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1、超声诊断学 广东省中医院B超室石小红 超声医学 ultrasonicmedicine 超声医学 ultrasonicmedicine 是利用超声波的物理特性与人体器官 组织的声学特性相互作用后得到诊断或治疗效果的一门学科 纵波与横波示意图 二 超声波三个主要物理量 波长 频率 f 声速 c 声速 超声在介质中的传导速度 也可说超声在人体中传导的穿透力 与频率及波长有一定关系 c f 频率越高 波长越短 穿透力越差 但分辨力越高 适合于浅表器官的探查 频率越低 波长越长 分辨力越低 但穿透力越好 适合于心脏等深部脏器的探查 根据公式 c f 1 方向性 束射性 2 反射 折射3 衍射 散射4 吸
2、收衰减特性5 多普勒 Doppler 效应 三 超声波的物理特性 1 方向性 束射性 是超声对人体定向探测的基础 频率越高 方向性越好 超声在介质中传播时 由于不同介质的声阻抗不同 界面大小不一 可发生反射 折射与衍射 散射 回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差决定 人体软组织声阻抗差异很小 只要有1 的声阻抗差 便可产生反射 声阻抗 z 指阻挡声波在介质中传播的力 公式 z c c 声速 介质的密度可见声速越快 介质密度越高 声阻抗越大 回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差决定 声阻抗相差甚大的两种组织 即介质 medium 相邻构成的界面 反射率甚大 几乎可把超声的能量全部反射回来 不
3、再向深部透射 例如骨骼 软组织界面 可阻挡超声向深层穿透 反之 声阻抗相差较小的两种介质相邻构成的界面 反射率较小 超声在界面上一小部分被反射 大部分透射到人体的深层 并在每一层界面上随该界面的反射率大小 有不同能量的超声反射回来 供仪器接收 显示 均匀的介质中不存在界面 没有超声反射 仪器接收不到该处的回声 例如胆汁和尿液中就没有回声 声像图上出现无回声的区域 是液性区域 2 反射 折射 超声遇到大界面时产生反射和折射 声阻抗差越大 反射就越强 折射就越小 反之 声阻抗差越小 折射就越强 反射就越小 声波垂直入射和斜入射时反射和折射 3 衍射和散射 超声遇到小界面时 发生衍射和散射 人体中的
4、散射源是血液中的红细胞和脏器内部的细微结构 衍射和散射示意图 4 吸收衰减特性 超声波在介质内的传播过程中 随着传播距离的增大 声波的能量逐渐减少 这一现象称为超声波衰减 声波衰减与介质对声波的吸收 散射以及声束扩散等原因有关 其中吸收是衰减的主要因素 5 多普勒 Doppler 效应 声源发射超声的频率固定 如遇到与声源作相对运动的界面 造成反射频率不同于发射频率 多谱勒频移 发射频率与反射频率之差 相对运动的速度愈高 则收到的声波频率改变愈大fd f0vcos cv fdc f0cos 医学上利用这种超声多普勒效应 来测定人体器官的运动状态 如心脏 血管和胎心等的活动 二 超声诊断原理 超
5、声诊断仪组成 1 主机2 换能器 探头 发出超声和接收超声回波 超声的发生通过逆压效应发生声能由主机示波屏处理放大换能器人体产生图像 探头 组织利用正压电效应接收超声转为电能 超声诊断仪基本原理 声像图的阅读 纵切面 下 上 前 后 声像图的阅读 横切面 右 左 前 后 第二节人体组织的声学分型 按其声学特性可归纳为以下几种类型 无反射型 无回声型 少反射型 低回声型 多反射型 强回声 全反射型 含气型 无回声 Echoless 液体内部十分均质 其声阻抗无差别 没有反射界面形成 正常状态下呈现无回声表现的有胆汁 尿液等 病理情况下呈现无回声表现的有鞘膜 胸腔 腹腔积液及各个脏器的囊性病变 液
6、化性病变等 低回声 Low echo 在超声介质比较均匀 其的声阻抗差别较小 仅有少数反射界面 在正常灵敏度时表现为低回声状态 如正常肾实质 肝脏 脾脏及透明细胞癌及玻璃样变性的病理组织等 高回声 High echo 组织器官纤维化 脂肪变性等可表现为弥漫性点状回声 脏器内部有新生物形成时可表现为高回声结节或团块 导致回声增强的原因系病理组织较正常组织结构致密 声阻抗增加 反射界面增多所致 强回声 Strong echo 正常人体骨路 各种病理性结石 钙化灶等 与周围组织声阻抗相差悬殊 造成强烈的反射 表现为强回声团 强回声带等 肺及充气状态下的胃肠 在声像图上表现为多次反射之强回声带 人体不
7、同组织回声强度顺序 肾中央区 肾窦 胰腺 肝 脾实质 肾皮质 肾髓质 肾锥体 血液 胆汁和尿液 正常肺 胸膜 肺 软组织 骨骼界面的回声最强 软骨回声很低 甚至接近于无回声 病理组织中 结石 钙化最强 纤维化 纤维平滑肌脂肪瘤次之 典型的淋巴瘤回声最低 甚至接近无回声 第三节获得最佳超声信息的基本条件 1 被检测的组织结构声阻抗的差异 2 欲探得较小的界面 则需要使用波长较短 也就是频率较高的换能器 参照6 3 除了多普勒检查外 超声的入射波必须尽量与被检测的界面垂直 才能使反射波最大限度地回到换能器 接收到最强的回声讯号 从而获得最佳的超声信息 参照13 第四节超声诊断仪分类 一 A型诊断法
8、 一维 A超二 B型诊断法 二维显象 B超三 M型诊断法 一维 四 D型诊断法 Doppler 1 频谱多普勒 一维 2 多普勒彩色血流显象 A型 A mode 这是一种幅度调制 amplitudemodulation 超声诊断仪 把接收到的回声以波的振幅显示 振幅的高低代表回声的强弱 以波型形式出现 B型 B mode 这是辉度调制型 brightnessmodulation 超声诊断仪 把接收到的回声 以光点显示 光点的灰度等级代表回声的强弱 M型超声诊断仪是B型的一种变化 介于A型和B型之间 得到的是一维信息 在辉度调制的基础上 加上一个慢扫描电路 使辉度调制的一维回声信号 得到时间上的
9、展开 形成曲线 用以观察心脏瓣膜活动等 三 M型 M mode 左室水平M型图像 在二维图像上某点取样 获得多普勒频谱加以分析 获得血流动力学的信息 对心血管的诊断极为有用 所用探头与B型合用 包括 脉冲多普勒 pulsedwaveDoppler PW 连续多普勒 continuouswaveDoppler CW 彩色多普勒血流显像 colorDopplerflowimaging CDFI 四 D型 Dopplermode 脉冲多普勒 连续多普勒示意图 频谱多普勒仪正负频移的显示 彩色多普勒血流以彩色的颜色代表血流方向 以彩色的明亮度代表血流速度 第五节超声诊断的临床应用 一 超声检查的主要用
10、途 优点 1 检查实质性脏器的 大小 径线值 形态特征边界 边缘的光滑 清晰程度脏器内部回声 内部支持结构和管道结构 如 血管等 内部光点密度 粗细 亮度 分布等 2 检测某些囊性器官 如胆囊 膀胱等 的形态 走向及功能状态 3 检查心脏 大血管和外周血管的结构 功能及血液动力学状态 包括对先天性和后天性心脏病 血管畸形及闭塞性血管病等的诊断 4 检测脏器内各种局灶性病变的物理特性 鉴别局灶病变是实性 囊性 还是混合性 部分还可鉴别良 恶性 5 检测积液的存在与否 以及对积液量的多少作出估计 如胸腔 腹腔 心包 胆囊 肾盂积液或脓肿等 6 对各种病变治疗进行动态随访观察 如 急性胰腺炎 甲状腺
11、肿块等 7 介入性超声的应用 如引导穿刺 活检 导管插入等 肝 肾穿刺活检 二 超声检查的局限性 缺点 1 超声穿透性差超声遇到骨骼 结石 钙化等密度大的介质时 声阻抗大 超声被完全反射回去 其深层因无声能而呈无回声平直条状区 叫声影 acousticshadow 对含气器官如肺 肠道 因声阻抗差大而反射率几乎等于100 所以超声怕气体 怕骨骼 难达其深层 对肥胖 肺气肿 腹胀等条件困难的患者 影响二维图像质量 2 由于超声本身的一些复杂物理效应 如旁瓣效应 侧后折射声影 侧壁失落效应 镜像效应 混响效应 折射重影效应等 常在超声图像中伴生 造成图像伪差 若超声诊断医生经验不足 可导致错误分析
12、 诊断 3 仪器的优劣对超声的分辨率也有影响 经体腔和经体表探头相比 经体腔探头探头频率高 分辨率高 排除肺内气体或肠腔内气体的干扰 图像清晰度高 如子宫内膜病变用阴道探头 前列腺病变用直肠探头 均比经腹壁的探头分辨率高 心脏病变用食道探头比经胸壁探头分辨率高 三 发展趋势 1 三维 四维超声静态二维图像计算机重建静态三维 立体 图像动态三维 四维图像 FETALFACE 3D FETALFACE 将超声造影剂经末梢静脉注入 在超声检测时 超声造影剂产生去强烈的反射 散射 回声 可用于识别心内解剖结构 肿瘤的血流灌注情况等 并用于疾病诊断 2超声造影 右前叶见圆形强回声 边缘清晰 病灶周边见强回声光带 病灶内呈筛网状改变 造影后血管瘤能量再加上谐波显示 肝血管瘤周围可见血管分布 注射造影剂后血管瘤内可见血流显像 运用心导管技术 以安装在心导管顶端的微型超声探头对血管进行超声成像 属有创性超声技术或介入性超声技术 3血管内超声成像 用心导管技术 把心导管探头插入右心内 对心内结构成像 4心内超声成像 a 细胞学检查 组织学活检 引流 b 注人药物治疗 注人酒精 药物 c 微波 激光 射频 冷冻 高温等消融治疗 d 乳腺肿瘤微创手术治疗 5超声引导下介入性超声 SEEYOULATER
