连续分布,型诊断法,B-modestandsforBrightnessmode仪器显示屏以不同的辉度表示界面回声信号的强弱，回声信号强则亮，回声信号弱则暗，称灰阶成像。,型诊断法成像原理,仪器显示屏以不同的辉度表示界面回声信号的强弱,A,C,B,思考：比较A、B、C三点处所代表组织回声强度的大小.A最小，C最高。胆囊结石,频移信号的显示方式,频谱显示（PW,CW）彩色多普勒血流显像（CDFI）,CDFI(colorDopplerflowimaging),系在B模式显示二维声像图的基础上，采集相应的多普勒信号，并进行彩色编码，以实时显示血流信号的方法。目前的超声诊断仪器已能实现B、CDFI、D模式的三同步显示。从而为超声诊断增加了大量血流方面的信息。,CDFI输出显示方式,速度显示血流方向用红色与蓝色表示，通常红色代表朝向探头方向的血流，蓝色代表背离探头方向的血流。速度的大小以色彩的亮度来表示。明亮的颜色表示血流速度快，深暗的颜色表示血流速度慢。方差显示用于显示多普勒信号的速度分布范围。当速度范围超过仪器的阈值时，即出现绿色斑点，表明有湍流。速度方差值与绿色的亮度成正比。在明显血流紊乱时，可出现红、蓝、绿、黄、青、白等多彩斑点的血流图象，称镶嵌图型。,超声检查技术,超声诊断的临床应用,回声信号按其强度可分为,强回声：通常用于描述骨性组织、气体、结石等。高回声：通常用于描述网膜、脏器包膜、囊（管）壁等。中等回声：通常用于描述肝脏、脾脏等实质性脏器的实质部分。低回声：通常用于描述均质性较好的组织（肾实质、卵巢实质、淋巴结等）。无回声：通常用于描述血液、尿液、胆汁、积液等，称为液性暗区。在液性暗区后方的回声均有明显增强的现象，称为回声增强效应。在强回声的后方也可出现无回声，称为衰减暗区，其后方无回声增强效应。在强回声体后方出现的条状无回声称为声影。在某些情况下，可出现由上述各类回声混杂的声像图表现。,消化系统,胆囊结石,肝血管瘤,肝癌,泌尿系统,肾结石,肾囊肿,妇科及产科,单胎中孕,子宫肌瘤,心血管系统,二尖瓣狭窄,心血管系统,下肢深静脉血栓,下肢动脉假性动脉瘤,图