超声诊断的基本知识和基本病变

超声诊断的基本知识

和基本病变超声医学科洪玉蓉主要内容超声诊断的物理学基础超声波的类型超声波的基本表现超声波的基本病变波动机械波（横波，纵波）电磁波（横波）无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，X射线，伽马射线声波（纵波），水波，地震波横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直纵波：质点的振动方向与波的传播方向平行超声诊断的物理学基础声波：发声体产生的振动在空气或其他物质中的传播（机械波，纵波）次声波：频率<16Hz的声波可闻声波：人耳听觉范围内声波频率16~20000Hz超声波：频率>20000Hz的声波超声诊断用超声波频率1-30MHz声速（C）、频率（f）和波长（λ）：C超声波在介质中的传播速度

C=f*λ

(f频率，λ

波长）频率越高，波长越短，穿透力越差，但分辨力越高，适用于浅表器官的探查频率越低，波长越长，分辨力越低，但穿透力越好，适用于心脏、腹部等深部器官的探查人体各种介质声速：一级近似下，人体软组织中声速大致在1500m/s左右介质声速（m/s）空气332水37°C1523血液1570脂肪1476软组织（平均）1500肌肉1568肝1570肾1560皮肤1518颅骨38603-5MHz腹部2-3.5MHz心脏5-12MHz浅表器官5-9MHz经阴道直肠1、指向性超声波一般频率高，波长短，在人体介质中呈直线传播，具有良好的指向性。超声成像的物理现象2、反射和折射：声波入射到两个介质的分界面上，如界面的线度远大于波长，则产生反射与折射。（1）垂直入射到两层相邻的介质入射反射折射z1z2声压反射系数=z2-­z1z1z2+声压折射系数=z2+z12z2­声阻抗差Δz=z2-­z1特异性声阻抗（Z）：

Z=ρ*c

ρ

介质密度，c声速

特异性阻抗反映了介质的密度和弹性介质Z（105瑞利）空气0.000429水37°C1.513血液1.656脂肪1.410软组织（平均）1.524肌肉1.684肝1.648颅骨5.571人体软组织声阻抗差异很小，但只要有1‰的声阻抗差，便可产生反射反射和折射产生的各层回波给我们带来了人体内部各层组织的信息，人们利用这些信息进行超声显像两介质声阻抗差越大，反射就越强，折射就越小，反之，声阻抗差越小，反射就越小，折射就越强空气与人体软组织间特异性阻抗差异较大，当超声在人体中传播遇到空气时，反射强烈，回波幅度很大，出现亮点、亮团，而折射声波能力减少，很难看到空气后方的组织。（2）垂直入射到三层相邻介质Z1Z2Z3AB理想情况下，第一介质中的入射波全部进入第三介质，此时第二介质就是一个透声层。透声层条件：也称阻抗匹配层该层厚度d=1/4*λZ2=Z1*Z3d探头人体耦合剂耦合剂作用：排除空气，增加透声性(3)斜入射到两个相邻介质的界面θθ1θ3反射角θ1=θ2sinθ1sinθ2=C1C2声波在具有不同声速的介质中传播，产生声波的折线传播3、散射声波传播过程中遇到线度大大小于波长的微小粒子，微粒吸收声波能量后再向四周各个方向辐射声波形成球面波，这种现象称为散射。血液中红细胞、超声造影剂微泡线度5-8μm，产生散射4、衰减声波在介质中传播时，质点振动的振幅（声能）将随传播距离的增大而减小，这种现象称为声波的衰减。衰减的主要原因：（1）介质对声波的吸收：声能损耗（黏滞性、热传导）（2）散射衰减：微粒，如红细胞、造影剂（3）声速扩散：随着传播距离的增加，声波向传播轴线两旁横向扩散引起单位面积上声波能量的减少应用：穿透力受限，深部组织分辨力不足5、多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接受到的频率发生变化的现象。当波源与观察者之间有相对运动时，两者相互接近，观察者接收到的频率增大，两者相互远离，观察者接收到的频率减小。f

发射频率，ν’血流速度Δf

频移（fd）c

声速超声波的类型1、A型超声：将超声探头置于人体表面一点，发射声束入体内，由组织界面返回的回波幅度，显示于显示器上。图像横坐标表示超声波的传播时间，即探测深度，纵坐标表示回波脉冲的幅度（amplitude）深度回波幅度2、B型超声：利用声束扫描人体切面，以回波的幅度调制光点亮度（Blightness），以一定的灰度级（grayscale）来表示，显示组织器官的切面图。3、M型超声：M：motion，沿声束传播方向各目标位移岁时间而变化的一种显示方式。在B型的基础上，加上一个慢扫描电路，使辉度调制的回声信号，得到时间上的展开，形成曲线。主要用于心脏瓣膜活动的观察。深度时间4、D型（Doppler）超声：原理：利用声学多普勒原理，对运动中的脏器和血液所反射回波的多普勒频移信号进行检测并处理，转换成声音、波形、色彩和辉度等信号，从而显示出人体内部器官的运动状态。分类：连续式超声多普勒脉冲式超声多普勒彩色多普勒血流成像彩色超声多普勒成像技术：原理：通过多普勒技术得到的物体运动速度在某一平面内的分布以灰度或彩色方式形成图像

显示：以红蓝绿三基色组成，红色表示朝向探头方向的血流，蓝色表示背离探头反方向的血流。单纯红色或蓝色表示层流，绿色表示湍流。脉冲式超声多普勒技术(pulseultrasonicwaveDopplertechnique,PW)：探头只有一个换能器，发射出一组脉冲式超声波信号，同时接收回波频移信号具有深度分辨力，测量全身各部位血流速度检测高速血流的能力，受脉冲重复频率的限制，多普勒频移fd>1/2PRF（奈奎斯特频率）时，产生大小和方向的伪差。连续式超声多普勒技术(continuousultrasonicwaveDopplertechnique,CW)：探头中的一个换能器发射出某一频率的连续超声波信号，另外一个换能器接收连续回波频移信号主要用于测量心脏高速血流，没有深度分辨力不受奈奎斯特频率（1/2PRF）限制血流速度的测定：fd

频移fs发射频率压力阶差的测定：ΔP=4V2max速度（频移）时间频窗：无频率显示区域基线：横轴线，零频移线，基线上面的频谱为正向频移，表示血流朝向探头；基线下面为反向频移，表示血流背离探头频带宽度：频移在垂直方向上的宽度，表示某一瞬间采样血流中血细胞速度分布范围的大小。频带宽，速度分布范围大，频带窄，速度分布范围小。频谱灰阶：频谱图的明暗度，表示信号强度的大小。它和该时刻擦痒容积内血流速度相同的学细胞数目多少有关。学细胞数目多，散射强，显示较亮，反之线束较暗。超声波的基本表现反射类型二维超声图像表现组织器官无反射型液性暗区无回声尿液、胆汁、血液、囊肿液等液态物质少反射型低亮度低回声心、肝、胰、肾实质、涎腺多反射型高亮度高回声血管壁、心瓣膜、脏器包膜等纤维结缔组织全反射型极高亮度区强回声，后伴声影骨骼、钙化、结石、含气肺、含气肠道人体组织回声类型无回声：尿液、胆汁、血液、囊肿液等液态物质低回声：心肌、肝、胰、肾实质、涎腺高回声：血管壁、心瓣膜、脏器包膜等纤维结缔组织强回声：骨骼、钙化、结石、含气肺、含气肠道声影：超声遇到骨骼、结石、钙化等密度较大的介质时，声阻抗大，超声波完全被反射回去，其后方出现超声不能达到的暗区。超声波的基本病变囊性病变：由囊壁和其内包含的液体形成的病灶，一般囊液为无回声声晕：实性肿块周围出现的环状低回声暗带牛眼征：CT:圆形肿块，中央低回声，周边高回声超声：圆形肿块，中央高回声，周边低回声晕，部分中央坏死液化呈无回声双边征：指胆囊炎或胆囊壁水肿时，胆囊壁增厚，呈强回声带，其间出现间断或连续的低回声带。假肾征：为胃肠道肿瘤声像图表现，类似肾脏声像图，但周边低回声为肿瘤组织，中央高回声为肠腔及其内容物。WES征：指胆囊内充满型结石声像图表现，胆汁暗区消失，增厚的囊壁低回声带包绕结石强回声，其后方伴声影，简称“囊壁结石声影三合征”（Wall-echo-shadow,WES征）脂液分层征：肿瘤内有一强回声水平线，在线上方为脂质成分，呈均匀密集细小光点，水平线一下为液性无回声区阻力指数（RI）:RI=Vs-VdVsVsVd超声成像的新技术1