超声诊断学物理基础详述

超声诊断学泸州医学院超声医学教研室

陈晓梅超声诊断学物理基础详述第1页超声诊疗学物理基础超声诊断学物理基础详述第2页讲述主要内容提醒序言超声诊疗概念超声波物理特征超声诊疗基本原理人体组织声学分型超声诊疗基本方法超声诊疗临床利用价值

超声诊断学物理基础详述第3页一、前言超声诊断学物理基础详述第4页超声医学组成：

超声诊疗学超声治疗学超声工程技术超声诊断学物理基础详述第5页超声诊疗学

利用超声诊疗仪对人体器官疾病进行诊疗一门学科超声治疗学

利用超声诊疗仪对人体器官疾病进行治疗一门学科超声工程技术

就是对医用超声设备研制和超声生物医学基础研究一门学科超声诊断学物理基础详述第6页起源和发展

超声诊断学物理基础详述第7页在国外1942年奥地利KTDussik医生使用A型超声装置用穿透法探测颅脑—称为示波诊疗法(A型超声诊疗法)

1952年美国DHHowry和Bliss两位医生开始研究用超声显像法对人体疾病进行诊疗—称为超声显像诊疗法亦称(B型超声诊疗法)超声诊断学物理基础详述第8页在国内

始于1958年,上海市第六人民医院安适等人将超声诊疗利用于临床,并成立了中国第一个超声研究组〔中国超声医学工程学会前身〕超声诊断学物理基础详述第9页八十年代以后,超声诊疗得到了快速发展。

超声诊疗X射线CT同位素核扫描核磁共振〔MRI〕并称为当代五大影像诊疗技术。它们之间各有优点,又互为补充,大大地提升了临床医学诊疗水平超声诊断学物理基础详述第10页二、超声诊疗概念超声诊断学物理基础详述第11页超声诊疗

(Ultrasonicexamination)

是指利用超声波反射原理,对人体软组织物理特征、形态结构及功效状态作出判断一个非创性检验方法超声诊断学物理基础详述第12页三、超声波物理特征超声诊断学物理基础详述第13页

概述超声波同声波一样含有相同物理特征。闻声波：人耳所能感觉到最低频率声波。16—0Hz超声波：超出人耳听觉上限声波。大于0Hz诊疗用超声波常大于2.0MHz超声诊断学物理基础详述第14页

1：穿透性和方向性

超声波含有一定穿透性,因而它能够达到人体组织一定深度。而且发射超声波是呈束状,因而它含有显著方向性。

λ＝C／f

f↑λ↓穿透力↓分辨力↑

f↓λ↑穿透力↑分辨力↓

超声诊断学物理基础详述第15页2：反射、折射和散射特征

超声波从一个介质传至另一介质分界面时,若界面长度大于声束波长（大界面）就会在界面上产生反射和折射,反射强弱与介质声阻抗差及入射角相关。

超声诊断学物理基础详述第16页

界面反射强度由反射系数R决定R=(Z2-Z1)2/(Z2+Z1)2声阻抗差↑反射↑声阻抗差↓反射↓两种介质声阻抗差相差0.1%，就会产生显著反射回声超声诊断学物理基础详述第17页当入射角等于0时（即垂直入射）回声反射强当入射角不等于0时回声反射减弱甚至消失当入射角不等于0时则会发生折射超声诊断学物理基础详述第18页

当超声波在传输过程中遇见不规则小界面〔界面小于波长〕时,就会发生声波出现不规则反射、折射和绕射,我们把这种不规则反射、折射和绕射称为散射。〈1〉RBC〈2〉脏器微小结构等超声诊断学物理基础详述第19页

3：吸收和衰减特征

超声波在各种介质传输过程中,因为声能吸收、以及超声波反射、折射等各种原因,使超声波能量逐步被消耗而发生衰减。声能衰减后,反射就减弱。从而对深部组织脏器进行超声检验就比较困难。超声诊断学物理基础详述第20页4：多普勒效应Dopplereffect

当声源与接收器之间出现相对运动时,接收到频率与声源发射频率间就有一定差异,这种频率改变称为频移,发生这种现象称为多普勒效应。

（心壁、血管壁、心瓣膜活动及血液流动等均含有多普勒效应）超声诊断学物理基础详述第21页四、超声诊疗基本原理超声诊断学物理基础详述第22页显示器探头（换能器）操作平台主机超声诊断学物理基础详述第23页超声诊断学物理基础详述第24页探头〔换能器〕—主要由压电晶片组成

压电晶片—有天然和人工合成

以石英为代表以锆钛酸铅为代表

超声诊断学物理基础详述第25页压电晶片物理特征

压电效应

可逆正压电效应逆压电效应超声诊断学物理基础详述第26页概念逆压电效应：当电能作用在压电晶片两端,就会使压电晶片发生压缩或拉伸,从而使压电晶片厚度发生改变,这种交变电场影响而发生逆压电效应。从而将电能转变为声能,即转变为超声波。逆压电效应电能声能〔超声波〕超声诊断学物理基础详述第27页正压电效应：

当声能作用在压电晶片两端,就会使压电晶片两端正负电荷发生交替性改变,从而发生正压电效应。将反射回来超声波转变为电讯号。正压电效应超声波电讯号超声诊断学物理基础详述第28页超声诊疗原理示意图

电能

超声波主机

探头〔换能器〕人体组织

电讯号

超声波

电讯号加在主机上经过逐层放大,最终成像于主机显示器上超声诊断学物理基础详述第29页五、人体组织声学分型超声诊断学物理基础详述第30页

1：无反射型〔无回声型〕

无声阻抗差也即是无声学界面。

如；血液、尿液、胆汁、腹水、胸水等等。超声诊断学物理基础详述第31页睾丸鞘膜积液心脏胎儿羊水膀胱子宫超声诊断学物理基础详述第32页

2：少反射型〔低回声型〕

表现为中等强度均匀点状回声,见于比较均匀实质性组织。

如:肝脏、脾脏、胰腺、前列腺、睾丸等等。超声诊断学物理基础详述第33页肝实质回声区图1-3超声诊断学物理基础详述第34页正常左叶甲状腺实质回声超声诊断学物理基础详述第35页子宫肌层实质回声胎儿肝脏实质声胎盘实质回声孕三月胎儿面部超声诊断学物理基础详述第36页

3：多反射型〔强回声型〕

表现在声阻抗差较大组织。〔非均质性组织〕

如:乳腺、心壁、瓣膜等等。超声诊断学物理基础详述第37页正常胆囊壁强回声心肌壁强回声三尖瓣强回声超声诊断学物理基础详述第38页4：全反射型〔含气型〕

声能几乎全部被反射,不能透入下一层组织。

如:肺和胃肠气体等等。超声诊断学物理基础详述第39页胃内气体遮盖胰腺肠道气体超声诊断学物理基础详述第40页甲状腺气管内气体回声超声造影剂显示肝脏内肿瘤动脉血管内气体回声超声诊断学物理基础详述第41页六、超声诊疗基本方法超声诊断学物理基础详述第42页1：A型超声诊疗法〔超声示波诊疗法〕

己被淘汰2：M型超声诊疗法〔超声光点扫描法〕

由心脏B超老师讲述超声诊断学物理基础详述第43页

3：B型超声诊疗法〔超声显像诊疗法〕

显示脏器二维解剖切面图像,图像清晰.直观,还能够发觉较小病灶,并作出病变空间方位上定位。同时能观察到脏器活动状态,称实时显像。临床利用很广泛。超声诊断学物理基础详述第44页4：D型超声诊疗法〔超声频移诊疗法又称多普勒超声诊疗法〕

与B型超声诊疗法结合,在B型图像上进行多普勒采样,来检测与血流动力学相关脏器病变。如:心脏.血管及其它脏器。超声诊断学物理基础详述第45页

5：C型〔和F型〕诊疗法即等深显示技术

当前本法主要用于乳房疾病诊疗

C型与F型与B型区分之处,仅仅是它改变了声波对人体扫查方位〔即改变了显示断面〕,而成像物理基础仍无异于B型。超声诊断学物理基础详述第46页七、超声诊疗临床利用价值超声诊断学物理基础详述第47页

1：检测实质性器官形态、大小,依据组织回声,发觉各种类型疾病。〔如肝脏、胰腺、脾脏、肾脏、前列腺、睾丸附睾、腮腺、颌下腺、甲状腺及乳腺等〕。正常右肝切面图超声诊断学物理基础详述第48页2：检测一些空腔脏器形态和功效〔如胆囊、胆管、膀胱及胃、肠道等〕。正常胆囊声像正常胆囊声像超声诊断学物理基础详述第49页

3：检测脏器各种占位性病变物理特征〔囊性、实性或囊实混合性〕,依据这些声像特征再结合临床表现及其它辅助检验结果作出良、恶性判断。鼻骨旁囊肿图1-4超声诊断学物理基础详述第50页右肝实质性肿瘤(右肝癌)图2超声诊断学物理基础详述第51页甲状腺囊腺瘤液性暗区实性低回声反射图4超声诊断学物理基础详述第52页

4：检测胸、腹腔及其它腔隙有否积液。

如：胸腔、腹腔、盆腔、心包腔、睾丸及精索鞘膜腔、关节腔等右肩周积液超声诊断学物理基础详述第53页

5：动态观察经手术或药品治疗后各种疾病疗效情况A：肝Ca、结肠Ca、乳腺Ca等术后是否转移或复发。B：肝硬化腹水病人药品治疗后,肝、脾是否缩小、门静脉压力是否减小,腹水是否消失等。急性肝炎治疗后肝脏体积缩小急性胰腺炎治疗后,胰腺体积缩小,网膜囊积液消失。胰腺网膜囊LLSTO右肝静脉超声诊断学物理基础详述第54页

6：彩色多普勒超声〔被誉为无创性血管造影〕—检测心脏、腹部血管、外周血管形态结构和血流动力学状态。

A：心脏—是否长大、有没有房缺或室缺等。超声诊断学物理基础详述第55页

B：腹部血管—动脉系：AO、HA、SPA、KA、SMA、GIA、UTA等;静脉系：IVC、PV、SPV、SMV、HV、KV、GIV等显示肾动静脉能量图正常腹主动脉超声诊断学物理基础详述第56页

C：外周血管—颈血管〔CCA、HA、BA、ICV等〕;四肢血管〔CFA、V,SFA、V,PA、V,PTA、V,ATA、V,等〕正常颈总动脉分叉平面颈总动脉血流频谱超声诊断学物理基础详述第57页D：肿瘤血流动力学改变〔介入或手术治疗前后〕。乳腺肿瘤周围血供丰富右肝肿瘤周围和中心都有丰富血供超声诊断学物理基础详述第58页

E：在小器官血流动力学改变中应用〔甲状腺、乳腺、精索静脉、阴茎动、静脉等〕。甲状腺肿瘤内有高速动脉供血

PS:76.45Cm/s甲状腺肿瘤内有丰富动、静脉血流信号超声诊断学物理基础详述第59页

7：介入超声—在超声导向下进行诊疗和治疗。

A：肝、肾穿刺活检明确诊疗。

B：肝癌、肝囊肿、肾囊肿、卵巢囊肿超声导向穿刺行无水酒精治疗。超声诊断学物理基础详述第60页

8：术中超声。优点：A：能检测出术中不能扪及肿块。

B：显示术前漏诊。

C：门静脉有没有微栓子。

D：作为术中结节定位诊疗。

E：监测手术进行。超声诊断学物理基础详述第61页

9：腔内超声。A：经食道、直肠、阴道超声。B：经血管内超声。C：超声内窥镜。经直肠超声捡测前列腺经阴道超声清楚显示子宫内膜经阴道超声清楚显示卵巢囊实性肿物超声诊断学物理基础详述第62页

10：三维超声〔被誉为超声CT〕

现应用在心脏、腹部肿瘤、胎儿等方面。胎儿手胎儿大腿胎儿足超声诊断学