超声诊断学 第一章 超声诊断的成像原理与运用 第一节第一节 超声成像的物理根底超声成像的物理根底n n 超声拨是指波震动频率每秒超越超声拨是指波震动频率每秒超越2 2万赫兹万赫兹(Hz),(Hz),即超越人耳听觉频率的一种声波即超越人耳听觉频率的一种声波. .医学常用的诊断性超声波频率医学常用的诊断性超声波频率范围普通在范围普通在2-302-30兆赫兆赫(MHz).(MHz). n n 超声成像(ultrasonography,USG)就是利用超声波的物理特性与人体组织器官的声学特性相作用而产生的信息,经放大和处置后构成图象和曲线,用来探测人体病变的部位,性质和范围的一种检查方法. 一一,声波的周期声波的周期,频率频率,波长与声波长与声速速n n 超声波在介质中一次全振动超声波在介质中一次全振动, ,也就是质点在平衡位置往返摆动一次所需的也就是质点在平衡位置往返摆动一次所需的时间为超声波的周期时间为超声波的周期(T).(T).在在1 1秒时间内完成全振动的次数为频率秒时间内完成全振动的次数为频率(f),(f),频率单位频率单位为为Hz(Hz(赫兹赫兹), ),既每秒振动既每秒振动1 1次次. .频率与周期的关系互为倒数频率与周期的关系互为倒数, ,既既f=1/T.f=1/T. n n 声波在介质中每秒传播的间隔为声波的传播速度,简称声速(c),单位为米/秒(m/s)或厘米/秒(cm/s).超声的声速大小与介质的密度及弹性有亲密关系. n n 在人体内影响声速的主要要素是组织密度.密度较大的组织,声速也较快,例如人体软组织声速平均为1540m/s,而骨与软骨约为4500m/s. n n 一个振动周期内超声波动摇传播的间隔称为波长(λ).波长(λ),声速(c)与频率(f)关系可以以下表达λ=c/f,频率越高那么波长越短,反之亦然. 二二,超声波的束射性超声波的束射性,声阻抗与声衰声阻抗与声衰减减n n 由于超声波频率很高,波长很短,故在介质中呈直线传播,具有良好的束射性或称指向性.但超声声束在远场区有一定的分散,在声场的两侧边缘构成分散角.超声成像中多运用聚焦式声束,以提高成像质量.n n n n 声阻抗(Z)是介质密度(g/cm3)与声速(cm/s)的乘积,表达式为声阻抗(Z)=密度(p) ＊声速(c).超声检查时回声程度的强弱取决于构成界面的各种组织之间声阻抗值的大小,差值越大,回声程度越强,否那么相反. n n声衰减是指超声在介质中传播时声能随着传播间隔而减弱的景象.声衰减的缘由有三:n n一是由于介质的粘滞性,导热性和弛豫性使声能吸收耗损;n n二是超声束在远场因分散角而导致能量分散;n n三是超声在声阻抗不同的介质分界面上产生反射和折射. n n 超声衰减的程度在生物组织中主要与组织中蛋白质和水的含量有关,在蛋白质中又以胶原蛋白的吸收最为显著,而水的吸收系数最小.对于同一种组织,其超声衰减那么随频率的增高而增大. 三三,超声波的反射超声波的反射,折射折射,透射与散射透射与散射n n 超声波在介质中传播入射至声阻抗不同的两种介质的界面上时,假设介质面的线度大于声束波长,便产生反射(声束与界面垂直时)或折射(声束与界面不垂直时). n n 超声波假设透过下一介质界面向深层传播称为透射.如遇到界面远小于波长的微小粒子并相互作用后,大部分超声能量继续向前传播,小部分能量激发微粒振动,构成新的点状声源以球面波方式发射,称为散射. n n 人体内的散射源主要是血液中的红细胞和脏器官内的微细构造.超声检查就是利用这些细胞和构造产生的反射和散射,对人体各组织的信息进展诊断分析 四四四四, ,超声波的分辨力超声波的分辨力超声波的分辨力超声波的分辨力, ,透射性与波长透射性与波长透射性与波长透射性与波长, ,频率的关系频率的关系频率的关系频率的关系n n 超声波可以区分两个相邻界面之间最短间隔的才干称为分辨力,亦既超声波所能探测物体的最小直径.超声波的分辨力,透射性均与超声频率有关,频率越高,波长越短,分辨力越强,透射性越弱;反之那么频率低,波长长,分辨力低,透射性强. n n 因此检测表浅脏器如甲状腺,乳腺,眼球等,多采用10兆赫以上的高频探头,以提高其分辨力;而对心脏,腹部等深部脏器,那么采用2.5-3.5兆赫的低频探头,以添加其穿透性. 五五,超声多普勒效应超声多普勒效应n n 等声源和介质发生相对运动时,介质接遭到的频率与声源的固有频率之间会产生一定差别(频移),这种景象称为多普勒效应(Doppler effect). n n 假设面朝向探头运动,频率升高;假设界面背叛探头运动,那么频率减低;界面活动越快,频移数值越大.心壁,血管壁,瓣膜等的运动和血液(主要是红细胞)流动均可引起多普勒效应n n n n 声阻抗特性,声衰减特性和多普勒特性是超声成像的最根本的物理特性. 六六,人体组织的声学特征人体组织的声学特征n n 体内各种组织构造复杂,声学特性有很大差别.如胆汁,胸腹水,尿液等均质物体,超声对其不产生界面反射,故表现为无回声暗区(无反射型). n n肝,脾等本质性组织因密度不一,B型超声表现为低-中等强度的均匀细颗粒光点回声,为低-中等回声区(少反射型).心瓣膜,血管壁,结石等与其周围组织构成明显界面,多构成高回声区(多反射型). n n 肺,胃,肠道等含气组织器官,由于软组织与空气间构成的界面声阻差太大,声波几乎全部反射,而界面后的组织无法显示,为强回声区(全反射型),因此肺,胃,肠等组织的超声检查遭到限制.钙化或含气多那么呈极强回声并伴后方声影. n n 由成像系统或其他缘由呵斥的图象畸形或相对真实解剖构造的差别称之伪像,主要有三种景象:n n①混响:超声垂直入射声阻抗差大的平整界面时,在界面与探头之间多次反射构成(如膀胱,胆囊等浅表部位脏器内出现与第一次回声类同的条状回声). n n ②旁瓣伪像::遇到强反射界面时,产生重影或虚影. n n ③声影:遇到强反射界面或声衰减很大的组织时,其后方出现超声不能到达的暗区(如结石后方的黑影). 七七,超声诊断仪的任务原理超声诊断仪的任务原理n n 超声仪器设备类型颇多,最常用的有脉冲回声式和频移回声式两大类型.脉冲回声式超声仪包括幅度调制型超声仪(A型超声仪),辉度调制型超声仪(B型超声仪)以及回声辉度调制型超声仪(M型超声仪). n n 频移回声式仪包括频移示波型超声仪(脉冲波式和延续式多普勒)和彩色编码频移回声式超声仪(彩色多普勒血流显像,CDFI).各种超声仪的根本任务原理大致一样,县以脉冲回声式超声诊断仪为例做简要引见. n n超声诊断仪主要由换能器(探头)和主机两部分构成.超声波的发生与接受均由换能器来完成.当进展超声检查时,主机供应一定频率的交流电讯号作用于换能器,换能器中压电晶体发生震动产生超声波. n n 超声波在体内传播过程中,各种组织的声学界面产生不同的反射波,其中部分可前往换能器,再由换能器将声能转换成电能,并由主机接受放大并以声像图方式显示于荧光屏上. 第二节第二节 超声成像的检查方法超声成像的检查方法 1.A型诊断法 A型超声仪以波幅高低表示界面反射信号的强弱,为辐度调制型.用于丈量界面的间隔,脏器径线以及病变的物理特性等.因定位型均欠准确,目前临床已较少采用. n n 2.B型诊断法n n 以辉度光点明暗表示界面反射信号的强弱.反射强那么光点亮,反射弱那么光点暗,如无反射那么表现为暗区,为辉度调制型.采用多声束延续扫描,可将不同强度光点方式组合成平面断层二维图象,故又称二维切面声像图. n n 当扫描速度超越24帧/秒时,便显示出脏器活动形状,称为实时显像.B型诊断法可获得人体软组织器官的实时二维断层图象,明晰察看脏器形状,解剖层次,动态变化及毗邻关系,以及血管和其它管道分布情况,是目前临床运用最为广泛的超声诊断法. n n 用于心脏检查时称二维超声心动图(two dimensional echocardiograph,2-DE),其声束呈扇形展开,能经过较小透声窗避开胸骨与肋骨的阻挠,探查较大范围的心脏构造,故又称扇形扫描(扇扫).M型法,D型法均需同B型诊断法相结合才干更好发扬作用 n n 3.M型诊断法n n 在单声束B型扫描中取样获得活动界面,再以慢扫描方法将活动界面展开,获得〞间隔一时间〞曲线,使反射光点自荧屏左向右挪动显示,属于回声辉度调制型. n n 纵座标为扫描空间位置线,代表被探测构造位置的深度变化;横座标为时间运动曲线,显示光点扫描时间.此法主要用于心脏及动脉等搏动的器官,称为M型超声心动图. n n 其特点是:n n ①可延续记录并在同一画面显示多个心动周期变化,以便同时准确,明晰察看心脏舒张和收缩两期的心壁与瓣膜活动情况. ②能明晰显示心内膜的位置与动态,准确丈量收缩末期与舒张末期左室前后径,推算出每次心搏量与每分钟输出量. ③取样点上的信息量大,能在曲线上显示具有诊断意义的扑动,颤抖等细微变化. ④与心电图,心音图心内压力曲线同步记录,利用波形分析,对心音消费与瓣膜活动的关系进展研讨. ⑤根据曲线的形状可以推断心律有无异常,并能准确计算其活动速度.常与B型诊断法共同运用. n n 4.D型诊断法n n 利用声波的多普勒效应原理,探测心脏及大血管内血流动力学形状,从而对疾病做出诊断.临床多用于检测心脏及血管内血流流速,方向,性质,对心脏分流,瓣膜口狭窄的反流性疾病有明确的定性及定量诊断价值. n n 临床运用的超声多普勒有脉冲多普勒(pulse wave spectral Doppler ,PW),延续多普勒(continuous wave spectral Doppler,CW),彩色多普勒(color Doppler flow imaging,CDFI)三大类. n n 前两者为频移示波式,以频谱曲线显示.后者为彩色编码频移回声式,通常采用自相关技术,以迅速获得一个较大腔室或管道中的全部回声信息,然后予以彩色编码并重叠于同一幅二维辉度图象的相应区域内,实现解剖构造与血流形状两种图象相互结合的实时显示. n n 在临床运用上,脉冲多普勒对正常与异常血流的鉴别尤其是定位有重要意义.当红细胞以相当一致的方向和速度流动时,频谱表现为层流;如红细胞运动的方向速度不一便构成异常血流频谱,称为湍流. n n 但脉冲多普勒不宜进展高速血流的丈量.延续多普勒的特点是能明晰显示高速血流的频谱形状和速度值,但其深度定位不够准确 彩色多普勒血流显像(CDFI)是在二维超声心动图切面上,以实时彩色编码来显示血流的方向,通常朝向探头运动的血流用红色显示;远离探头运动的血流用蓝色显示. 血流速度越快,红蓝颜色辉度越鲜亮,流速越慢颜色越暗淡.正向血流方向紊乱,以黄色为主;负向血流方向紊乱,以青色为主.因此,同一瞬间血流方向,速度,离散度不一致时,便出现红,黄,蓝,绿,青五彩镶嵌血流图象,能直观表达组织的血流运动形状. 第三节第三节 超声成像的临床运用超声成像的临床运用 n n 超声检查具有操作简便,反复性好,无创伤苦楚,无电离辐射影响等优点,因此广泛用于内,外,妇,儿,眼科等临床各科,以成为许多内脏,软组织器官首选的影像学检查方法. 一一,超声检查的主要途径和方式超声检查的主要途径和方式n n目前超声检查的主要途径和方式有:n n⑴体表超声检查,如经胸腹壁,颅脑等;n n⑵腔内超声检查,如经食道,胃,直肠,阴道,血管等;n n⑶术中超声检查,如手术中翻开胸膜腔后心脏探察. 二二,超声检查的适用范围超声检查的适用范围n n 超声检查可用于以下几个方面n n ⑴检查本质或空腔脏器的大小,形状:通常丈量三维径线的最大值,既前后径,上下径和横径,也可以丈量面积,周径,了解脏器有无肿大或减少,外形轮廓能否正常,边缘能否光滑完好,内部回声特征及均匀性,分析其内部构造,大小,形状及数量等的变化. n n ⑵坚决脏器内占位病变的有无与数目,并断定肿块有无包膜,边境能否光滑.如恶性肿瘤多无包膜,边缘不整齐,轮廓不清或呈伪足状或凹凸不平的结节状.某些肿块具有特征性表现,如肝转移癌的〞牛眼征〞,可见高回声团块周边环绕一圈较宽低回声暗区,高回声中央有因坏死构成的液性暗区. n n ⑶断定脏器或肿物与周围器官的毗邻关系,了解有无压迫,移位,侵润或粘连,提供可否手术切除的信息. n n ⑷检测心血管系统血流动力学形状.多普勒超声心动图利用多普勒效应对心血管内血流方向,速度,血流性质的形状进展察看,可定量检测血流动力学参数,反映器官组织的血流灌注,其功能相当于〞无创性血管造影〞.彩色多普勒血流显像较频谱多普勒更加笼统直观. n n ⑸测定脏器功能.根据声像图上的形状学改动,对脏器进展生理学和病理学检测分析,如察看心脏的舒,缩功能,胆囊收缩功能等. n n ⑹检查胸腔,腹腔,心包腔,脑室腔,睾丸鞘膜腔积液的存在,断定积液量.对于结石和妊娠的检出等也有很高的敏感性. n n ⑺介入性超声诊断和治疗.在超声波引导下,进展细针定位,穿刺,活检或引导导管置入引流,注药,并进展各种介入性手术治疗等. n n 除此之外,近年来二次谐波超声成像,三维超声成像,超高频探头等技术的开展,腔内探头,穿刺探头,术中探头等根据不同需求设计的各种公用探头的运用,也使得超声诊断和治疗的顺应范围越来越宽广. n n 但是,超声诊断也有其一定的局限性.n n 首先是对于肺,胃,肠道等含气丰富的器官以及骨骼等待别致密的组织,由于遭到超声本身物理性质的限制,无法构成明晰的图象.n n n n 其次,超声图象容易遭到气体和皮下脂肪的干扰,影响图象质量.n n 再者,超声成像中伪像较多,图象显示范围小,不易同时显示多个器官或构造的整体关系. n n. 因此应有选择性地结合运用或针对性地采取其它影像技术,亲密留意结合其它临床资料,全面察看,综合互补,才干到达正确诊断疾病之目的 n n 第四节 超声报告书写的规范化 n n 超声报告是医疗文件的重要组成部分,内容描画原那么是力求正确,全面客观的进展超声描画.对于有典型超声特征图象,可向临床明确提示病理性结合,如风心病,胆囊结石,肝囊结石,肝囊肿等;对不能明确诊断的图象,可提示某种病变的能够性,并建议随疹或进一步行其它方面的检查. 一一,心血管疾病报告书写心血管疾病报告书写n n ⑴心血管解剖构造:位置,形状,大小(直径,厚度,容积等),与周围组织构造的关系.n n ⑵心血管活动:心脏收缩/舒张时房室壁运动瓣膜运动,大血管动摇等情况.n n ⑶心血管血流:血流在心动周期各时相的血流方向,血流速度等. 二二,腹部疾病报告书写腹部疾病报告书写n n ⑴脏器形状,大小和边缘,内部回声及管道构造有无异常,与临近器官构造的关系n n ⑵病变范围(局限性,弥漫性),其周围有无肿大淋巴结,积液或腹水.n n n n ⑶占位病灶的图象特征:大小,形状,数量,回声强度,有无包膜或声晕,周围有无压迫或转移/浸润;病灶内部及周围血流动力学特点等. 三三,妇科疾病报告书写妇科疾病报告书写n n ⑴膀胱充盈度;子宫位置,大小,形状,内膜厚度及子宫壁回声,宫内节育器定位;双侧卵巢位置,大小,形状,卵泡情况;子宫直肠窝有无积液.n n ⑵察看子宫内膜,子宫肿物,附件包块,初步断定性质,与周围脏器的关系. 四四,产科报告书写产科报告书写n n ⑴早孕:察看子宫大小,形状,孕囊大小,形状及数目,胎儿存活胎龄的估测.n n ⑵中晚期妊娠:报告要强调能看到的,未看到的也应该详细记录(如因胎位显示不清).提示胎位并确定能否为单胎,提供胎儿的生理参数(双顶径,胎心,股骨长等),胎儿各系统,器官的发育情况;胎盘位置,成熟度;羊水及脐带情况等. 。