医学超声诊断专题教学课件

医学超声诊断专题教学课件第一章绪论：走进超声医学的世界1.1医学超声诊断的定义与内涵医学超声诊断，简而言之，是利用超声波在人体组织中传播时产生的反射、折射、散射等物理特性，通过接收和处理这些回波信号，以图像形式显示人体内部结构与器官功能状态，并结合临床资料进行疾病诊断的一门医学影像学技术。它以其无创、便捷、实时、可重复等特点，已成为临床诊断不可或缺的重要手段。1.2超声医学的发展历程回顾超声医学的发展并非一蹴而就，它植根于物理学的进步。从早期简单的声波探测，到A型超声的出现，再到B型超声带来的二维灰度图像革命，以及随后M型、D型（多普勒）超声的应用，每一步都极大地拓展了其临床价值。如今，三维、四维超声、超声造影、弹性成像等新技术的涌现，更使其在精准诊断和引导治疗方面发挥着越来越重要的作用。了解这一发展脉络，有助于我们更好地理解当前技术的原理与优势。1.3超声诊断的主要优势与局限性优势：*无创性与安全性：不依赖电离辐射，对人体组织无损伤，适用于包括孕妇、婴幼儿在内的各类人群，可反复检查。*实时动态成像：能够实时观察器官的运动功能和血流动力学变化，如心脏的搏动、胎儿的活动。*便捷与经济性：设备相对便携，检查过程快速，成本效益较高，便于床旁检查和急诊应用。*良好的软组织分辨力：对肌肉、肌腱、脏器等软组织的细微结构显示清晰。局限性：*声波衰减：受气体、骨骼等因素影响显著，对含气器官（如肺、胃肠）和骨骼深部结构显示不佳。*操作者依赖性：检查结果在较大程度上依赖于操作者的技术水平和经验。*空间分辨率相对有限：与CT、MRI相比，其空间分辨率仍有一定差距，对微小病变的检出能力可能不足。1.4本课程的学习目标与要求本课程旨在帮助学员系统掌握超声诊断的基本原理、仪器操作、图像分析及临床应用基础。通过理论学习与实践操作相结合，学员应能：*理解超声波的基本物理特性及成像原理。*熟悉超声仪器的基本构成和操作方法。*掌握正常及常见病理状态下的超声图像特征。*初步具备运用超声技术进行临床诊断和鉴别诊断的思维能力。*培养严谨的科学态度和良好的职业道德。第二章超声诊断的物理基础与仪器原理2.1超声波的基本概念超声波是指频率超过人耳听觉阈值（通常认为高于20kHz）的机械振动波。在医学诊断中，常用的频率范围一般在2MHz至15MHz之间。其本质是一种纵波，即介质质点的振动方向与波的传播方向一致。2.1.1超声波的物理特性*波长（λ）、频率（f）与声速（c）：三者关系为c=λ×f。在人体软组织中，声速大致恒定（约1540m/s），因此频率越高，波长越短，对细微结构的分辨力越高，但穿透力相应减弱；反之，频率越低，穿透力越强，但分辨力降低。*反射与折射：当超声波遇到不同声阻抗（介质密度与声速的乘积）的界面时，会发生反射和折射。反射是超声成像的基础，界面两侧声阻抗差越大，反射越强。折射则可能导致图像位置的偏移。*散射：当界面尺寸远小于波长时，超声波会发生散射。散射回声是构成器官内部细微结构图像的主要信息来源。*衰减：超声波在传播过程中，因吸收、散射等原因导致能量逐渐减弱的现象称为衰减。衰减程度与传播距离、介质特性及超声频率有关。*多普勒效应：当声源与接收器之间存在相对运动时，接收到的声波频率会发生改变，这种现象称为多普勒效应。这是多普勒超声用于检测血流速度和方向的物理基础。2.2超声成像的基本原理超声成像的过程，简言之，是探头（换能器）发射超声波，声波在人体组织内传播并遇到不同界面产生反射/散射回波，探头接收这些回波信号，经主机放大、处理、数模转换后，在显示器上形成图像。2.2.1脉冲回声技术目前医学超声诊断最常用的是脉冲回声技术。探头周期性地发射短暂的超声脉冲，然后接收来自组织的回声信号。根据回声返回的时间和强度，即可判断反射界面的深度和性质。2.3超声仪器的基本构成医用超声诊断仪主要由探头、主机和显示器三大部分组成。2.3.1探头（换能器）探头是超声仪器的关键部件，负责电能与机械能（超声波）的相互转换，即发射和接收超声波。其核心元件是压电晶体（如压电陶瓷），利用压电效应工作。*类型：常见的探头类型包括线阵探头、凸阵探头、相控阵探头等，分别适用于不同部位的检查。*频率：探头有其固有频率范围，选择合适频率的探头是获得优质图像的前提。2.3.2主机主机是仪器的“大脑”，主要包括发射电路、接收电路、数字扫描转换器（DSC）、图像处理单元等。其功能是控制探头发射超声，对接收到的微弱回声信号进行放大、滤波、检波、对数压缩、A/D转换、数字扫描转换和各种图像处理，最终形成可供观察的图像。2.3.3显示器用于显示处理后的超声图像和相关信息，如患者信息、检查参数等。2.4常见超声成像模式*A型（AmplitudeMode）：幅度调制型，为一维波形图。X轴代表深度，Y轴代表回声幅度。主要用于测量距离，如眼科检查，目前临床应用已较少。*B型（BrightnessMode）：亮度调制型，为二维灰度图像。以光点的亮度代表回声信号的强弱，光点的分布构成了人体组织的断面图像。B型超声是目前应用最广泛的成像模式，能直观显示解剖结构。*M型（MotionMode）：运动显示型，在B型基础上，选择一个固定取样线，以时间为X轴，深度为Y轴，显示界面回声的活动轨迹。主要用于观察心脏等运动器官的活动情况，如测量心腔大小、室壁厚度、瓣膜运动速度等。*D型（DopplerMode）：利用多普勒效应检测血流信号。*彩色多普勒血流显像（CDFI）：以伪彩色编码方式实时显示血流的方向和相对速度。通常红色表示血流朝向探头，蓝色表示血流背离探头，色彩的明亮程度可反映血流速度的快慢。*频谱多普勒（PW/CW）：可获取某一取样容积或取样线上的血流频谱，用于精确测量血流速度、加速度、阻力指数等参数，对评估血管狭窄、分流、反流等具有重要价值。第三章超声检查技术与操作规范3.1检查前准备充分的检查前准备是保证超声检查质量的重要环节。*患者准备：根据检查部位不同而有所差异。例如，腹部肝胆胰脾检查通常需空腹8-12小时，以减少胃肠气体干扰；妇科、前列腺及膀胱检查常需适度充盈膀胱，以作为良好透声窗。检查前应向患者详细说明注意事项，消除其紧张情绪。*仪器准备：选择合适的探头（如腹部常用凸阵探头，浅表器官常用高频线阵探头），开机预热，调节仪器参数（如增益、深度、聚焦、动态范围等）至最佳状态。*检查环境：应保持安静、整洁、光线适宜，以利于图像观察。3.2基本扫查方法与原则*体位选择：根据检查部位和目的，协助患者采取舒适且便于检查的体位，如仰卧位、侧卧位、俯卧位、坐位等，并可根据需要进行适当转动。*耦合剂的使用：在探头与皮肤之间涂抹耦合剂，其目的是排除空气，使探头与皮肤良好接触，确保声波有效传入体内。*扫查手法：常用的手法包括滑行扫查、扇形扫查、旋转扫查、加压扫查、对比扫查等。操作时应动作轻柔、均匀，避免遗漏。*切面标准：应遵循一定的解剖切面规范进行扫查，如腹部的纵切面、横切面、斜切面，心脏的标准切面等，以保证图像的可比性和诊断的准确性。*全面细致：扫查应系统、全面，避免跳跃式检查，以防漏诊。对于病变区域，应进行多切面、多角度观察。3.3图像的调节与优化获得清晰、稳定的图像是诊断的基础。操作者需根据所检查的器官、深度及患者体型等因素，灵活调节仪器控制键：*增益（Gain）：调节整体图像的亮度。增益过低，图像暗淡，细节显示不清；增益过高，图像过亮，噪声增加，甚至掩盖病变。应调节至正常组织回声适中，病变与正常组织对比清晰。*深度（Depth）：调节显示的组织深度，使目标器官位于图像适中位置，既不过浅也不过深。*聚焦（Focus）：应将聚焦区置于感兴趣区域，以提高该区域的图像分辨力。*动态范围（DynamicRange）：影响图像的灰阶层次和对比度。动态范围大，图像层次丰富，对比度低；动态范围小，图像对比度高，但层次减少。*TGC（时间增益补偿）：用于补偿超声波在不同深度的衰减差异，使图像从近场到远场亮度均匀一致。第四章超声图像的分析与解读基础4.1正常超声图像的基本表现熟悉正常组织器官的超声图像特征是识别异常的前提。正常超声图像通常表现为：*皮肤及皮下组织：呈条带状强回声及弱回声相间。*肌肉组织：呈中等回声，纹理清晰。*实质脏器（如肝、脾、肾皮质）：通常表现为均匀的中等回声。*液性结构（如胆囊、膀胱、血管腔）：表现为无回声区，边界清晰，后方回声增强。*骨骼、气体：因强烈反射和衰减，常表现为强回声伴后方声影。4.1.1回声类型的划分根据回声强度的不同，通常将超声图像的回声分为：*无回声：均匀的液性物质，如胆汁、尿液、血液（流动时），表现为黑色区域。*低回声：回声强度低于周围正常组织，如肾髓质、淋巴结。*等回声：回声强度与周围正常组织相似，如肝实质、脾实质。*高回声：回声强度高于周围正常组织，如肾窦、肝内脂肪浸润区。*强回声/高回声伴声影：如结石、钙化、骨骼表面，后方回声显著减弱或消失。*不均质回声：回声强度杂乱不一，常见于肿瘤等病变。4.2异常超声图像的基本表现病理情况下，组织器官的超声图像会发生相应改变，主要包括：*形态异常：器官肿大、缩小、变形，或出现局限性隆起、凹陷。*边界异常：病变边界模糊、不规则，或边界清晰、有包膜（可表现为高回声晕环）。*内部回声异常：可表现为无回声（如囊肿、脓肿液化）、低回声（如肿瘤、炎症）、高回声（如血管瘤、钙化）、强回声伴声影（如结石）或混合回声（如复杂囊肿、畸胎瘤）。*后方回声改变：如液性病变后方回声增强，钙化或结石后方声影，某些肿瘤后方回声可出现衰减或增强。*毗邻关系改变：如病变压迫、推移、侵犯周围组织器官，或引起周围组织水肿、粘连。*血流动力学异常：彩色多普勒可显示病变区域血流增多、减少或异常血流信号（如动静脉瘘、异常分流）。4.3超声伪像及其识别超声伪像是指超声图像上出现的与实际解剖结构或病理情况不相符的假象。认识伪像对于避免误诊和漏诊至关重要。*常见伪像举例：*混响伪像：表现为等距离的多条回声，如在气体或金属表面易出现。*声影：强反射或高衰减结构后方的无回声区，如结石后方声影。*后方回声增强：液性结构后方回声亮度增加。*侧边声影：圆形结构（如囊肿）两侧边缘出现的声影。*部分容积效应：又称切片厚度伪像，是由于超声束具有一定厚度，使得相邻两种组织的回声相互重叠。*镜面伪像：如膈肌上下的对称病灶假象。*伪像的临床意义：有些伪像可以帮助诊断（如结石的声影），有些则会干扰诊断，应注意识别和避免。第五章超声诊断的临床应用概述5.1腹部超声腹部超声是应用最为广泛的超声检查之一，主要包括肝脏、胆囊、胰腺、脾脏、肾脏、输尿管、膀胱、前列腺（男性）、子宫及附件（女性）等器官的检查。可用于诊断肝囊肿、肝血管瘤、肝癌、胆囊炎、胆结石、胰腺炎、肾结石、肾积水、子宫肌瘤、卵巢囊肿等多种疾病。5.2心脏超声（超声心动图）超声心动图是评价心脏结构和功能的首选影像学方法。通过多个标准切面的扫查，可清晰显示心脏各房室大小、室壁厚度、瓣膜形态与活动、室间隔及房间隔的完整性，并能准确测量心功能参数（如射血分数），对先天性心脏病、瓣膜病、心肌病、冠心病、心包疾病等具有极高的诊断价值。5.3妇产科超声*产科超声：可用于早期妊娠诊断、胎儿生长发育监测、胎位判断、胎盘定位与成熟度评估、胎儿畸形筛查等。*妇科超声：用于子宫、卵巢、输卵管等盆腔器官疾病的诊断，如子宫肌瘤、子宫内膜异位症、卵巢肿瘤、盆腔积液等。经阴道超声因探头靠近靶器官，图像更清晰，尤其适用于观察子宫内膜及附件微小病变。5.4浅表器官超声包括甲状腺、乳腺、涎腺、睾丸、附睾、浅表淋巴结及皮肤、皮下软组织等。高频探头的应用使得这些浅表结构的细微病变得以清晰显示，有助于良恶性病变的鉴别。5.5血管超声主要用于颈部血管（颈动脉、椎动脉）、四肢血管（动脉、静脉）等的检查，可评估血管壁厚度、有无斑块、管腔狭窄或闭塞，以及血流速度和方向，对诊断动脉硬化、静脉血栓、动静脉瘘等血管疾病具有重要意义。第六章超声诊断的质量控制与安全防护6.1图像质量控制*操作人员培训：加强专业技能培训，提高操作水平和诊断能力。*仪器维护与校准：定期对仪器进行保养、维护和性能校准，确保设备处于良好工作状态。*规范操作流程：严格遵守各部位检查的操作规范和标准切面要求。*图像存储与管理：确保图像资料的完整、清晰和可追溯性。6.2超声检查的安全性目前认为，在临床常规应用的超声剂量和检查时间范围内，超声检查是一种安全的影像学方法，尚未发现确凿证据表明其对人体组织造成有害生物效应。然而，仍需遵循“合理使用低剂量”（ALARA原则），即尽可能使用能获得满意诊断信息的最低超声输出功率和最短检查时间，尤其对胎儿、眼部等敏感部位应更加谨慎。*对操作者的防护：注意仪器的正确使用，避免长时间暴露于不必要的超声辐射（尽管风险极低）。*对患者的防护：避免非必要的超声检查，特别是早期妊娠。检查时应聚焦于感兴趣区域，减少对无关区域的照射。第七章超声医学的发展趋势与展望随着计算机技