医学超声诊断技术

1、医学超声诊断技术医学超声诊断技术超声检查一.超声检查系指运用超声波的特性和人体组织对超声反射不同的原理，对人体组织（内脏）的形态结构、物理特性和功能状态以及病变情况作出诊断的一种非创伤性检查方法。它是把雷达技术、声学原理和医学相结合的一门边缘学科。超声诊断技术是医学影像诊断技术中的一个重要组成部分。自四十年代始用于临床至今，由于其独特的优点和所提供的丰富诊断信息，已成为临床诊断和治疗工作中不可缺少的手段。二.现代医学影像诊断的检查方法：1、X线成像2、计算机体层成像（CD3、数字减影血管造影（DSA4、超声成像（USG5、磁共振成像（MRD超声设备易於移动，操作简便，无创，无痛苦，可重复检查，

2、使用有其便利之处。也正是因为具有这些优点，超声诊断普及面更大。三.超声检查法类型根据成像的方法，把超声检查法分成许多类型，目前常用的有以下四种：1 、A型诊断法A型超声诊断法依据回波的高低、多少及其变化的规律来判断病变。目前此法主要用来检测脏器的大小，判定病变的物理性质，探测各种积液和定位，观察脑中线波的移位来诊断颅脑病变其他已基本被B型超声诊断法所代替。2 、B型诊断法(1)B型超声诊断法是采用连续的扫描的方式显示出脏器的断层切面图像，形成的是脏器的平面图，所以又称为二维超声或切面超声诊断法。(2) B型诊断法又称辉度调制型或灰阶成像，具特点是以光点的亮度代表回声强度，回声强光点则亮，回声弱

3、光点则暗，无回声则形成暗区。(3) B超根据扫描的速度不同又可分为慢速成像和快速成像两种。慢速成像扫描速度慢，形成一幅图像一般需数秒或数十秒，只适用于静态脏器的检查(如肝、胰、脾)。快速成像扫描速度快，一秒钟可形成2030幅图像，可实际而即时地显示脏器的解剖结构和活动状态，故又称为实时显像，更适用于动态脏器组织(如心脏、大血管等)。用实时二维超声检查心脏形成的图像称二维超声心动图。(4) B型超声仪器的扫描方式主要有线阵扫查、凸阵式扫查和扇形扫查，后者又分为机械扇扫和电子扇扫(相控阵)。(5) 由于B型超声诊断法图像有直观、形象、重复性强和可供前后对比等优点，所以已广泛地应用于妇产科、泌尿科、

4、消化系统和心血管系统疾病的诊断，是临床上最常用的超声诊断方法之一。3 、M型诊断法用锯齿波慢扫描的方法使各回声光点从左到右连续移动，从而取得声束上各反射点运动的轨迹图，用以观察心脏不同时相对运动的规律。因此，M型诊断法又称M型超声心动图，此法主要用于诊断心血管疾病。4 、D型诊断法即超声多普勒诊断法或多普勒超声心动图，是利用多普勒效应的原理，把发射的超声和遇到与之发生相对运动的界面反回的超声产生的频率差（频移），以频谱的形式或用扬声器将其以一定声调的信号显示出来的诊断方法。D型超声诊断法，近几年发展很快，临床上常用的有以下三种方法：（1）声波多普勒（cvy；（2）脉冲式多普勒（pw（3）彩色多

5、普勒显像（CDF,CFM。通常人们所说的彩超即彩色多普勒超声诊断装置的简称。彩超是将心脏和血管内的二维血流信息以彩色形式显示，通过B型超声断层进行形态诊断。在实际应用中，有人常把伪彩超声仪与彩超混淆。伪彩与彩超是完全不同的两种工作方式。伪彩采用彩色编码技术对B型超声静止声像图进行彩色处理。经伪彩处理后的图像提高了分辨率、丰富了影像层次，增加了实感，提高了B型超声诊断仪对病理组织变化的可视度，有时也能显示出单色图像无法检出的信息。近年来彩超技术有了飞速发展，现代彩超技术的重要标志是数字化和多功能化。就应用范围而言，高档彩超以心脏检查为主，并可兼作腹部、浅表组织、颅脑等；而低档彩超主要以腹部、妇产

6、科、小器官为主，亦可兼作心脏、外周血管等，比较适合计划生育系统的生殖健康服务使用。彩超主要分为彩色多普勒血流显像和彩色多普勒能量显像两种。后者由于该技术能量显示更小，更低流速的血流信号，为研究组织的血流灌注提供了可靠的手段，并为鉴别肿瘤性质开辟了新的途径。能量多普勒和三维彩色血管能量，目前可作为评价肝癌血供的首选方法。经阴道三维彩色能量图用来鉴别诊断子宫肌瘤和子宫腺肌病，经阴道彩色多普勒能量超声对早期诊断输卵管异位妊娠具有特异性。5、介入性超声诊断与治疗介入性超声是在实时超声显像基础上，为进一步满足临床诊断和治疗的需要而发展起来的一门新技术。作为现代超声医学超声的一个重要分支，其主要特点是在实

7、时超声显像的引导或监视下，完成各种抽吸、穿刺、注药等操作。从而避免了某些外科手术，而又起到外科手术同样的效果。此外，腔内超声（如阴道内、食管内）和术中超声也属介入超声范畴。四.医学超声技术发展：医学超声技术渗透到医学领域始于20世纪30年代到40年代。特别是70年代开始，随着计算机、微电子和其他技术的发展及医学超声领域的应用，B型成像技术发展更加迅速，并在临床诊断中占有十分重要的地位。80年代初，又有脉冲多普勒技术和彩色血流成像技术问世，使得超声诊断的方法更加丰富。（一）1794年，LazzaroSpallanzini证明食虫类的蝙蝠在依靠听力发现障碍物和捕获食物方面比视力更好。在大自然界中，

8、可以发现许多运用超声的例子，如蛾、海豚、小鲸、蝙蝠等。（二）40年代末发表的脉冲超声波用于脑部疾病的诊断的论文，是最初的A型超声诊断技术，从此A型超声诊断仪在临床上得到广泛的应用。不久，B型超声、M型超声和超声多普勒诊断法相继出现。1 、1942年精神病学医生KarlDussik和其兄弟Badischl用穿透式超声探测脑肿瘤，并记录穿透声束的移位。2 、1950年Kediel直接应用连续式超声通过胸部对着心脏探查，他发现超声波动的强度与心脏搏动同步并设想是代表心肌、血液与肺组织之间固定变化关系。3 、1951年Wild和Reid发展了应用A型超声波来区别正常组织与疾病组织，以及报道了肿瘤、乳腺

9、癌的回声图像。4、1952年HowryBliss发表二维超声应用于各种组织器官的切面像，并介绍了复合扫描原理。5 、1953年Edler和Herty应用西门子反射记录器来研究心脏发表了M型超声波。6 >1954年Donald应用超声作妇科方面检查，取得了较好效果，此后，开始腹部超声检查。7、1964年Callagen应用多普勒超声诊断胎心及某些疾病，至今已获得广泛的应用。五.医学超声技术在疾病诊断中的应用：(一)超声新技术高频超声成像技术的应用将大大提高图像的分辨力。常规B型超声成像技术其超声工作频率在210MHz,目前研究并开始临床应用的血管内超声成像技术，具工作频率高达2040MHz

10、而40MHz100MHz的超声成像才被称为高频或超声后散射显微镜(UBM,可以用在皮肤的成像，以及眼部、软骨、管状动脉内的成像等等。人体内脏器官的症状往往在浅皮层得以表现，这就加大了超声皮肤成像的应用价值。1、超声造影剂的研究和应用(1)造影剂的作用，可以突出感兴趣区域的图像，从而便于医学诊断。(2)血液中存在造影剂后，人体中小血管的血流可以得到显示。(3)利用造影剂可以提高对肿瘤的检出率。（4）研究气泡更稳定，大小可控制对人体无害，易排出且有良好造影作用的超声造影剂。2 、超声治疗（1）超声热疗是个有发展前途的领域，聚集的超声把能量集中在肿瘤区域，加上肿瘤区域散热不良从而会引起热量的积累，可

11、以达到杀死肿瘤细胞的作用。（2）超声外科手术是超声治疗的重要形式，它主要利用超声空化和强烈的机械效应，来切断、破坏生物组织。用超声手术刀进行外科手术，可以快速、准确而又省力的切割不需要的组织，具有止血无感染等优点，而且刀头的温度并不高。超声可以引导穿刺进行活检、引流，也可以进行治疗，例如超声引导下对肿瘤的介入治疗，直接注入药物，以治疗肿瘤。3 、虚拟现实技术在超声中应用利用现有的超声成像设备获得数据，经过三维数字成像技术实现超声的虚拟探查（左转、右转、上下反转等）例如乳腺肿瘤的三维重建和虚拟显示，骨关节的三维重建和虚拟显示，可以作为手术方案和康复方案的技术支持，在这方面的研究也会进一步深入。4

12、 、计算机化的超声成像技术现代计算机技术介入医学超声领域已成功应用的方面有：（1）计算机的声束控制技术以PC机为平台构成的超声扫描仪（超声诊断仪）PACS和超声的远程技术包括超声数据（图像）的远程传输和远程控制超声扫描等。(2)计算机技术与超声图像的最新结合采用开放结构设计，在计算机平台上产生高质量的图像，让用户使用时感到十分方便。系统的核心是计算机，系统的控制功能由屏上的游标或手触摸屏选择，有多种语言可供选择，系统与DICOM、PACSTeleradiologyh和其他遥控扫描系统相兼容。5 、超声探头工艺的改进超声探头向着高密集、小曲率、高频率和两维等方面发展，微电子的工艺是其中的关键。高

13、密集的探头阵元数达256个，两维的探头，目前的阵元数可达128x8。高频率的探头包括：50MHz的多普勒探头，45Mhz的血管内成相探头和100200Mhz的皮肤成像探头。6 、腔内和血管内超声成像体表超声诊断已有将近50年的历史，介入性的超声技术仅维20年，在临床却已不断推广。利用超声内镜检查消化道的疾病，可以发现消化道壁后的病变，(这是光学纤维内镜所无法看到的)。心血管腔内的超声成像，利用导管将超声换能器插入血管，定性定量分析管壁斑块，鉴别管内血栓。它们和体表超声成像系统相比，主要区别在于采用特殊的超声探头，即小型化，甚至微型化的探头，其中维马达技术是个关键。7、超声检查不仅涉及到消化、泌

14、尿、肿瘤和妇产科等病变的诊断，而且已介入一些疾病的直接治疗过程。超声诊断的基础知识一.超声波的定义超声波系指频率超过20190赫兹（Hz）是人耳听不到的高频声波。一般声波其频率在1620190Hz之间，为人耳可以听见的声音。一般临床诊断用的超声频率范围为210MHz（兆赫兹）。而最常用的频率范围为2.55MHz。二.超声波的有关物理量：超声波是一种机械波，它与一般声波一样，具有波长（入）、频率（F）、声速（C）等主要物理量波长在振动的一个周期内，波所传播的距离。声速声波在介质中，每单位时间内的传播速度，简称声速。频率单位时间（秒）内完成全振动的次数即为频率。波长（入）、声速（C）和频率（F）三

15、者的关系C=F。入三.超声波的物理特性（一）超声波的方向性束性超声波的方向性系指超声波在传播的过程中，是沿着超声发射的方向直线向前传播的特性。在传播时往往呈现为束状，故又称为束性。超声波的方向性决定于声源的直径与波长的比值。超声波的方向性给临床提供了一个定向诊断的条件，即临床上探查某个脏器或病变，只要对着那个脏器或病变，发射一定频率的超声波，即可得到这个脏器或病变的图像。（二）反射、折射、和散射特性1、反射如果超声波通过两种不同阻抗介质，而这两种介质所形成的界面又较大，超过了该超声波波长时，超声束部分声能会从这个界面上返回。这种现象称为反射。2 、折射当入射声束非垂直透过界面时，透射声束的方向

16、会发生一定的改变，这种现象叫折射。3 、散射超声在介质中传播时，当遇到不规则的小界面或界面小于波长时，就会发生声波向许多方向的不规则反射、折射或绕射，统统为散射，人体中造成散射的主要散射源是血流中的红细胞和脏器中的微细结构。4 、透射当超声束通过声学界面时，除部分声能被反射外，另一部分声能则穿过界面进入第二种介质，称为透射。5 、声阻抗介质对超声传播的阻抗作用。声阻抗等于介质的密度与超声在该介质中传播速度乘积。当两中不同组织对超声的阻抗差别大于1/1000时，超声即可在交界面上产生反射。声阻抗相差越大，反射越强，所表现的光点则越大；界面越多，所表现的光点则越密。6 、声界面具有不同声阻抗的两种

17、介质之间交界面。3 .吸收和衰减特性（一）吸收超声波在介质中传播时，由于介质粒子的粘滞性和热传导，使部分声能损耗，此现象称为吸收。（二）衰减由于声波的反射、散射及吸收，而使声波随传播距离的增加，强度逐渐减小。频率高的超声，介质对它的吸收较大，穿透性差，但分辨力强。（三）声影其后方因超声受阻而出现无回声区，故称声影。多为骨骼、结石、钙化灶等所致造成强烈反射，表现为强回声团和强回声带。4 .多普勒效应（一）多普勒效应当超声波声源与入射界面之间存在相对运动时，反射回来的超声波就会发生变化。（二）频移反射超声波与入射声波频率差。反射界面的相对运动愈快，频移愈大。人体中的心室壁、血管壁、瓣膜等的活动及血

18、液（主要是红细胞）的流动，均引起多普勒频移。多普勒效应在判定血流的方向、速度和形态等血流动力学变化方面有重要的价值。5 .穿透力和分辨力穿透力指超声波能够穿透介质最大厚度的能力。穿透力与发射声波的声能、频率、反射、折射、绕射等多种因素有关，一般说超声波频率越高，波长越短，穿透力越差，反之则越强。穿透力和分辨力互有影响，穿透力强的声束，往往由于频率低而影响分辩力，反之分辩力高而穿透力又不强。因此在临床应用时，要根据探测的脏器和目的选择不同频率的探头。探查成人、大的脏器（如肝脏）或肥胖者，需要穿透力强的探头，可选择频率低的探头反之，则选择频率高的、分辩力高的、穿透力不太强的探头，如用于小儿或小的脏

19、器（如眼球）。6 .超声诊断原理（一）超声诊断仪基本结构：超声换能器（探头）、主机、显示器、记录装置。（二）超声成像基本原理：在人体，脏器与脏器之间、正常组织与病理之间、包膜与内部组之间都形成不同的声阻抗差异，这种差异构成众多界面，形成亮暗、疏密、粗细不等的多种多样光点。通过这些光点的组合，即可获得各种组织脏器或其内部病变形态结构的依据。因此，超声的脉冲反射是超声成像的最基本原理。（三）超声换能器将能产生压电效应的压电晶片装入各种形式的壳内，加上适当的声学面材和衬材，引出电缆线，即成我们俗称的超声探头。7 .怎样保护探头防止探头碰撞、跌落、冲击，禁止在溶剂中浸泡，不能用加热法消毒，探头在使用后

20、，应榛掉端面的导声剂。8 .超声仪器的灵敏度即调节总增益、近场抑制，远场提升等旋纽，使声像图基本达到光点细蜜，灰阶充分，灰度适宜，图形匀称的最佳状态即能够显示微小病变的性质，深度适当调节灵敏度。9 .超声诊断的安全阈值超声诊断的安全阈值定为10mW/cm。超声波强度在100mWcm以下时，则不管使用多久，都不至于造成局部温度明显上升，因为组织对于这种强度水平的超声波能够安全地适应。但已经证实有许多因为超声波引起的反应，仍旧无法用热度改变及空化效应加以解释。例如线粒体池的肿涨和破裂离子，水分和溶质经细胞膜的运输发生改变等。从理论上和从很多的实验中显示，超声波强度在100mW/cm以下时是安全的。

21、超声诊断应用于妇产科临床，首先应想到的是临床安全性的问题。超声波作用于物体，产生超声波的效应，这种效应可以分为二大类，物理效应和生物效应。十.生物效应当声波在人体组织内传播时，由于组织的声阻抗摩擦，可将超声能量变为热能，可能起组织升温及生物体和结构发生改变，这种现象称为超声的生物效应。十一.超声诊断原则掌握基本的医学超声诊断方法，并结合基础学科的知识，对所采集的声像图特征进行全面分析，综合和推理，建立诊断的思维程序，能够根据检查结果提出比较符合实际的初步诊断，进一步为临床诊断提供有力依据。对于文字超声诊断报告基本要求是客观地反映超声对器官或病灶所在部位、形态轮廓范围大小，数目多少及回声特点，描

22、述时应用超声术语，言简意赅，使人一目了然。十二.如何维护超声诊断仪仪器停用时，分为暂时、短期和长期停用：（一）暂时使用处于图像冻结状态，不必关闭仪器总电源。仪器需短期停用时可关闭仪器。（二）短期停用时可关闭仪器总电源。（三）长期停用除应拔下电源插头外，还应注意仪器的防尘（加盖机套）、防电（放在仪器箱内），防潮（每3个月通电2小时，也可用电吹风机吹去潮气。超声检查方法超声检查方法主要包括：检查准备，受检者体位，扫查方法，检查程序等内容。例如女性盆腔超声检查方法如下：1 .检查准备（一）受检者准备：膀胱充盈方法1、主动充盈法2、被动充盈法3、膀胱充盈度对声像图的影响（二）检查者准备：开始检查之前，

23、详细阅读受检者有关资料，如主诉、病史、体征及妇科检查，以全面了解，进行综合分析和判断。2 .受检者体位当晚期妊娠子宫过大，孕妇难于仰卧时，鉴别腹水或盆腔肿块活动度可采取侧卧位。3 .扫查方法（一）常规扫查方法常规超声扫查顺序为先纵断、再横断，后斜断。（二）顺序连续平行扫查法顺序连续平行扫查法在纵断、横断，斜断扫查中均可应用。（三）立体扇形断面扫查法选定某一成像平面后，探头固定不动，而按顺序改变探头与体表的扫查角度，在侧动探头的过程中获得各个顺序断面的声像图，这样可以通过扇形立体空间范围观察到脏器或病变的整体状况。（四）十字交叉中心定位扫查法病变的定位及穿刺引导，多米用此法。（五）复合扫查法在选

24、定某一成像平面后，在平行移动探头进行顺序连续平行扫查过程中，侧动探头立体扇形扫查。这种扫查方法对脏器或病变探查更为全面，不易造成漏诊。4 .扫查方位（一）纵断扫查探头沿身体长轴正中线平行放置的扫查方法。（二）横断扫查探头与身体长轴正中线呈垂直角度的横向放置的扫查方法。（三）斜断扫查探头介于纵断扫查和横断扫查之间，沿身体长轴斜向放置的扫查方法。（四）冠状扫查探头沿着身体长轴在人体的左右侧纵向放置的扫查方法。5 .扫查程序（一）仪器的准备（二）受检部位涂布超声耦合剂（三）仪器的调节（三）图像记录与报告书写（四）图像记录与报告书写内容超声影像学表现描述内容主要有脏器病灶或物体形态大小、边界、内部回声

25、、后方回声、血管分布、所在部位，邻近脏器关系及活动度。文字超声诊断报告基本要求是客观地反映超声对器官或病灶所在部位，形态轮廓范围大小，数目多少及回声特点。6 .人体组织的声学分型超声具有反射的特性，而反射声能的大小主要决定于够成反射界面的两种介质的声阻抗差，人体是多种脏器多种组织的复杂有机体，各种组织具有不同的声学特性，因此声阻抗差也存在一定的差异。根据各种组织的声学特性，可将人体组织器官分外为下列四种类型。（一）无反射型（无回声型）包括各种均匀的液性物质，如尿液、胆汁、血液、胸腔积液、鞘膜积液、心包积液、羊水等，其内部不存在声阻抗差，不构成声学界面，不产生回波，称无反射型。无反射型在A型超声

26、图像上表现为液性平段，B型声像图上表现为液性暗区。（二）少反射型（低回声型）系指人体种结构均匀的液性物质，如肝脏、脾脏、胰腺肾实质、子宫、卵巢、肌肉，淋巴结等，这些脏器中组织结构比较均匀，界面之间声阻抗差比较小，超声波在这一类组织中传播时反射较弱，在A型超声图像上表现为低而少的回波，而在B型超声图像上表现为均匀细小的弱回声光点。（三）反射型（强回声型）系指那些非均匀质性、实质性结构,如乳腺和某些肿瘤或结节较致密的实质性结构与液性物质的交界面上，如心内膜、心包、心外膜、大血管壁等。构成界面的两种介质的声阻差较大，反射较强，形成多反射型。多反射型在A型图像上表现波多而且高、杂乱，而在B型图像上表现

27、为粗大不均匀的强回声光点或光斑、小光团，光带等。（四）全反射型（含气型）当超声遇到软组织与气体构成的界面时，如肺和含气的肠道，因声阻抗差很大，可达3000多倍，声能几乎全部从界面上反射回来，而进入第二种组织的声能很少，所以表现在屏幕上为很强的反射，而强反射的后方为无回声或很弱的回声区域。含气组织的这子种声学特性，致使超声对肺和含气肠道的诊断受到很大限制。由于超声波具有上述物理特性，人体组织其声学性质不同，构成了不同反射类型，因此当我们用超声波探查某个脏器和病变时，就有反射强的、反射弱的和无反射型液性暗区交错出现，从而形成诊断所需要的回声图和声像图。7 .超声检查的临床应用范围：超声检查的临床应

28、用范围很广，特别是B型超声和D型超声检查法的应用，能形象地显示脏器和病变的解剖结构、功能状态及血流情况，因此，已经成为临床上不可缺少的、而且其他检查方法不能代替的诊断方法，其主要临床应用范围有以下几个方面。（一）检测器质性脏器的大小、形态，物理特性。检测某些囊性器官（如胆囊）及病变的形态、大小、位置及功能状态。（二）检测心脏、大血管及外周血管内经的大小、形态、解剖结构、血流情况和功能状用于诊断各种心血管疾病。（三）判断各种脏器内的占位性病变的大小、形态，物理性质及有无转移，对判断病变的病理性质方面有一定的价值。（四）判断各种积液并大致估计积液量的多少。1 、观察经药物或手术治疗后各种病变的变化情况，为下一步治疗提供依据。2 、引导穿刺抽液、活检，从而把声像