超声诊断学与临床.ppt

1、超声诊断学与临床,超声科： 王金萍,超声诊断定义,利用超声波的物理特性来探查人体组织器官以获取组织器官的大小形态、内部结构、吡邻关系及部分器官的生理功能等信息来诊断疾病的一门学科。它吸取了当今电子学和生物工程学的最新成就，以人体解剖学、生理病理学为基础，可获取活体组织器官的断面解剖图来观察组织器官的病理形态学改变，并与临床密切结合来诊断疾病。它与X线、CT、MRI等组成了现代影像诊断技术。,一 声波的定义(definition),振源：声带、鼓面 媒介：空气、人体组织 接收器：鼓膜、换能器 分类：纵波、横波,物体的机械性振动在媒介中传播,且引起人耳感觉的波动为声波，声波的频率范围为：20200

2、00Hz；凡振动的频率20000Hz、人耳不能分辨的的声波就叫超声波。在媒介中以纵波的形式传导。,第1节 超声的物理基础,频率(frequency),定义：每秒钟振动的次数为频率(f),单位为Hz。 频率越高分辨率越好，穿透率越差，临床可根据不同的需要配置不同频率的探头。,20Hz：次声波 2020000Hz：可闻波 20000Hz：超声波 医用常为：210MHz 高频探头：40 100MHz,返回,第1节 超声的物理基础,声速(sound velocity),定义：指声波在传播媒介中每秒运行的距离，用c表示。,相同频率的超声波在不同的介质中声速有所差别，人体软组织中速度总体差异约5。人体组织

3、据声波传播速度可分类：软组织约1541m/s；气体约350m/s；骨骼：约3852m/s；医用以软组织的平均声速。,t组织厚度= 2 可通过声速测量软组织的厚度,第1节 超声的物理基础,波长(wavelength),定义：声波在完成一次完全振动所传播的距离为波长，以表示。,超声在同一介质中传播时，由于声速已确定不变，频率与波长间的关系为：频率愈高则波长愈短；频率愈低则波长愈长，两者间呈反比。,第1节 超声的物理基础,二 超声诊断物理基础,1. 超声波虽属声波的范畴，但在某些方面它具有与光波相类似的物理特性，下面就与临床诊断有关的主要物理特性作一介绍。 超声波的主要特性 方向性、反射与折射、绕射

4、、散射 衰减、多普勒效应、惠更斯原理,返回,结束,第1节 超声的物理基础,1、方向性,由于超声波的频率极高、波长很短，因而在传导时能定向成束传导，具有很好的方向性。称为超声束。多条超声束可组成平面，能象无形的刀对人体进行任意角度的“切割”。超声波虽然具有束射性，但随着传播距离的增加，声束也稍向四周扩散。超声波的频率越高，方向性越好。在超声诊断中正是根据超声波的方向性来探查声束透射方向上的组织或器官的疾病。,返回,第1节 超声的物理基础,声阻抗(acoustic impedance),定义：介质对声波传播的阻碍作用叫声阻抗，它等于介质中的密度与该介质中的声速C的乘积，以Z表示。,意义：反映了介质

5、的密度与弹性。是介质传播超声波能力的重要物理量。,Z=c 单位为Kgm2s,第1节 超声的物理基础,2、反射与折射,超声波在传播过程中遇到两种不同介质构成的界面时，由于前后两种介质的声阻不同部分声束会折返回来，产生反射。而部分声束可穿过界面继续向前传播，移为透射，透射的角度发生改变时则为折射。而透射过去的声波到达另界面时，又会产生反射，依次类推，这样反射回来的声波带回了各层组织的信息。,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,下页,第1节 超声的物理基础,反射(reflection),两种介质的声阻抗只要相差0.1%,便产生反射,声阻差越大,反射越

6、强烈，透射愈弱；声阻差越小则反之。反射时遵循反射定量。,RI与界面两边介质的声阻抗Z1和Z2的关系公式如左：,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差及超声波的入射角。,当Z1Z2时，p0 ，无反射均质性物体 当Z1Z2，有反射不均质性物体 如Z1Z2或Z1Z2时，全反射气体 利用反射，提取信息，进行诊断 皮肤与空气声阻差大，用耦合剂 不适肺、肠、骨等组织器官检查,第1节 超声的物理基础,折射(refraction),当声波从一种小声速介质向大声速固体介质入射时，声波经过这两种介质的分界面后出现折射波，而且其折射角大于入射角，反之亦然。 使折射角为90时的入射角称为临界角，当入

7、射角超过临界角时，相应的折射波消失，出现全反射。 作超声检查时，需尽可能将声束垂直于界面，否则将会引起：,侧方声影误诊； 错位影响穿刺； 全反射无法检查。,返回,第1节 超声的物理基础,绕射(diffraction),定义：当障碍物的直径等于或小于2，超声波将绕过该障碍物 而继续前进，反射很少，这种现象称为衍射。,超声波波长越短，能发现障碍物越小。这种发现最小障碍物的能力，称为显现力。,返回,第1节 超声的物理基础,散射(scattering),定义：超声波在传播中遇到粗糙面或极小的障碍物(或一组小障碍物形式)时，则声波将使其成为新的声源，使得声波能量向四面八方发射，这种现 象称为声波的散射。

8、,等频同相散射波迭加后能量加强，等频反相迭加后能量减弱。 红细胞是一种散射体，声束内红细胞数量越多，背向散射强度就越大。 血流中的红细胞是多普勒超声检测血流的基础。 各种软组织从微观的角度看都非均匀组织，均可产生超声波的散射。,返回,第1节 超声的物理基础,3、吸收、衰减(attenuation),定义：当声波在弹性介质中传播时,因介质本身的粘滞性、导热性等多种因素使声能不可逆地转变成其他形式的能，使声能减少，这种现象称为吸收。 声波随传播距离增加而减少的现象称超声波的衰减,人体组织中衰减程度的一般规律为： 骨(或者钙化)肌腱(或软骨)肝脏脂肪血液尿液(或胆汁) 组织中含胶原蛋白和钙质越多，声

9、衰减越大。,为了使深部回声信息清晰，在诊断中要使用STC或TGC调节，补偿声能的衰减。,下页,第1节 超声的物理基础,衰减(attenuation),为了使深部回声信息清晰，在诊断中要使用STC或TGC调节，补偿声能的衰减。,影响因素： 吸收：组织特性使声能转换 反射：反射使得能量减弱 散射：散射使得能量减弱 频率：衰减与频率呈正比 传播距离：距离越远衰减越明显 声束扩散：单位面积内的能量减少,返回,第1节 超声的物理基础,4、多普勒效应(Doppler effect),定义:当声源与被探测物体之间存在相对运动时，则反射的频率不同于发射的频率，这种现象称为多普勒效应。界面向声源移近时，反射频率

10、增高，界面远离声源者反射频率即减低，反射频率与发射频率的差值叫频移。频移绝对值的大小与相对运动的速度成正比，频移值的正负决定了运动的方向，由频移值的变化则可了解到界面的活动情况。,第1节 超声的物理基础,多普勒效应(Doppler effect),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。,第1节 超声的物理基础,正常人体组织和器官是一个复杂的介质，由于各种组织的声学特性不同，其声阻差也不一样，当组织、器官发生病变时可使组织失去应有的反射规律，但按其声学特性不外可归纳为以下四种，即无反射型、少反射型、多反射型、全反射型。,三 人体

11、组织的声学类型,第1节 超声的物理基础,无反射型（无回声echoless ）：,液体为人体最均质的介质，超声波通过时无声阻差，显示呈液性暗区回声，如血液、胆汁、尿液，羊水，病理状态下的胸水、腹水、卵巢囊肿等。,第1节 超声的物理基础,少反射型（低回声Low level echo ）：,实质性器官虽较均匀，但与其纤维支架组织间的声阻略有不同，超声波通过时出现稀疏的微小光点回声， 随着灵敏度增大，回声数量相应增多，如肝、脾、子宫等。,第1节 超声的物理基础,多反射型（强回声High leveI echo ）：,结构复杂的组织器官或脏器发生病变时失去它原有的声学特性，表现为多反射，如乳房、葡萄胎、肝

12、癌、畸胎瘤畸等。,第1节 超声的物理基础,全反射型（强回声High leveI echo ）：,软组织与气体或骨骼之间构成大道界面出现全发射，表现为极强回声，其后方无法显示。,第1节 超声的物理基础,超声诊断分类的方法很多，常用的是按其 显示方式进行分类，分A型超声诊断法、B型超 声诊断法、M型超声诊断法、D型超声诊断法， 不同的显示方法有其不同的诊断作用。,四 超声诊断的类型,属幅度调制型，以探头接收到的超声脉冲信号的幅度为纵坐标，而以超声脉冲的传播时间为横坐标的一种显示方式。已淘汰。 型超声适用于简单解剖结构的检查、线度测量，如脑中线检查、眼科检查。,1、A型超声诊断法（Amplitude

13、）,属辉度调制型 ，即以不同的辉 度来表示反射信号的强弱，它 由不同辉度的点组成二维切面。 同相应部位的断面解剖图，直 观、准确。,2、B型超声诊断法(Brightness),属辉度调制型 ，它是B型超声的一种，是在水平偏转板上加入一队慢扫描锯齿波，使声束上各点随时间扫描成时间运动轨迹曲线。横坐标代表扫描时间，纵坐标代表纵深距离。,3、M型超声诊断法 (Motion),返回,4、D型超声诊断法（Doppler）,即多普勒超声频移显示法。此法应用多普勒 原理，将探头与运动的反射体之间所产生的频 移值检出，利用不同类型的多普勒超声仪，获 得多普勒信号音、多普勒频谱图、多普勒彩色 血流图等供分析，对

14、疾病做出诊断,彩色多普勒血流显像,人体和血流的反射信号经分析处理后，可在显示屏上显现黑白的实时二维声像图上叠加彩色的实时血流显像形象、直观。,彩色多普勒系将多普勒频移信号以彩色编码的形式叠加在二维图像上，色彩代表了血流的方向、速度及性质，即血流的方向用红蓝来表示，红色表示血流迎向探头，蓝色表示血流背离探头，强弱以色彩的明亮来表示表示，色彩明亮处血流速度快，色彩暗淡处血流速度慢。血流的性质：层流色彩单一，湍流五色镶嵌的血流束。,频谱多普勒,频谱多普勒将多普勒频移信号的强弱以纵坐标的幅度来表示，频移的正负以信号波在基线的上下来表示，横坐标表示传播时间，其本质是一维的图象，这种显示可得到频移时间、速

15、度大小、频移方向、信号振幅和频率范围信息。,注意,1、现今一台彩超仪包含了以上几种显示方法（A 型除外），而不是一种检查方法一台仪器。 2、任何一台超声仪B型超声是基础，根据不同的 需要选择不同的显示方式。 3、彩超不是彩色电视机，只在需要了解血流信 息打开彩色多普勒功能键时才呈现彩色。,五 超声诊断的优势,1、能够提供高清晰的实时动态图像，直观性强。它既能显示内脏器官的断面解剖结构图，又能反映心脏和血管系统、消化系统、泌尿系统及宫内胎儿等的许多重要生理功能。,五 超声诊断的优势,2、彩色多普勒的问世作为超声发展史的一个里程碑，被誉为“无 创性心血管造影技术”，对心血管疾病的诊断起了重要作用。

16、,五 超声诊断的优势,3、介入性超声诊断及超声治疗已取得了可喜的成绩，微 创、安全。,五 超声诊断的优势,4、超声检查无损伤、无痛苦，属无创性检查方法，患者易 接受。 5、超声检查可通过不同的途径如：经腹壁、经体腔、手术 中探查等，因而进一步拓宽了临床应用范围。 6、操作简便，准确，价格低廉。,六 超声诊断的不足,1、图像分辨率某些部位不如CT、MR。 2、超声穿透力差，易受气体、肥胖等因素影响。 3、操作手法技巧及识别图像的能力，个体差异较大。 4、临床医师不易独立阅读超声图片。,七 彩超仪与黑白超的区别,主要区别有： 1、彩超具有B超仪上所有的功能。 2、彩超仪具备B超所不具备的D型超声诊

17、断法，可以 通过多普勒原理了解心脏及各部位血管的血流动 力学状况,以及实质性器官及肿瘤的血流灌注情况。 3、彩超仪比黑白超具有更高的分辨率及穿透力。 4、彩超仪具有丰富的应用及测量软件,超声图像反映人体某一断层的图像，每一断层的图像均有相应的空间位置，目前国内通用的标准有：,九 超声图像方位的标准,(一)横断面(transverse plane) (二)纵断面(sagittal plane) (三)冠状面(coronal plane),返回,(1)横断面(transverse plane),图像左侧示被检查者右侧，图像右侧示被检查者左侧,返回,第1节 超声的物理基础,(2)纵断面(sagitt

18、al plane),图像左侧示被检查者头侧，图像右侧示被检查者足侧,返回,第1节 超声的物理基础,(3)冠状面(coronal plane),返回,第1节 超声的物理基础,十 怎样阅读超声图片,先看病人的体位,怎样阅读超声图片,再看探头所在体表位置及方位,怎样阅读超声图片,最后看画面,超声申请单的填写,填写申请单基本内容； 明确检查的部位； 提供与申请部位相关的病史及检查的目的； 检查的方式：B超、彩超；,超声成像的新技术,1、三维超声成像的临床应用 2、介入性超声的临床应用 3、导管超声的临床应用 4、术中超声的临床应用 5、超声造影剂的新进展,1、三维超声,?,三维超声成像技术是利用电子计

19、算机将一系列一定规律采集的二维图像信息重建，从而构成三维图像，能提供更加丰富的三维空间信息，以弥补二维超声成像的不足。,表面成像,透明成像,彩色成像,三维超声的成像方式及应用,三维表面成像 ：显示胎儿面部丰富表情,2、介入性超声,介入性超声，系指在超声引导下完成的诊断和治疗操作，为进一步满足临床更高的需要而发展起来的一门新技术。它的主要特点是在实时超声切面显像的监视或引导下，直接经皮穿刺把穿刺针或导管准确地置入病变、囊腔或管道结构中，以达到诊断或治疗的目的。,返回,离体标本热场示意图,实体热场治疗实时显示图,2020/9/2,53,细胞学或组织学检查 体腔内液体穿刺抽吸常规生化检查 穿刺造影检

20、查 超声导向下穿刺引流 肝、肾囊肿硬化治疗 肝癌内注药或导入器械治疗,介入性超声的临床应用,3、腔内超声,为了减少气体、声衰减等因素的影响，几乎在超声医学发展的开始，就已尝试将超声探头直接放在体腔内进行探测，利用高频高分辨率的探头可以明显提高图像的分辨率。腔内超声就是近年来发展起来的一种新技术。目前腔内探头的频率可以做到40MHZ，分辨率可以达到0.1mm。,2020/9/2,55,1、血管内超声 2、泌尿道超声 3、胃肠道超声 4、支气管树超声 5、阴道超声 6、直肠超声,腔内超声的临床应用,4、术中超声,术中超声指在开腹状态下术者将灭菌探头直接置于人体脏器或病变部位表面进行超声检查的技术。60年代初，这一技术首次用于临床胆道和肾结石的定位诊断获得成功。80年代后，因实时灰阶超声和高频、微小手持式超声探头的发展，使术中超声既可以为医生提供高度清晰的超声图像，术者又可以灵巧地