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超声医学基础 超声医学 超声医学 Ultrasonicmedicine 超声医学是声学 医学和电子工程技术相结合的一门学科 是研究超声对人体的作用和反作用规律并加以利用 达到诊断 保健和治疗等目的的学科 包括超声诊断学 超声治疗学和生物医学超声工程 超声诊断学 Ultrasounddiagnostics 研究和应用超声的物理物性 以某种方式扫查人体 诊断疾病的科学称为超声诊断学 声波 声波 弹性介质中传播着的压力振动 声波是一种机械波 机械能 以频率划分声波可以分为三大类 次声 f 20Hz声 可听声 20Hz f 2 104Hz超声 2 104Hz f 2 109Hz超声诊断使用的频率范围 2 20MHz 兆赫 传播特点 频率越高 波长越短 传播距离近 频率越低 波长越长 传播距离远超声波是频率高于20000赫兹的声波 它方向性好 穿透能力强 易于获得较集中的声能 在水中传播距离远 可用于测距 测速 清洗 焊接 碎石 杀菌消毒等 在医学 军事 工业 农业上有很多的应用 超声波的传播及成像原理 声阻抗 特性阻抗 Z c 为介质的密度 c为介质的声速超声波在声阻抗不同的介质中传播 可产生折射 反射 衍射 散射及多普勒效应 介质则吸收声波的能量 并产生声衰减 目前使用的超声诊断仪都是建立在回波的基础上 其物理基础便是人体内的声阻抗值是不同的 当声波穿过不同的组织器官时 其回声产生相应的变化 从而可提取各种诊断信息 声波遇到气体时 被全部反射 不能成像 压电效应 某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时 其内部会产生极化现象 同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷 当外力去掉后 它又会恢复到不带电的状态 这种现象称为正压电效应 当作用力的方向改变时 电荷的极性也随之改变 相反 当在电介质的极化方向上施加电场 这些电介质也会发生变形 电场去掉后 电介质的变形随之消失 这种现象称为逆压电效应 超声诊断技术的发展简史 1880年居里兄弟发现压电效应1923年首次将声纳用于探测潜艇1945年A Firestone制成A型脉冲超声检测仪 我国自1958年11月开始将A型超声诊断应用于临床 1960年代中后期 1980年代初期B型超声检查发展并普及 仪器渐趋完善 我国自1978年开始应用B型超声诊断疾病 1980年代中后期彩色Doppler超声显像仪的出现 计算机图像处理技术的应用 为超声诊断开创了更加广阔的领域 超声诊断仪的基本构成 主机 包括基本电路 计算机信号处理器等探头Probe 换能器Transducer 核心器件是压电晶体 其实它是一能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料 其作用是向人体发射和接收超声波 显示器 显示各种类型的超声图像探头的种类 依晶片排列方式的不同分为线阵 凸阵 扇扫 扇括及腔内探头等不同种类 腹部检查常用探头频率为3 5MHz 表浅部位的检查常用高频探头7 10MHz 多普勒超声 多普勒效应 Dopplereffect 由奥地利物理学家克里斯丁 约翰 多普勒于1842年首先提出 在振动源与观察者作相对运动时声波密集 在背向运动时声波疏散 运动产生的这种声波频率的变化是可以测量的 这种变化的数值被称为多普勒频移 Dopplershift 这种现象称为多显勒效应 Doppler超声 是利用多普勒效应的原理 对运动的器官和血流进行检查 主要是利用血液中运动的红细胞对声波的散射 产生多显勒效应 经伪彩色编码技术 在二维图像上显示彩色血流影像 不同方向的血流以不同的颜色表示 通常设定流向探头的血流为红色 背离探头的血流为蓝色 频谱多普勒 用途 1 判断血流的方向及性质2 判断血管是否狭窄或闭塞 是否有血栓形成3 检测肿瘤内血管 为鉴别肿瘤的良恶性提供参考4 在心血管疾病的诊断中 测定是否存在分流与反流 并定量估测 2020 1 29 15 可编辑 超声图像诊断 定位诊断定性诊断量化诊断 应用范围 消化系统实质性脏器泌尿系统妇产科心血管系统浅表小器官 淋巴结肌骨关节 胸腔TCD 超声新技术 超声造影 将超声造影剂注入周围血管内直接或经血流循环到达周围脏器 使该器官达到灰阶信号增强或多普勒血流信号增强的目的 原理 震荡后产生微气泡 显示低速血流及细小血管临床应用 良恶性肿瘤的鉴别 肝癌介入治疗后疗效判断 三维超声 A超 一维B超 二维三维超声是通过从人体某部位的不同位置采集二维灰阶图像 然后经计算机快速组合处理形成的立体图像 应用 胎儿 回声强度 无回声区 病灶内声波穿透性良好 不产生回声 不发生衰减 常伴有后方回声增强 可见于各种囊肿 胸 腹水 血管管腔等 低回声区 在二维图像上显示为暗淡的点状回声区 多种实性占位性病变均显示为低回声区 尤以恶性肿瘤多见 强回声 在声像图上显示为极亮的点