超声成像的医学基础.ppt

1、第三章超声成像的医学基础,第一节人体组织的组成成分与结构特征,人体组织的主要组成成分：水、蛋白质、纤维组织、脂肪、软骨、骨。 人体组织的衰减与组成成分有关:骨、肺心、肾、肌肉脂肪、神经、肝水、血液 衰减与组织结构有关：超声束平行肌纤维扫查衰减小于垂直肌纤维,人体组织的声学参数,密度：人体组织、器官单位体积内所包含的质量。,（固体纤维组织软组织液体气体）,声速：声波在人体组织中的传播速度。,（固体纤维组织软组织液体气体）,声阻抗：密度与声速的乘积。,（固体纤维组织软组织液体气体）,第二节人体组织的超声成像,正常人体组织及脏器的回声规律 皮肤及皮下组织 实质性组织或脏器 含液体脏器 含气脏器 骨骼

2、,乳腺多发囊肿,实质性脏器如肝、子宫,插入肝肾图,含液体脏器如眼球、膀胱,各组织间或脏器间通过大界面的反射，形成图像上脏器或组织包膜的边界、轮廓线。 通过组织或脏器内部细小结构间的散射，形成脏器内部结构的声像图：如肝脏，肾。 根据组织内部声特性阻抗的差别，决定回声的强弱。,肺泡壁与气体交界处能量99.89%被反射，超声不能穿透肺内气体，胃肠胀气时，超声亦不能显示胃肠深部组织。 骨骼属强反射，超声不能显示骨组织内部结构、骨髓腔及骨骼后方的组织或脏器。,肺,插入胃肠肺图,胃癌,关节面,病理组织的声学特性,含液性病变：囊肿、脓肿、积液、液化等，液体表现为无回声区，根据囊壁厚薄以及液体成分不同超声表现

3、不同。,右侧卵巢囊肿,腹水呈无回声区,1、水肿：局部组织或脏器增大，内部回声减低 2、炎性浸润：轻度或慢性炎症无表现，急性期常 肿大，形成脓肿时，回声增多增强伴分布不均匀。 3、纤维化：局部回声增强，无声影 4、瘢痕：局部斑块状强回声，大瘢痕可有声影。 5、肿瘤：良性多有包膜，内部回声较均匀，恶性肿瘤生长快，多无包膜，边界不平或有伪足样伸展，回声可为低回声、高回声或混合性。,实质性病变,肝门部等回声实性占位，周边胆管扩张,肝脓肿不同时期表现不同,6、结石：胆道或泌尿系多见，呈强回声后伴声影。 7、钙化：钙盐沉积常见于结核病灶，风湿瓣膜病，肿瘤内，动脉粥样硬化斑块中，表现为局部回声增强伴后方声影

4、 。,8、血栓：心腔及血管内多见，新鲜血栓低回声，陈旧血栓内有纤维增生或机化，回声增强。 9、斑块：血管壁上动脉粥样斑块，组成成分不同，回声表现不同，可为低回声，强回声，或混合性。,含气病变,含气脏器内病变：肺边缘的脓肿、肿瘤可显示，大量胸水肺实变后超声可穿透少气或无气肺组织。饮水后胃腔可显示，还可显示胃后方的胰腺，腹膜后组织。 含气脏器穿孔、破裂：膈下肝前间隙或肝右间隙显示气体。,胃穿孔后膈下大量游离气体，导致肝脏无法显示,骨骼病变：除颞骨外超声无法穿透骨骼。骨折时可显示骨折线，骨肿瘤、化脓性骨髓炎时，超声可显示病变的大小与周边软组织受侵情况。,插入骨骼图,超声多普勒成像,正常血流显示：速度

5、显示（显示血流速度、方向和性质）和能量显示（对低速血流敏感，但不能显示血流方向） 病理性血流显示： （1）血流方向异常：反流、分流、动静脉瘘、窃血。 （2）血流性质异常：涡流、湍流 （3）血流速度异常：表现为流速的加快或减慢 （4）能量显示：显示肿瘤内部微小血管,第三节 超声伪像,产生的原因：超声的物理特性、人体界面的复杂性、仪器性能（声束旁瓣）、探查技术等。 伪像很常见，有的可避免，但不可完全消除，识别伪像很重要，因为可用于识别组织构成，帮助诊断。,一、（多次反射伪像） 超声束遇到大界面时，在产生反射回声图像的同时，部分声能量返回平滑的探头表面之后，又从探头表面再次反射进入人体，产生与第一次

6、类似的二次回声图像，并叠加在第一次图像的下方。但由于其声强较第一次明显减弱，因此信号很微弱，不易被觉察。 如果大界面下方为较大的液性暗区时，此微弱的二次图像可在液性暗区前壁的下方隐约显示。多见于膀胱、胆囊、囊肿前壁的后方，被误认为壁增厚、异常组织。,胃肠道内的含气性内容物、人体内的某些异物（如子宫内节育器、植入的人工瓣膜、眼球内金属异物）等，声波在成堆的微气泡中或在异物中多次来回反射， 其声像图特点：彗星尾征。彗星尾的长短不一，其强度和大小取决于含气量的多少和异物的形状、大小、性质。,(multiple internal reverberations),超声在靶(target)内部来回反射，形

7、成彗尾征(comet tail sign)，利用子宫内彗尾征可以识别金属节育环的存在。,二、镜像效应 又名镜面折返虚像。超声束遇到深部的平滑镜面时，反射回声如碰到离镜面较近的病灶或结构后按入射途径反射折返回探头，从而在显示病灶声像图的同时，在镜面深部产生与此病灶距离相等、形态相似的虚像。常见于横膈附近，横膈的浅面为实像，横膈的深面为虚像。,镜 面 伪 像,三、侧壁失落效应 又名侧壁回声失落。超声束遇到大界面，入射角（声束与界面的夹角）较大时，反射回声不能返回探头，从而产生回声失落。常见于囊肿的侧壁、肿瘤的侧包膜,侧壁失落效应,四、后方增强效应 由于某区域组织的声衰减明显小于其两旁组织的声衰减时

8、，其后方组织的回声强度明显大于同深度的周围组织的回声强度。常发生于囊肿、脓肿及其它含液性组织的后方 。,声束在传播过程中必然随深度的增加而不断衰减，但设计者为使声像图显示深浅均匀、可比，故必须加入深度增益补偿（DGC）调节系统。后壁增强效应是指在常规调节的DGC系统下所发生的图像显示效应，而不是声能量在后壁被其他任何物理量所增强的效应。,后方回声增强,后方回声增强(enhancement of behind echo),五、声影 超声遇到高吸收或高反射系数的组织或病灶，由于其声衰减大，使其后方声能量急剧下降而引起回声低弱或接近无回声的平直条状区。常发生于气体、骨骼、结石、瘢痕等,后方声影,六、

9、折射声影 超声遇到有纤维包膜的圆形病灶时，当入射角（声束与包膜之间的夹角）大于临界角时产生全反射，从而在圆形病灶的两侧侧后方显示为直线形或锐角三角形的清晰声影。常发生于胆囊底部及颈部的侧后方、圆形病灶的侧后方 。,折 射 声 影(refractive shadow),七、旁瓣伪像 声源发射的声束，轴线上有一主瓣，主瓣的周围有数对对称分布的旁瓣，主瓣声轴与旁瓣声轴之间形成大小不同的角度，最靠近主瓣的旁瓣名为第一旁瓣（夹角约10-15度），其能量为主瓣的15-21% 。主瓣成像时旁瓣亦同时成像，只是强度弱并重叠在主瓣图像上，形成各种微弱的虚像。常发生在子宫、胆囊、横膈等处，形成膀胱无回声区内薄纱样

10、弧形带状弱回声、胆囊无回声区内斜形细点状弱回声。,旁瓣伪像(side lobe artifact),八、部分容积效应 又名切层厚度伪像。当病灶小于超声束宽，或病灶仍有部分处于声束内，则病灶回声与周围正常组织的回声重叠，产生部分容积效应。一般为超声束同时遇到小型液性区域及其周围的实性组织，液性区域外组织的回声重叠在液性区域的声像图上，使液性区或病灶内显示增多的回声。常发生于小囊肿、细小的管腔，表现为囊肿或管腔内出现细弱回声。,部分容积效应(partial volume effect),因声束宽度太宽，把邻近靶区结构的回声一并显示在声像图上。,定义与概念 分辨力：对目标分辨的能力。包括基本分辨力和

11、图像分辨力。 聚焦：分辨力与声束的宽度有关。平面型声源所发出的声束束宽均过大，图像质量降低，必须采取声聚焦技术从声束的三个方向（声轴、长轴、短轴）进行立体聚集。,第四节、诊断超声的分辨力,短轴方向聚焦,声轴方向聚焦,长轴方向聚焦,探头,基本分辨力 纵（轴）向分辨力：声轴方向上分辨两个细小目标的能力。 侧向分辨力：垂直于声轴相当于探头长轴方向上分辨两个 细小目标的能力 。 横向（厚度）分辨力：垂直于声轴相当于探头短轴方向上分辨两个 细小目标的能力。,横向分辨力,侧向分辨力,纵向分辨力,低频超声波将多个小目标分辨不清,轴向分辨力与频率的关系,高频超声波将多个小目标分别显示,轴向分辨力与频率的关系,

12、声束宽，不同层面上的多个目标点显示在一个层面上。,横/侧向分辨力与声束的宽窄的关系,声束窄，显示多个目标点，只分辨声束方向上的目标。,第四章、超声多普勒血流成像技术,第一节、人体血流动力学特性,实际流体和理想流体 人体血流动力学研究对象主要是血液，是实际流体的一种，可压缩又有粘滞性，流动时存在能量转化。 理想流体：不可压缩，无粘滞性，流动时遵守机械能守恒,柏努力方程是理想流体作稳定流动时所遵从的基本方程。 机械能守恒定律：动能、势能、压强能之各为一常量。 p=p1-p2=1/2（v12-v22） 简化的柏努力方程：p4v22 主要用于测定狭窄口前、后两端的压力阶差，v1远小于v2， v1可忽略不计。,实际流体的流动状态 （一）层流 层流是指红血球以相当一致的方向和速度流动的正常血流