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1、超声诊断基础 Diagnositic base of Ultrasound,徐秋华XU QIUHUA上海交通大学九院临床医学院 影像学教研室 超声诊断教学组 Ultrasound Imaging Group, Teaching and Research Section of RadiologySchool of Clinical Medicine, Ninth Peoples Hospital Shanghai Jiao Tong University School of Medicine,超声诊断学：研究和应用超声的物理特性、诊断人体疾病的科学；它包括原理、仪器构造、显示方法、操作技术及对回
2、声或透声信号的分析与判断。,一、超声基础,二、超声图像诊断,三、血液血流动力学诊断,四、超声造影诊断,五、超声弹性成像诊断,超声有良好指向性和与光相似的反射、折射、衰减及多普勒效应等物理特性，将超声声束发射到体内并在组织中传播遇到介质产生。,反射和折射产生的各层组织回声给我们带来了人体内部各自的信息。 超声诊断目前主要应用反射和声阻差等原理。,声阻抗(acoustic impedance)指介质中的密度 与该介质中的声速 C 的乘积，以Z表示，是介质传播超声波能力的重要物理量。,声阻差：两种介质声阻抗的差值。只要相差0.1%，便产生反射，声阻差越大，反射越强烈；反之，反射就弱。,衰减(atte
3、nuation): 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，这一现象称为声波衰减。,吸收： 反射： 散射： 声束扩散：调节STC。,声阻抗有一定差异,正常组织 1与 正常组织 2与 病理组织有 界面,各种组织,形态 界面运动状况对超声声波的吸收程度,回声有一定的共性和某些特性,结合 解剖 生理 病理 临床医学知识,分析、总结这些不同的反射规律,对患病的部位、性质或功能障碍程度判断,主机,探头,仪器,信息处理 显示图像,发射声波 接受声波 扫查,速度分辨率 对比分辨率 空间分辨率,对两个非常靠近的物点或量值刚能加以识别的限度。,轴向分辨率 侧向分辨率 横向分辨率,20世
4、纪60年代推出 A超 20世纪80年代推出 B超 20世纪90年代推出 彩超（多普勒） 21世纪初推出功能 三维立体图像超声造影图像组织或血管的弹性成像,返回,型即 (Amplitud mode) 诊断法。是将反射以波的形式显示，为幅度调制型。声阻差大则波幅高，声阻差小则波幅低。纵坐标代表反射信号的强弱，横坐标代表反射的时间。,返回,B超 即 ( Brightness mode)诊断法。是将反射信号以回声点的形式显示，为辉度调制型。声阻差大则回声点亮，声阻差小则回声点暗，回声点随探头的移动，由于扫查连续，可以由点、线而扫描出脏器的解剖断面，是二维空间显示称二维法。,返回,彩超就是使用多普勒效应
5、：是声源与接收器在连续介质中存在着相对运动而导致反射频率发生了改变称之为频移。频移的程度与相对运动的速度成正比。距离变近则频率增加，距离变远则频率减少。,连续 脉冲 彩色,在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管腔内的血流方向、流速和湍流程度。,2vcos fdfRf0 f0 C,fd为多普勒频移；f0为入射频率；fR为反射频率；c：声波速度，v：血流速度；：声波方向与血流方向夹角。,彩色多普勒血流成像法：这是将彩色多普勒与二维超声叠加的成像方法。在二维超声切面图内，显示彩色多普勒血流图。红色代表近流，蓝色代表远流，绿色代表湍流。,返回,二、超声图像诊断,超声能显示人体软组织及其活动状
6、况，诊断疾病的范围广泛；且对人体无损伤、无痛苦、无生理干扰等危害，目前已成为诊断学领域里的主要检查方法之一。,探头频率 波长 临床 透深度(mm) 分辨率 (mm) 3.5MHz 0.428 0.856 1705 MHz 0.3 0.6 12010 MHz 0.15 0.3 40,超声诊断用的频率120兆赫(MHz),超声图像诊断,根据声像图上所示各个切面（静止或实时）形态特征进行诊断。,二维图像诊断 三维立体诊断,1. 形态、大小 2. 内部回声 3. 柔和度 4. 毗邻关系 5. 近处转移,二维图像观察脏器,1. 形态、大小 2. 内部回声 3. 柔和度 4. 毗邻关系 5. 近处转移,二
7、维图像观察脏器,1. 形态、大小 2. 内部回声 3. 柔和度 4. 毗邻关系 5. 近处转移,二维图像观察脏器,1. 形态、大小 2. 内部回声 3. 柔和度 4. 毗邻关系 5. 近处转移,二维图像观察脏器,1. 形态、大小 2. 内部回声 3. 柔和度 4. 毗邻关系 5. 近处转移,二维图像观察脏器,1. 炎症,2. 肿块,一. 炎 症,1.脏器的柔和度较差 2.内部回声分布不均匀等 3.可以形成团块型,一. 炎 症,1.脏器的柔和度较差 2.内部回声分布不均匀等 3.可以形成团块型,一. 炎 症,1.脏器的柔和度较差 2.内部回声分布不均匀等 3.可以形成团块型,返回,硬度 壁结构
8、侧后声影 内部回声 后方回声 晕征 形态 淋巴门结构 低头试验,二. 肿块,硬度 壁结构 侧后声影 内部回声 后方回声 晕征 形态 淋巴门结构 低头试验,二. 肿块,境界,硬度 壁结构 侧后声影 内部回声 后方回声 晕征 形态 淋巴门结构 低头试验,二. 肿块,硬度 壁结构 侧后声影 内部回声 后方回声 晕征 形态 淋巴门结构 低头试验,二. 肿块,硬度 壁结构 侧后声影 内部回声 后方回声 晕征 形态 淋巴门结构 低头试验,二. 肿块,硬度 壁结构 侧后声影 内部回声 后方回声 晕征 形态 淋巴门结构 低头试验,二. 肿块,硬度 壁结构 侧后声影 内部回声 后方回声 晕征 形态 淋巴门结构
9、低头试验,二. 肿块,硬度 壁结构 侧后声影 内部回声 后方回声 晕征 形态 淋巴门结构 低头试验,二. 肿块,硬度 壁结构 侧后声影 内部回声 后方回声 晕征 形态 淋巴门结构 低头试验,二. 肿块,返回,有多剖面图像、壁龛剖面、断层超声成像、容积分析、彩色成像、反转模式和玻璃体成像等功能。,三维立体诊断,三维：壁龛剖面,将相互垂直的剖面A、B 和C 的信息编辑到3D 剖面视图中。 取名为“Niche”（壁龛）。,三维：断层超声成像,将感兴趣区的立体图像按一定层间距进行切割，可以显示有3幅29幅的连续平行的二维切面图，以纵切面、横切面和冠状切面对感兴趣区进行逐层细致的观察。,三维：容积分析,
10、对肿块的“包膜或边缘结构” 描记肿块的轮廓进行容积分析。显示肿块的立体虚拟外壳，将图像围绕固定轴旋转进行观察。,三维：玻璃体成像,是一种特殊的透明显示模式，可以显示毛玻璃化的组织回声及血流信息。,三维： surface,返回,三、血液血流动力学,多普勒主要检测器官内血管腔内、器官外血管腔内和肿块血管腔内的血液流速和性状，将测得血流信号以彩色显示称为彩色多普勒，以频谱显示称为脉冲多普勒。,血流性质,理想恒流变速血流,在钢性平直管道中， 固定压力， 流量和方向保持固定不变。,血流性质,理想恒流变速血流,血流性质,理想恒流变速血流,连续性 搏动性 波动性 间歇性,多普勒调节和测量,取样线 取样门 角
11、度校正线,1. 脉冲多普勒,2. 彩色多普勒,频谱形态 频移的宽窄 声窗的有无,频谱特点,单峰 双峰 三峰,频谱特点,收缩期峰值流速 平均血流速度 舒张期末血流速度 阻力指数 搏动指数 能说明,返回,血流信号形态数量颜色亮度,彩色多普勒,火焰状 树枝状 条状 短棍状 点状,血流信号形态数量颜色亮度,少量 一般 丰富,返回,彩色多普勒,四. 超声造影诊断,在人为条件下，在造影剂内加入与血液截然不同的声阻抗值介质，使血流内出现明显不同的界面，在声像图上显示呈强回声点闪烁，这就是声学造影成像的基本原理。,超声造影技术（ Contrast Enhance Ultrasound）作为一种全新的检查技术，
12、包括超声造影剂 ( Ultrasound Contrast Agent，UCA) 和超声造影成像技术。,由于被探测血管流速很低或探测部位很深、仪器敏感性等诸多因素而无法获得血流信号时，可以借助造影剂。利用新型超声造影剂的微泡，增强靶向源和背向散射信号，也就等于增加了超声信号的强度。,临床应用价值,作用：,增加微小血管生理性信号，提高对低速血流的检出率。 增加对病理性血管的检出率。,诊断依据：观察灌注血管床的充盈和廓清时间随病变性质不同而存在差异。,分析涎腺的疾病,腮腺肿块的内部以接近无回声区。造影信号的填入模式：首先是肿瘤的周边部显示造影信号，随后快速或缓慢向中心区充盈集中至峰值，随后信号强度
13、持续一段时间逐渐减弱。造影信号呈强回声点，以闪烁方式显示，大部分时间是以散在分布。,填入时间为3-29秒，平均（14.05秒7.04）秒， 增强时间为2-45秒，平均（15.23秒12.27）秒， 峰值时间为8-45秒，平均（29.41秒10.37）秒， 持续时间为34-150秒，平均（95.56秒36.91）秒。,造影剂信号填入不足病灶三分之一约占1/3，信号在三分之一至三分之二间约占1/3 ，信号超过三分之二约占1/3 。,实时超声造影在鉴别口腔疾病中价值特别重大，有关的临床应用已经相当成熟，其总体效果和CT增强和MRI增强基本相同。,作者认为应该研制靶向型及携带型造影剂，在造影剂微泡表面
14、装上针对某种肿瘤的特异的单克隆抗体，可以针对性极强的与肿瘤细胞发生粘附聚合，在超声波的照射下发生声学改变而成像，达到诊断的目的。由于微泡是一个空泡，其内可填充及携带不同的药物，基因等物质，微泡的壳又起到极好的隔绝作用，微泡在导向到达特定的区域后，经一定量的超声波照射后，其内携带的物质释放，可以进行局部高浓度化疗、溶栓、栓塞、基因等化学及生物制剂的治疗。,返回,五、超声弹性成像诊断,当软组织发生炎症或肿块时，其质地或弹性已经有了一些改变。传统方法是医师依靠其手的触诊或叩诊来感知这种组织的质地或弹性。,受操作者的主观和客观的因素影响；只能触及表浅组织，对小于1cm的病变也不易触及； 对腹腔内组织或
15、较深层组织的触诊效果欠佳；触诊或叩诊没有一个量化指标。,传统的超声成像通过探头挤压组织来观察组织的压缩程度进行判断其硬度是有一定的效果，并得到超声医师的认可，但是也没有一个量化指标。,目前研制出超声弹性成像( elastography )技术，使用在体外测定组织机械特性的超声检查方法，它通过采集组织压迫前后的射频信号，利用多种算法对信号进行分析，得到组织内部的应变分布，增加了常规超声成像模式的观察方法。,当选用弹性成像模式， 在双幅图像的中间上方有一竖形代表压力与压放频率的综合指数指标的7级色标，初始时色标颜色设置为最下一级为红色，其上方6级为蓝色。当探头施压时，根据施压力量的轻重，在色标上以最下一级呈绿色逐渐移至第二级、第三级直至第七级，当7级色标都呈绿色时说明弹性成像的加压达到最佳，此时可以观看弹性图像的特点。,测量病灶与周围组织的应变率比值（Strain/Ratio SR）,具体方法：首先选取病灶区域，再选取病灶周围相对正常组织作为对照。 S/R25 或3.0 ROC曲线确定的弹性应变率，临界值是3.08 或3.3 AUC计算曲线下面积 Logistic通过比较各因素的似然值（OR）,
