【大学课件】超声诊断学基础

一概论------现代三大医学影像诊断技术之一US----首选CTMRI优势：无创、精确、方便。医学领域的地位

重要性：专业、沟通、横向、浪费、扬长避短超声(ultrasound)第一页，共53页。第一页，共53页。一概论超声检查(ultrasonicexamination)

主要用途检测器官的大小、形状、物理特性及某些功能状态；检测心血管的结构、功能与血流动力学状态；鉴定占位病灶的物理特性及部分病理特性；检测有无积液存在，并初步估计积液量；随访药物或手术治疗后各种病变的动态变化；应用介入性超声进行辅助诊断或某些治疗。第二页，共53页。第二页，共53页。

1880年，法国人发现压电效应；

1917年，法国人应用压电原理进行超声探测，1921年发展成声纳。

1942年，奥地利人使用A型超声装置，用穿透法探测颅脑.

1952年，美国人开始研究超声显像法，并于1954年将B超应用于临床。

1954年，瑞典人用M型检查心脏。

1956年，日本人首先将多普勒效应原理应用于超声诊断，利用连续波多普勒法判断心脏瓣膜病。

1959年，研制出脉冲多普勒超声。

1983年，日本ALoka公司首先研制成功彩色血流图（CFM）

1990年，奥地利公司制成3D扫描器，并使之商品化。一概论超声技术的发展第三页，共53页。第三页，共53页。

1958年12月上海六院首先报道用A型超声探伤仪（用于工业）检测肝、胃等。

1960年上海第一医学院首先制成了A型超声诊断仪，中山医院用它检测200余例病人。

1961年和1962年北京、武汉等地先后将B型超声应用于临床。

1961年上海中山医院制成M型超声诊断仪，同年上海第三人民医院应用连续多普勒探测心脏

1964年周永昌用M型超声描记早孕的胎心，较国外早3年

1965年北京军区总医院用多普勒探测胎心

1974年我国开始应用实时超声

1982年李翔应用脉冲式多普勒诊断先心分流疾病一概论我国的超声事业的发展第四页，共53页。第四页，共53页。声波二超声的物理基础定义(definition)物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中传播,且引起人耳感觉的波动为声波。<16Hz：

次声波16--20000Hz：可闻波>20000Hz：超声波(ultrasound)振源：声带、鼓面介质：空气、人体组织接收：鼓膜、换能器目前应用于医学诊断超声波频率在1~20兆赫(MHz),其中又以2~14MHz最为常用。第五页，共53页。第五页，共53页。声波波长(wavelength)：两个相邻振动波峰间的距离为波长()。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)。波速(wavevelocity):每秒声波传播的距离为波速(C)，C=f声阻(impedance):为介质的密度()和声速的乘积(Z)，Z=C物理量(physicalquantity)二超声的物理基础第六页，共53页。第六页，共53页。超声特性反射与折射(reflection&refraction)

超声波入射到比波长大的界面且有一定声阻差时，就会产生反射。如遇两声速不同的介质时可引起传播方向的改变，即为折射。界面：两个介质的分界面声阻差：两个介质声阻抗的差值入射角：声波入射到界面的角度二超声的物理基础第七页，共53页。第七页，共53页。超声特性散射与绕射(scattering&diffraction)1）绕射：如界面不大，可与超声波波长相比，则声波将绕过该界面继续向前传播。2）散射：如物体的直径小于超声波的波长时，则声波向物体的四面八方辐射。二超声的物理基础第八页，共53页。第八页，共53页。超声特性衰减(attenuation)原因：反射、散射和吸收。声能随着距离增加而减少。二超声的物理基础第九页，共53页。第九页，共53页。定义：声源与接收器在连续介质中存在着相对运动时声波频率将发生改变。多普勒效应(Dopplereffect)超声特性二超声的物理基础第十页，共53页。第十页，共53页。超声特性多普勒效应(Dopplereffect)

在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。二超声的物理基础第十一页，共53页。第十一页，共53页。超声特性多普勒效应(Dopplereffect)

探头工作时，换能器发出超声波，由运动着的红细胞发出散射回波，再由接收换能器接收此回波。

在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管内的血流方向、流速和湍流程度、横膈的活动以及胎儿的呼吸等。二超声的物理基础第十二页，共53页。第十二页，共53页。图像特征分辨力(resolution)纵向分辨力(longitudinalresolution)：

为区别声束轴线上两个物体的距离，与超声的频率有关。

横向分辨力(transverseresolution)：

是区分处于与声束轴线垂直平面两个物体的能力，与声束的宽度有关。超声仪的分辨力是指能够分辨有一定间距的界面的能力。二超声的物理基础第十三页，共53页。第十三页，共53页。图像特征纵向分辨力(longitudinalresolution)

探头频率越高，分辨力越高。

然而频率与穿透性(penetrability)呈反比。二超声的物理基础第十四页，共53页。第十四页，共53页。图像特征

哪个探头频率最高？这些探头用在什么方面？二超声的物理基础第十五页，共53页。第十五页，共53页。图像特征灰阶(greyscale)

显示屏上最黑到最亮的灰度等级差，取决于信号的强度。灰阶级数越多，图像的层次越丰富，图像细节的表现能力越强。显示屏上的灰标

灰阶是将声信号的幅度调制光点亮度，以一定的灰阶级来表示探测结果的显示方式。二超声的物理基础第十六页，共53页。第十六页，共53页。对某些非对称结晶材料进行一定方向的加压或拉伸时，其表面将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压电效应。

具有此性质的材料称为压电材料，分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。一、换能器的原理---------压电效应探头原理二超声的物理基础第十七页，共53页。第十七页，共53页。正压电效应

结晶在其两个受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，在两个界面产生等量异号电荷。定义：由外力作用引起的电介质表面荷电效应，称为正压电效应。探头原理三超声诊断原理第十八页，共53页。第十八页，共53页。逆压电效应定义：由在外场作用下，晶体将产生几何变形，称为逆压电效应(亦称电致伸缩效应)。

在晶体表面施加电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一极化位移导致了晶体的几何应变。探头原理三超声诊断原理第十九页，共53页。第十九页，共53页。超声换能器(ultrasoundtransducer)利用逆压电效应将电能转换成超声能发射超声，利用正压电效应将超声能量转换成电能接收超声。定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转换成电能的一种器件。探头原理三超声诊断原理第二十页，共53页。第二十页，共53页。仪器类型解剖超声

一维：A超(amplitudemode)M超(motionmode)

二维：B超(brightnessmode)

三维：立体

血流超声

一维：PW超(pulsewaveform)如经颅超声TCD二维：彩色多普勒(colordoppler)

三维：立体彩色多普勒超声诊断仪的类型(typeofultrasonicdiagnosticequipment)四超声检查方法第二十一页，共53页。第二十一页，共53页。仪器类型A超(Amplitudemode)即幅度调制型。此法以波幅的高低代表界面反射信号的强弱，可探测脏器径线及鉴别病变的物理特性。由于此法过分粗略，目前巳基本淘汰。四超声检查方法第二十二页，共53页。第二十二页，共53页。原理是在其X轴偏转板上加慢扫描系统，使代表界面反射的前后跳动的光点顺时间而展开，其轨迹在示波屏上形成曲线，称超声心动图曲线。仪器类型M超(Motionmode)超声以辉度显示心脏与大血管各界面的反射，本质为一维超声。四超声检查方法第二十三页，共53页。第二十三页，共53页。仪器类型B超(brightnessmode)

即辉度调制型。此法以不同辉度光点表示界面反射信号的强弱，反射强则亮，反射弱则暗。因采用多声束连续扫描，故可显示脏器的二维图像，本法是目前使用最为广泛的超声诊断法。四超声检查方法第二十四页，共53页。第二十四页，共53页。仪器类型三维(three-dimensionalultrasoundimaging)

将立体图象以投影图或透视图表现在平面上的显示方式，可从各个角度来观察该立体目标。四超声检查方法第二十五页，共53页。第二十五页，共53页。仪器类型PW超(pulsewaveform)

利用声波的多普勒效应，以频谱的方式显示多普勒频移，多与B型诊断法结合，在B型图像上进行多普勒采样。当频移为正时，以正向波表示，而负向波则表示负频移。临床多用于检测心脏及血管的血流动力学状态，尤其是先天性心脏病和瓣膜病的分流及返流情况，有较大的诊断价值。四超声检查方法第二十六页，共53页。第二十六页，共53页。仪器类型彩色多普勒(colordoppler)

彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜色组成，当频移为正时，以红色来表示，而兰色则表示负的频移。系在多普勒二维显像的基础上，以实时彩色编码显示血流的方法，即在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。四超声检查方法第二十七页，共53页。第二十七页，共53页。仪器类型三维(three-dimensionalultrasoundimaging)

是用一系列二维彩色多普勒图所重建的彩色图像。四超声检查方法第二十八页，共53页。第二十八页，共53页。声学类型五超声的临床基础

人体组织的反射类型无回声

液性无回声：

生理：胆汁病理：胸腹水

衰减性无回声：

生理：骨骼后病理：纤维化

均质性无回声：

生理：淋巴结病理：淋巴瘤低回声

生理：心肌病理：甲减高回声生理：包膜病理：葡萄胎强回声

生理：气体病理：结石第二十九页，共53页。第二十九页，共53页。反射类型液性无回声(Fluidecholess)胆汁腹水五超声的临床基础

第三十页，共53页。第三十页，共53页。反射类型衰减性无回声(Echofreeoftheattenuation)结石声影五超声的临床基础

第三十一页，共53页。第三十一页，共53页。反射类型均质性无回声淋巴瘤五超声的临床基础

第三十二页，共53页。第三十二页，共53页。反射类型低回声(Lowlevelecho)肿瘤五超声的临床基础

第三十三页，共53页。第三十三页，共53页。反射类型高回声(HighleveIecho)集合系统五超声的临床基础

第三十四页，共53页。第三十四页，共53页。反射类型强回声(Strongecho)五超声的临床基础

第三十五页，共53页。第三十五页，共53页。声像图特点人体组织的正常声像图特点皮肤：强回声带。脂肪组织：皮下、体内呈低回声，混杂时为强回声。纤维组织：与其它组织交错分布呈强回声。肌肉组织：长轴呈纹状，短轴呈斑点状。

血管：呈无回声管道，动脉壁回声强，静脉反之。骨骼：骨皮质光带后有声影。(CharacteristicoftheNormaltissue)五超声的临床基础

第三十六页，共53页。第三十六页，共53页。声像图特点皮肤(Skin)

正常皮肤均呈线状回声表现。需观察皮肤有无增厚、变薄或凸出、凹陷时应通过水耦合方式进行。五超声的临床基础

第三十七页，共53页。第三十七页，共53页。声像图特点脂肪组织(Fattytissue)

正常皮下脂肪及体内层状分布的脂肪呈低水平回声。当有筋膜包裹时，在脂肪与筋膜之间有时显出强回声界限。五超声的临床基础

第三十八页，共53页。第三十八页，共53页。声像图特点纤维组织(Fibro-tissue)

体内纤维组织与其他组织交错分布，一般回声较强。某些排列均匀的纤维组织其回声相对较弱。五超声的临床基础

第三十九页，共53页。第三十九页，共53页。声像图特点肌肉组织(Muscletissue)正常肌肉组织的回声较脂肪组织强，质地亦较粗糙，各层肌肉纤维影像清楚，长轴呈条纹状，短轴呈斑点状。五超声的临床基础

第四十页，共53页。第四十页，共53页。声像图特点血管(BloodVessel)正常血管呈无回声管状结构，动脉管壁厚，回声强，搏动明显。静脉管壁薄，回声弱，搏动不明显。五超声的临床基础

第四十一页，共53页。第四十一页，共53页。声像图特点骨骼(Skeleton)成骨近探头侧的骨皮质回声反射很强，后方拖有声影，骨内结构显示不清。软骨的表现为两带状回声之间呈为低回声区。五超声的临床基础

第四十二页，共53页。第四十二页，共53页。常用切面常用的扫查切面(1)纵向扫查。(2)横向扫查。(3)斜向扫查。(4)冠状面扫查。五超声的临床基础

第四十三页，共53页。第四十三页，共53页。常用切面纵向扫查(sagittalplane)

即扫查面与人体的长轴平行。五超声的临床基础

第四十四页，共53页。第四十四页，共53页。常用切面横向扫查(transverseplane)