医学影像系本科-超声总论

2009级医学系、检验、麻醉及口腔医学专业2/5/20231超声发展史第一章概论一、影像技术超声诊断学——

以电子学、医学工程学、解剖学、病理学为基础，将声学原理运用于临床的一门新兴的学科，其研究内容包括超声诊断的物理基础，超声诊断仪的结构、操作技术、对图像的分析、诊断及治疗。2/5/20232一、影像技术第一章概论------现代三大医学影像诊断技术之一US----首选CTMRI优势：无创、精确、方便。医学领域的地位

超声(ultrasound)2/5/20233一.脏器病变的形态学诊断和器官的超声大体解剖学检测二.功能性检测三.观察胎儿的发育过程、判断胎儿成熟程度及有无先天性畸形四.介入超声检测五.对骨关节、骨组织、颅脑、肺、肠等部分疾病的诊断也有一定价值六.床旁及术中超声超声学内容和特点一、影像技术第一章概论2/5/20234超声诊断的优点：1、无放射性损伤，为无创性检查技术2、所得的信息量丰富，只有灰阶的切面图像，层次清楚，接近于解剖真实结构3、对活动界面能作动态的实时显示，便于观察

4、能发挥管腔造影功能，无须任何对比剂即可显示管腔结构，如腹腔血管、肝内门静脉、肝静脉等

5、对病灶有良好的显示功能，实质性脏器内2--3mm的囊性病灶，已能显示清晰

6、所取得的各种方位的切面图象（CT见显示横断切面），并能根据图象显示结构和特点，对病灶能准确定位和测量大小，并能及时取得结果，并可反复多次进行动态观察，对危重病人可在床旁进行检查2/5/20235一、影像技术第一章概论超声检查(ultrasonicexamination)

主要用途检测器官的大小、形状、物理特性及某些功能状态;检测心血管的结构、功能与血流动力学状态;鉴定占位病灶的物理特性及部分病理特性；检测有无积液存在，并初步估计积液量；随访药物或手术治疗后各种病变的动态变化；应用介入性超声进行辅助诊断或某些治疗。2/5/20236一、声波第二章超声的物理基础定义(definition)物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中传播,且引起人耳感觉的波动为声波。<16Hz：

次声波16--20000Hz：可闻波>20000Hz：超声波(ultrasound)常用频率振源：声带、鼓面介质：空气、人体组织接收：鼓膜、换能器2/5/20237一、声波第二章超声的物理基础超声波在液体、气体和人体软组织中的传播方式为纵波波长(wavelength)：两个相邻振动波峰间的距离为波长()。频率(frequency):一秒内出现振动波的次数为频率(f)，其单位为赫兹(Hz)。波速(wavevelocity):每秒声波传播的距离为波速(C)，C=f声阻(impedance):为介质的密度()

和声速的乘积(Z)，Z=C物理量(physicalquantity)2/5/20238超声波的方向性直线传播。在相同声源直径条件下，频率越高，波长越短，束射性或方向性越强四、图像特征第二章超声的物理基础2/5/20239基本分辨力轴向分辨力：沿声束轴线方向的分辨力，反映在深浅方向的精细度，3-3.5MHz探头分辨力为1mm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的分辨率，又叫厚度分辨率，声束越细，分辨力越好横向分辨力：指在与声束轴线垂直的平面上在探头短轴方向的分辨力目前超声的分辨力1-2mm，远大于细胞直径，不能做出细胞病理学诊断四、图像特征第二章超声的物理基础2/5/202310四、图像特征第二章超声的物理基础分辨力(resolution)纵向分辨力(longitudinalresolution)：

为区别声束轴线上两个物体的距离，与超声的频率有关。

横向分辨力(transverseresolution)：

是区分处于与声束轴线垂直平面两个物体的能力，与声束的宽度有关。超声仪的分辨力是指能够分辨有一定间距的界面的能力。2/5/202311四、图像特征第二章超声的物理基础纵向分辨力(longitudinalresolution)

探头频率越高，分辨力越高。

然而频率与穿透性(penetrability)呈反比。2/5/202312第二章超声的物理基础四、图像特征声束：

从声源发出的声波，一般在一个较小的立体角内传播。其中心轴线为声轴，为声束传播的主方向。声束两侧边缘间的距离为束宽。2/5/202313第二章超声的物理基础二、超声特性人体组织对入射超声的作用2/5/202314二、超声特性第二章超声的物理基础反射与折射(reflection&refraction)

超声波入射到比波长大的界面且有一定声阻差时，就会产生反射，入射超声的能量大部分返回声源。如遇两声速不同的介质时可引起传播方向的改变，即为折射。界面：两个介质的分界面声阻差：两个介质声阻抗的差值入射角：声波入射到界面的角度2/5/202315三、超声特性第二章超声的物理基础散射与绕射(scattering&diffraction)绕射：如界面不大，可与波长相比，声波将绕过该界面继续向前传播。散射：小界面对入射超声产生散射，入射超声的部分能量向空间各个反向发射，反射回声源能量很低，散射来自脏器的细小结构，临床意义十分重要。2/5/202316三、超声特性第二章超声的物理基础衰减(attenuation)

系声波轴向振动与介质之间摩擦致能量消耗的结果，它与超声探头频率及声波运行距离有关。在正常及病理情况下，组织的衰减会发生变化。2/5/202317三、超声特性第二章超声的物理基础多普勒效应(Dopplereffect)

在声源与观察者作相对运动时，声波密集，频率增高；在背向运动时声波疏散，频率减低，这种引起声波频率变化的现象为多普勒效应。Fd=2Vcosθxf0/c2/5/202318三、超声特性第二章超声的物理基础多普勒效应(Dopplereffect)

探头工作时，换能器发出超声波，由运动着的红细胞发出散射回波，再由接收换能器接收此回波。

在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心血管内的血流方向、流速和湍流程度、横膈的活动以及胎儿的呼吸等。2/5/202319四、图像特征第二章超声的物理基础灰阶(greyscale)灰阶等级：

一幅B超图是由不同亮度的像素构成的，而像素的亮度由反射回声的强弱所决定，没有反射的为黑色，反射最强的为白色，中等为灰色，像素在屏幕上形成不同亮度的层次，既为灰阶。2/5/202320一、探头原理第三章超声仪器压电效应(piezoelectriceffect)对某些非对称结晶材料进行一定方向的加压或拉伸时，其表面将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压电效应。

具有此性质的材料称为压电材料，分为压电晶体、极化陶瓷、高分子聚合物和复合材料等。2/5/202321一、探头原理第三章超声仪器正压电效应

结晶在其两个受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，在两个界面产生等量异号电荷。定义：由外力作用引起的电介质表面荷电效应，称为正压电效应。2/5/202322一、探头原理第三章超声仪器逆压电效应定义：由在外场作用下，晶体将产生几何变形，称为n逆压电效应(亦称电致伸缩效应)。

在晶体表面施加电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一极化位移导致了晶体的几何应变。2/5/202323第二章超声的物理基础三、超声特性高频脉冲发生器超声诊断原理换能器（将电能转变为声能）组织界面（反射）换能器（将电能转变为声能）接受放大装置示波管显示系统2/5/202324一、探头原理第三章超声仪器超声换能器(ultrasoundtransducer)

压电晶片被置于交变电场内便可振动，其频率与激励交变电场频率相同。当＞20kHz时，即成了超声源。利用逆压电效应将电能转换成超声能发射超声，利用正压电效应将超声能量转换成电能接收超声。2/5/202325二、仪器类型第三章超声仪器解剖超声

一维：A超(amplitudemode)M超(motionmode)

二维：B超(brightnessmode)

三维：立体

血流超声

一维：PW超(pulsewaveform)如经颅超声TCD

二维：彩色多普勒(colordoppler)

三维：立体彩色多普勒超声诊断仪的类型(typeofultrasonicdiagnosticequipment)2/5/202326

探头

监视器

功能键盘

主机二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202327第三章超声仪器二、仪器类型超声探头2/5/202328二、仪器类型第三章超声仪器A超(Amplitudemode)振幅度制型单条声束在传播途径中在传播途径中遇到界面产生的反射或散射。此法以波幅的高低代表界面反射信号的强弱，可探测脏器径线及鉴别病变的物理特性。由于此法过分粗略，目前巳基本淘汰。2/5/202329二、仪器类型第三章超声仪器B超(brightnessmode)回辉度调制型此法以不同辉度光点表示界面，反射信号的强弱以灰度表示，反射强则亮，反射弱则暗。因采用多声束连续扫描，故可显示脏器的二维图像，本法是目前使用最为广泛的超声诊断法。2/5/202330二、仪器类型第三章超声仪器三维(three-dimensionalultrasoundimaging)

将立体图象以投影图或透视图表现在平面上的显示方式，可从各个角度来观察该立体目标。2/5/202331单声束取样获得的界面回声，回声灰度调制型，y轴为时间轴代表界面深浅，X轴为外加的慢扫描时间基线。显示心脏各层次及其他运动器官的运动回声曲线。属于一维。可以进行精确的室壁厚度、运动幅度、厚度、房室大小的测定、速度、有关心功能的检查和测算，与二维配合使用。正常M型曲线M型二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202332二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202333连续波（CW）：对声束线上的所有血流可获得回声，测量最大的流速不受限。但无距离选通，不能区分浅深血流的中流速。脉冲波（PW）：接收器中设有选通门，其门宽及浅深均属可调。频谱多普勒二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202334二、仪器类型第三章超声仪器PW超(pulsewaveform)

利用声波的多普勒效应，以频谱的方式显示多普勒频移，多与B型诊断法结合，在B型图像上进行多普勒采样。当频移为正时，以正向波表示，而负向波则表示负频移。临床多用于检测心脏及血管的血流动力学状态，尤其是先天性心脏病和瓣膜病的分流及返流情况，有较大的诊断价值。（时间、速度、频带宽度、频谱灰阶）2/5/202335CW流速10m/s，无距离选通能力，不能定位诊断PW受到脉冲重复频率的限制，为了准确显示频移大小和方向，PRF必须大于多普勒频移的两倍1/2PRF称为尼奎斯特频率极限，超过极限会出现方向和大小伪差，即频谱失真。采样深度取决PRF，由两个发射脉冲的时间间隔决定。

dMAX=C/2PRF彩色多普勒存在频谱失真，不能定量分析多普勒超声局限性二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202336二、仪器类型第三章超声仪器彩色多普勒(colordoppler)

彩色编码技术是由红、蓝、绿三种基本颜色组成，当频移为正时，以红色来表示，而兰色则表示负的频移。系在多普勒二维显像的基础上，以实时彩色编码显示血流的方法，即在显示屏上以不同彩色显示不同的血流方向和流速。（方向、速度、血流分散显示、零电位移）。湍流：红、黄、蓝、白及附加绿色斑点2/5/202337血细胞频移的多普勒方程为：

fd=2f0vcosθ/c

v=fdc/2f0cosθ

频移信号的显示方式

1.音频输出

2.频谱显示二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202338分功率型彩色血流成像和方向性血流成像，前者不显示血流方向，但灵敏度高，主要用于观察脏器组织血流灌注，两者无角度依赖，可显示的血流速度范围广，血流连续性好，尤其对末梢及低速血流显示优于彩色多普勒的其他显示方式。能量多普勒二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202339二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202340二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202341二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202342将心肌运动产生的低频多普勒频移用彩色编码或频谱实时显示出来，有效的反映心肌运动的方向和速度。组织多普勒二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202343二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202344二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202345二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202346二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202347二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202348二、仪器类型第三章超声仪器三维(three-dimensionalultrasoundimaging)

是用一系列二维彩色多普勒图所重建的彩色图像。2/5/202349又称B彩，将黑白图形或图像的显示方式转变为彩色显示方式，原则上用于所有灰阶显示的超声图形或图像中，如二维、M型、频谱多普勒等，先将回声幅度（黑白显示为灰阶），划分为许多彩色域，然后采用伪彩色编码的方法将灰阶显示变换为彩色显示，使黑白图形变成彩色。伪彩第三章超声仪器二、仪器类型2/5/202350二、仪器类型第三章超声仪器2/5/202351第三章超声仪器二、仪器类型超声治疗设备及新技术国产高强度聚焦超声（HIFU）治疗肿瘤系统（超声聚焦刀），系世界领先的具有我国自主知识产权的大型超声医疗设备，已经销往国内外。超声消融；超声引导微波、激光、射频治疗肿瘤；超声微泡造影剂携基因治疗等。2/5/202352一、反射类型第四章超声的临床基础

人体组织的声学分型无回声

液性无回声：

生理：胆汁病理：胸腹水

衰减性无回声：

生理：骨骼后病理：纤维化

均质性无回声：

生理：淋巴结病理：淋巴瘤低回声

生理：心肌病理：甲减高回声生理：包膜病理：葡萄胎强回声

生理：气体病理：结石人体被测脏器与病灶的切面声像图，是由各种不同界面的回声所构成。声阻抗差0.1%可产生反射，阻抗相差越大能量越强，对其回声的命名，主要包括以下几个方面：2/5/202353一、反射类型第四章超声的临床基础

液性无回声(Fluidecholess)胆汁腹水2/5/202354一、反射类型第四章超声的临床基础

衰减性无回声(Echofreeoftheattenuation)结石声影2/5/202355一、反射类型第四章超声的临床基础

均质性无回声淋巴瘤2/5/202356一、反射类型第四章超声的临床基础

高回声(HighleveIecho)集合系统2/5/202357一、反射类型第四章超声的临床基础

低回声(Lowlevelecho)肿瘤2/5/202358一、反射类型第四章超声的临床基础

强回声(Strongecho)2/5/2023592、回声分布的描述：按其图像中光点的分布情况，分为均匀或不均匀，密集或稀疏。3、回声形态的命名：1）光点（echogenic

dotts）：回声呈细小亮点状。2）光斑（echogenicspot）：回声聚集呈明亮的小片状，其大小在0.5cm以下有清晰的边界。3）光团（echogenicmass）：回声光点聚集呈明亮的光团，有一定的边界。4）光环：回声光点排列呈圆环状。5）光带：回声光点排列呈明亮的带状或线状。一、反射类型第四章超声的临床基础

2/5/202360一、反射类型第四章超声的临床基础

2/5/202361二、声像图特点第四章超声的临床基础

人体组织的正常声像图特点皮肤：强回声带。脂肪组织：皮下、体内呈低回声，混杂时为强回声。纤维组织：与其它组织交错分布呈强回声。肌肉组织：长轴呈纹状，短轴呈斑点状。

血管：呈无回声管道，动脉壁回声强，静脉反之。骨骼：骨皮质光带后有声影。(CharacteristicoftheNormaltissue)2/5/202362二、声像图特点第四章超声的临床基础

皮肤(Skin)

正常皮肤均呈线状回声表现。需观察皮肤有无增厚、变薄或凸出、凹陷时应通过水耦合方式进行。2/5/202363二、声像图特点第四章超声的临床基础

脂肪组织(Fattytissue)

正常皮下脂肪及体内层状分布的脂肪呈低水平回声。当有筋膜包裹时，在脂肪与筋膜之间有时显出强回声界限。2/5/202364二、声像图特点第四章超声的临床基础

纤维组织(Fibro-tissue)

体内纤维组织与其他组织交错分布，一般回声较强。某些排列均匀的纤维组织其回声相对较弱。2/5/202365二、声像图特点第四章超声的临床基础

肌肉组织(Muscletissue)

正常肌肉组织的回声较脂肪组织强，质地亦较粗糙，各层肌肉纤维影像清楚，长轴呈条纹状，短轴呈斑点状。2/5/202366二、声像图特点第四章超声的临床基础

血管(BloodVessel)正常血管呈无回声管状结构，动脉管壁厚，回声强，搏动明显。静脉管壁薄，回声弱，搏动不明显。2/5/202367二、声像图特点第四章超声的临床基础

骨骼(Skeleton)

成骨近探头侧的骨皮质回声反射很强，后方拖有声影，骨内结构显示不清。软骨的表现为两带状回声之间呈为低回声区。2/5/202368某些特殊的征象描述：即将某些病变声像图形象化命名为某征，常用的有(图示)：靶环征（Targetsign）及牛眼征（Bullseyeconfiguration）：中心呈高回声而其周围形成圆环状低回声。双筒枪征（Shotgunsign）：肝外胆管因阻塞扩张后在声像图上形成与肝门部门静脉平行，管径相近或略宽。平行管征（Parallelchannelsign）：在肝内，门静脉、肝动脉、肝内胆管伴行，肝内胆管扩张与相应的门静脉构成平行管征。假肾征（Pseudo-kidneysign）：胃肠道肿瘤由个厚与残腔形成。驼峰征（Humpsign）：肝肿瘤自表面隆起者。二、声像图特点第四章超声的临床基础

2/5/202369第四章超声的临床基础

二、声像图特点2/5/202370

病人准备：腹部检查宜空腹进行；易受消化道气体干扰的深部器官，需作严格的肠道准备，经直肠检查需排便或灌肠；妇科和膀胱检查需充盈膀胱，某些特殊检查另有要求，以后将详细叙述。

医生的准备：检查前宜详细了解有关病史明确检查目的，选用适当的检查（如体表或腔内探头等）。第五章超声的临床应用

二、检查方法检查准备2/5/202371直接探测法：探头与受检者的皮肤或粘膜直接接触，为常规采用的探测法。间接探测法：探测时，探头与人体之间插入水囊、延迟块其它材料时超声从发射到进入人体有一个时间上的延迟。其目的有三：（1）、使被检测部位落入声束的聚焦区，增强分辨力。（2）、使表面不平的被检部位得到耦合剂。（3）、使某些娇嫩的被检组织（如角膜）不受擦伤。此法主要用于浅表器官的探测。二、检查方法第五章超声的临床应用

探测方法2/5/202372三、常用切面第四章超声的临床应用

常用的扫查切面

(1)纵向扫查。(2)横向扫查。

(3)斜向扫查。(4)冠状面扫查。2/5/202373三、常用切面第四章超声的临床基础

纵向扫查(sagittalplane)

即扫查面与人体的长轴平行。2/5/202374三、常用切面第四章超声的临床基础

横向扫查(transverseplane)即扫查面与人体的长轴相垂直。2/5/202375三、常用切面第四章超声的临床基础

斜向扫查(obliqueplane)即扫查面与人体的长轴成一定角度。2/5/202376三、常用切面第四章超声的临床基础

冠状面扫查(coronalplane)

即扫查面与人体的额状面平行。2/5/202377四、图像方位第四章超声的临床基础

图像方位的标准

超声图像反映人体某一断层的图像，每一断层的图像均有相应的空间位置，目前国内通用的标准有：2/5/202378四、图像方位第四章超声的临床基础

横断面(transverseplane)

图像左侧示被检查者右侧，图像右侧示被检查者左侧。2/5/202379四、图像方位第四章超声的临床基础

纵断面(sagittalplane)

图像左侧示被检查者头侧，图像右侧示被检查者足侧。2/5/202380超声效应主要指超声本身的一些比较复杂的物理效应，它经常在超声诊断的图形中伴生，由此可造成图象伪差。四、伪像第四章超声的临床基础

常见的图象伪差2/5/202381第四章超声的临床基础

四、伪像常见的超声效应多次反射：当超声垂直入射到平整的组织界面时会出现超声在探头和界面之间来回反射的现象，称为超声的多次反射。镜像效应：声束遇到深部的平滑镜面时，反射回声为测及离镜面较接近的靶