超声诊断学：总论课件

1、超声诊断学总 论超声诊断学总 论第一章 绪论医学影像诊断学（medical imageology）：主要检查方法：X线、放射性核素、超声波、CT、MRI。超声医学是声学、医学和电子工程技术相结合的一门学科，是医学影像诊断学中的一种重要的诊断技术。 第一章 绪论医学影像诊断学（medical imageo主要内容：脏器病变的形态学诊断和器官的超声大体解剖学研究；功能性检测：如心脏功能、胆囊收缩功能等；介入性超声的研究。第一节 超声诊断学的内容与特点主要内容：脏器病变的形态学诊断和器官的超声大体解剖学研究；第超声诊断学的特点：对于软组织有良好的分辨力，有利于识别微小病变；检测活体组织；显示方法多：

2、B型、M型、多普勒型超声、3D、4D等超声诊断学的特点：对于软组织有良好的分辨力，有利于识别微小病超声诊断的优点：无创伤性，无放射性损伤信息量丰富、接近解剖真实结构实时动态观察不需要造影剂显示管腔功能（如肝门静脉）显示小病灶（12mm）取得各种方位的切面图像准确判定各种先天性心血管畸形的病变性质和部位检测脏器功能获取结果及时、重复性强、可做床边检查。超声诊断的优点：无创伤性，无放射性损伤明确诊断临床思维重视解剖、病理知识重视理论联系实践 第二节 学习的指导思想、要求与方法明确诊断 第二节 第三节 超声诊断发展史第三节 超声诊断发展史2D彩色3D 4DHISTORY OF ULTRASOUND2

3、D彩色3D 4DHISTORY物理诊断-功能检测-病理组织活检-穿刺抽吸，置管引流-射频消融等治疗物理诊断-功能检测-病理组织活检第二章 超声诊断基础及原理第一节 诊断超声的物理特性第二节 超声诊断的显示方式及其意义第三节 常见的超声效应与图像伪差第二章 超声诊断基础及原理第一节 诊断超声的物理特性一、定义1.超声波（ultrasound）：机械振动波，频率超过人耳听觉的上限阈值（20000赫兹Hz）的声波。第一节诊断超声的物理特性一、定义1.超声波（ultrasound）：第一节 超声诊断（ ultrasound diagnosis）： 应用较高频率超声作信息载体，从人体内部获得声学参数的信

4、息后，形成图形、曲线或其他数据，用以分析临床疾病。（常用为2.210MHz间） 超声诊断（ ultrasound diagnosis）：二、声源、声束、声场、分辨力2.声源（sound source）：能发生超声波的物体称为声源。超声声源亦为超声换能器-超声探头，由压电元件组成-压电效应（电能与机械能的相互转换）-发生，接收超声波。二、声源、声束、声场、分辨力2.声源（sound sourc3.压电效应（piezoelectric effect）正压电效应逆压电效应3.压电效应（piezoelectric effect）正压正压电效应：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象 。

5、机械能-电能正压电效应：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极逆压电效应：对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象 （增厚、减薄） 。电能-机械能逆压电效应：对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象 （增厚超声波是在逆压电效应情况下产生的。加以高频的（1MHz）交变电场，压电元件产生厚、薄间的高频变化，即高频振动而产生超声波。超声波是在逆压电效应情况下产生的。加以高频的（1MHz）超声波通过人体后产生的反射回声撞击至压电元件时，产生正压电效应而呈现电压变化（与回声强度成正比），反映体内信息,输入超声诊断仪经信号放大、处理等过程而形成声像图。超声波通过人体后产生的反射回声撞击至压电元件

6、时，产生正压电效4.声束（soynd beam）：是指从声源发出的声波，一般在一个较小的立体角内传播。中心轴线称为声轴，是声波传播的主方向。4.声束（soynd beam）：是指从声源发出的声波，一般5.声场（acoustic field）：探头向前方辐射超声能量所到达的空间。即超声在弹性介质中传播时介质中充满超声能量的空间区域。5.声场（acoustic field）：探头向前方辐射超声声场特性向远方发出的声束中，起始段平行；到达某一点后开始向两侧扩散，即声束逐 渐增宽。声场特性向远方发出的声束中，起始段平行；到达某一点后开始向两近场（near field）在邻近探头的一段距离内束宽几乎相等

7、，称为近场区。近场声束集中，呈圆柱形。指向性、横向分辨力好。近场（near field）在邻近探头的一段距离内束宽几乎相远场（far field）从声束的扩散点开始，即为远场。呈喇叭形。远场声束向周围空间扩散，其直径不断增加，但远场横断面上能量分布比较均匀。远场（far field）从声束的扩散点开始，即为远场。呈喇扩散声束边缘线可相交至探头发射面，形成扩散角；其在每一边缘与近场声束边缘的延长线间角度称“半扩散角” - 。 为衡量 声束指向性的重要指标。 愈小，声束扩散愈小， 指向性愈好。扩散声束边缘线可相交至探头发射面，形成扩散角；其在每一边缘与声束指向性与探头半径有关：半径5波长时，声束指

8、向性较好；半径10波长时，指向性良好；而半径5波长时，声束指向性较好；半分辩力基本分辨力图像分辨力分辩力6.基本分辨力：单一声束线上所测出的分辨两个细小目标的能力。轴向分辩力（axial resolution）-纵向分辩力（longitudinal resolution） 侧向分辩力（ lateral resolution）横向分辩力(transverse resolution)6.基本分辨力：单一声束线上所测出的分辨两个细小目标的能力。7.轴向分辨力指沿声束轴线方向的分辨力。分辨力佳则在深浅方向上（轴线方向上）图像点细小、清晰。7.轴向分辨力指沿声束轴线方向的分辨力。8.侧向分辨力指在与声束

9、轴线垂直的平面上，在探头长轴方向上的分辨力。声束越细，侧向分辨力越好。8.侧向分辨力指在与声束轴线垂直的平面上，在探头长轴方向上的9.横向分辨力（厚度分辨力）指在与声束轴线垂直的平面上，在探头短轴方向的分辨力。横向分辨力越好，图像上反映组织的切面情况越真实。9.横向分辨力（厚度分辨力）指在与声束轴线垂直的平面上，在探图像分辨力：指构成整幅图像的目标分辨力。（1）细微分辨力：显示散射点的大小。与接收放大器通道数成正比。（2）对比分辨力：显示回声信号间的细小差别。图像分辨力：指构成整幅图像的目标分辨力。多普勒分辨力：指多普勒系统测定流向、流速及与之有关方面的分辨力。入射超声遇到活动的小界面或大界面

10、后，散射或反射回声的频率发生改变，此现象称为多普勒效应多普勒分辨力：指多普勒系统测定流向、流速及与之有关方面的分辨（1）多普勒侧向分辨力：在指在与声束轴线垂直的平面上，在探头长轴方向上的分辨力。（2）多普勒流速分布分辨力：指在声速轴线上，于距离选通门的取样区内，在瞬间能对各种不同流速的同时处理、显示的能力。（1）多普勒侧向分辨力：在指在与声束轴线垂直的平面上，在探头（3）多普勒流向分辨力：指在声束轴线的距离取样区内，能敏感地显示血流方向的能力。（4）多普勒最低流速分辨力：指在脉冲式多普勒系统中，能预测出最低流速的能力。（3）多普勒流向分辨力：指在声束轴线的距离取样区内，能敏感地多普勒侧向分辨力

11、多普勒流速分布分辨力多普勒流向分辨力多普勒最低流速分辨力多普勒侧向分辨力彩色多普勒分辨力彩色多普勒系统是将血管（心脏）腔内的血流状态用彩色标示并完全重叠在实时灰阶声像图上。彩色多普勒分辨力分为：（1）空间分辨力（2）时间分辨力彩色多普勒分辨力（1）空间分辨力：指彩色血流信号的边缘光滑程度以及能在正常管腔内显示的能力、正确地在空间清晰显示几条血管中血流方向、流速及血流状态的能力。（2）时间分辨力：指彩色多普勒系统能反映实时成像中不同彩色及彩色谱的能力。（1）空间分辨力：指彩色血流信号的边缘光滑程度以及能在正常管超声诊断学：总论课件超声诊断学：总论课件三、人体组织的声学参数1、密度：活体组织保持正

12、常血供时测定。2、声速：声波在介质中的传播距离。 固体液体气体三、人体组织的声学参数1、密度：活体组织保持正常血供时测定。3、声特性阻抗（声阻抗）声特性阻抗（specific acoustic impedance,Z ）：等于介质中声速和密度的乘积（Z=c）。是重要的声学参数，是超声诊断中的最基本的物理量。 声像图中各种回声显像主要是由于声阻抗差别造成的。3、声特性阻抗（声阻抗）声特性阻抗（specific ac两种介质的声阻抗相同，超声全部透射过界面。如两种介质的声阻抗不同，一部分超声在界面上产生反射，反射声能的大小取决于两种介质的声阻抗差别，差别越大，反射的声能越大，可用声强反射系数 IR

13、 表达IR= ( Z2- Z 1/ Z2+Z1)2 两种介质的声阻抗相同，超声全部透射过界面。如两种介质的声阻抗4、界面：声阻抗不同物体的接触面界面小于声束波长为小界面；大于波长为大界面。界面的大小对于探头的频率而言是相对的。4、界面：声阻抗不同物体的接触面界面小于声束波长为小界面；大均质体：由分布十分均匀的小界面组成的脏器、组织。无界面区：清晰的液性区。液性区内各小点的声阻抗相同，无声阻抗差存在。如尿液、胸水等，均质体：由分布十分均匀的小界面组成的脏器、组织。*四、人体组织对入射超声的作用 散射、反射、折射、全反射、绕射、衰减、会聚、发散、多普勒效应*四、人体组织对入射超声的作用 散射、反射

14、、折射、全反射1、散射（scattering）:小界面对入射声束呈散射现象。散射现象无方向依赖；散射现象无回声失落； 探头可接收到很低的散射回声，来自脏器内部的细小结构1、散射（scattering）:小界面对入射声束呈散射现象背向散射某一方向上散射回来的超声能量朝向探头，与探头发射超声波的方向相反，称为反向散射、背向散射或后向散射。背向散射某一方向上散射回来的超声能量朝向探头，与探头发射超声2、反射（reflection）：大界面对入射声束呈反射现象。声束入射至平滑的大界面（镜面），声能从界面反射回原介质反射；余下的声能通过界面进入第二介质透射。2、反射（reflection）：大界面对入射

15、声束呈反射现象反射回声的声强主要取决与大界面两侧介质声阻抗差。声阻抗差愈大，反射声强愈大，穿透声强愈小。反射回声的声强主要取决与大界面两侧介质声阻抗差。声阻抗差愈大3、折射（deflection）界面两侧介质中声速不等，入射角00，透射声束方向发生改变，即沿偏离入射声束的方向传播。3、折射（deflection）界面两侧介质中声速不等，入射4、全反射与临界角C2C1时，折射角入射角，入射角增大，直至折射角为直角时，折射声束与大界面平行，此时的入射角称为“临界角”。入射角临界角时，声束从平行状态转入第一介质中全反射。4、全反射与临界角C2C1时，折射角入射角，入射角增大，折射声影： 在全反射界面

16、的下方，声束不能进入第二介质，该区失照射，出现“无回声进入区”，称侧后声影或折射声影。折射声影：超声诊断学：总论课件5、绕射（衍射）声束在界面边缘经过，声束边缘和界面边缘间距达12个波长时，声束可向界面边缘靠近且绕行，即产生声轴的弧形转向，称为绕射（diffraction）。如小结石后方无声影。5、绕射（衍射）声束在界面边缘经过，声束边缘和界面边缘间距达超声诊断学：总论课件1、反射是超声诊断的主要物理原理。在人体内各种组织声阻抗不同的分界面上产生反射，反射回声被探头接收后再构成声像图。2、背向散射也是超声诊断的重要物理原理。背向散射回声被接收后，可供分析组织脏器的内部结构特性。1、反射是超声诊

17、断的主要物理原理。在人体内各种组织声阻抗不同6、衰减（attenuation）超声波携带能量，在介质中传播时，因小界面散射，大界面反射，声束的扩散及软组织对声能的吸收，使声能随传播距离的增加而逐渐减低，称为“衰减” 。6、衰减（attenuation）超声波携带能量，在介质中传人体组织衰减与组织中所含成分有关含液者衰减甚低。实质性组织中随其含蛋白质的百分数增高而衰减增大含气脏器（或病灶）属人体内最大衰减。人体组织衰减与组织中所含成分有关含液者衰减甚低。人体组织中衰减与散射有关某些病变（脂肪肝）时散射增大。致使传入深部的声强显著下降。人体组织中衰减与散射有关某些病变（脂肪肝）时散射增大。致使传超

18、声诊断学：总论课件人体组织中衰减与反射有关反射系数愈高则反射声强愈大，使透入界面深部介质的声能下降。人体组织中衰减与反射有关反射系数愈高则反射声强愈大，使透入界超声诊断学：总论课件人体组织中衰减与声能吸收有关超声波在介质传播，介质质点沿其平衡位置来回振动，质点之间发生弹性摩擦（内摩擦），使超声振动的机械能转变为热能，一部分热能被组织吸收，称为粘滞吸收，一部分热能通过介质的热传导，向空中辐射，称为热传导吸收。人体组织中衰减与声能吸收有关超声波在介质传播，介质质点沿其平衰减在超声诊断中的应用：衰减间差别为超声诊断重要依据之一。比较同一深度处的回声情况，可推测该处浅部声路上的衰减大小。部分病灶后方增

19、强；部分病灶后方减弱；部分病灶后方无明显变化。衰减在超声诊断中的应用：衰减间差别为超声诊断重要依据之一。后方回声增强轻度增强：低回声型小肝癌，高回声型血管瘤（部分），正常晶体后囊等。显著增强：囊肿、脓肿、金属异物等。后方回声增强轻度增强：低回声型小肝癌，高回声型血管瘤（部分）超声诊断学：总论课件后方回声减弱 轻度减弱：乳腺癌，局灶型纤维化，后方为模糊声影。 显著减弱（后方有声影）：钙化斑，结石，重度局灶型纤维化，疤痕组织，气体，圆球型包膜的侧后声影。后方回声减弱 轻度减弱：乳腺癌超声诊断学：总论课件后方回声无改变局灶性病变的衰减与该脏器正常组织一致；或者属弥漫性病变，即使衰减与正常组织不同，声

20、像图不能比较出衰减差别。后方回声无改变局灶性病变的衰减与该脏器正常组织一致；超声诊断学：总论课件人体不同组织的声衰减情况衰减最高：骨、钙、肺（含气）衰减很高：瘢痕衰减高：肌腱、软骨衰减中等：脑、肝、肌肉、心、肾衰减低：脂肪衰减很低：血液、血清衰减极低：尿液、胆汁、囊肿液、胸腹水人体不同组织的声衰减情况衰减最高：骨、钙、肺（含气）会聚与发散 平行声束通过圆球形病灶，如病灶内声速与周围不等，病灶后方产生声束的会聚或发散。会聚与发散 平行声束通过圆球形病灶，如病灶内声速与周围不 声束在经越圆形低声速区，即病灶内声速小于周围组织声束，经两次折射后会聚。如囊肿后方呈蝌蚪尾状。 声束在经越圆形低声速区，即

21、病灶内声速小于周围组织声束， 声束经越圆形高声速区，即病灶内声速大于周围组织，声束经两次折射后呈扩散现象； 声束经越圆形高声速区，即病灶内声速大于周围组织，声束经 病灶内声速等于周围组织，通过病灶后声束无会聚或发散改变。 病灶内声速等于周围组织，通过病灶后声束无会聚或发散改变9、多普勒效应（Doppler effect）入射超声遇到活动的小界面或大界面后，散射或反射回声的频率发生改变，此现象称为多普勒效应，频率变化称为多普勒频移。9、多普勒效应（Doppler effect）入射超声遇到界面朝向探头运动，回声频率升高，呈正向频移；界面背离探头运动，回声频率降低，呈负向频移。因此，利用多普勒效应可测算出血流或组织的活动、活动方向及活动速度。界面朝向探头运动，回声频率升高，呈正向频移；界面背离探头运动界面界面界面33界界界33超声诊断学：总论课件超声诊断学：总论课件五、入射超声对人体组织的作用五、入射超声对人体组织的作用在人体组织中对超声敏感者有中枢神经系统、视网膜、视神经、生殖腺、早孕期胚芽及3个月内早孕、孕期胎儿颅脑、胎心等。对这些脏器的超声检查，每一受检切面上其固定持续观察时间不应超过1分钟。间隔23分钟后再至先前扫查区观察，持续时间不超过1分钟。可往复扫查，使进入某区组织的平均声能量下降。在人体组织中对超声敏感者有中枢神经系统、视网膜、视神经、