超声诊断基础知识

超声诊断学

超声医学

（ultrasonicmedicine）

超声医学（ultrasonicmedicine）是利用超声波的物理特性与人体器官、组织的声学特性相互作用后得到诊断或治疗效果的一门学科。第一章超声诊断基础知识

第一节

超声波与超声诊断原理

声波——物体的机械震动在介质（空气、水、固体等）的传播过程中产生的纵波称为声波。（机械波）人耳听觉范围为16-2万Hz（赫兹、赫）。超声波——声波频率超出人耳听力范围2万Hz（赫）的高频声波称为超声波。

纵波与横波示意图（二）超声波三个主要物理量：①波长（λ）；②频率（f）；③声速（c）。声速（超声在介质中的传导速度，也可说超声在人体中传导的穿透力）与频率及波长有一定关系：c=f·λ

频率越高，波长越短，穿透力越差，但分辨力越高，适合于浅表器官的探查。频率越低，波长越长，分辨力越低，但穿透力越好,适合于心脏等深部脏器的探查。根据公式：c=f·λ1.方向性（束射性）2.反射、折射3.衍射、散射4.吸收衰减特性5.多普勒(Doppler)效应（三）

超声波的物理特性：1.方向性（束射性）是超声对人体定向探测的基础。频率越高，方向性越好。

超声在介质中传播时，由于不同介质的声阻抗不同，界面大小不一，可发生反射、折射与衍射、散射。回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差决定。人体软组织声阻抗差异很小，只要有1‰的声阻抗差，便可产生反射。

声阻抗（z）——指阻挡声波在介质中传播的力。公式：

z=c·ρ

c——声速ρ——介质的密度可见声速越快，介质密度越高，声阻抗越大。回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差决定。声阻抗相差甚大的两种组织（即介质，medium），相邻构成的界面，反射率甚大，几乎可把超声的能量全部反射回来，不再向深部透射。例如骨骼—软组织界面，可阻挡超声向深层穿透。反之，声阻抗相差较小的两种介质相邻构成的界面，反射率较小，超声在界面上一小部分被反射，大部分透射到人体的深层，并在每一层界面上随该界面的反射率大小，有不同能量的超声反射回来，供仪器接收、显示。均匀的介质中不存在界面，没有超声反射，仪器接收不到该处的回声，例如胆汁和尿液中就没有回声，声像图上出现无回声的区域，是液性区域。2.反射、折射

超声遇到大界面时产生反射和折射。

声阻抗差越大，反射就越强，折射就越小。反之，声阻抗差越小，折射就越强，反射就越小。

声波垂直入射和斜入射时反射和折射3.衍射和散射超声遇到小界面时，发生衍射和散射。人体中的散射源是血液中的红细胞和脏器内部的细微结构。

衍射和散射示意图4.吸收衰减特性超声波在介质内的传播过程中，随着传播距离的增大，声波的能量逐渐减少，这一现象称为超声波衰减。声波衰减与介质对声波的吸收、散射以及声束扩散等原因有关，其中吸收是衰减的主要因素。5.多普勒(Doppler)效应

声源发射超声的频率固定，如遇到与声源作相对运动的界面，造成反射频率不同于发射频率。多谱勒频移——发射频率与反射频率之差。相对运动的速度愈高，则收到的声波频率改变愈大fd=f0vcosθ/cv=fd

c/f0cosθ医学上利用这种超声多普勒效应，来测定人体器官的运动状态，如心脏、血管和胎心等的活动。二.超声诊断原理：

超声诊断仪组成：

1.主机2.换能器（探头）——发出超声和接收超声回波。

超声的发生通过逆压效应发生声能

由主机示波屏处理放大换能器人体产生图像（探头）组织

利用正压电效应接收超声转为电能超声诊断仪基本原理声像图的阅读（纵切面）下上前后声像图的阅读（横切面）右左前后第二节人体组织的声学分型

按其声学特性可归纳为以下几种类型：

无反射型（无回声型）少反射型（低回声型）

多反射型（强回声）

全反射型（含气型）

无回声(Echoless)液体内部十分均质，其声阻抗无差别，没有反射界面形成。正常状态下呈现无回声表现的有胆汁、尿液等。病理情况下呈现无回声表现的有鞘膜、胸腔、腹腔积液及各个脏器的囊性病变、液化性病变等。

低回声(Low-echo)

在超声介质比较均匀，其的声阻抗差别较小，仅有少数反射界面，在正常灵敏度时表现为低回声状态，如正常肾实质、肝脏、脾脏及透明细胞癌及玻璃样变性的病理组织等。高回声(High-echo)

组织器官纤维化、脂肪变性等可表现为弥漫性点状回声，脏器内部有新生物形成时可表现为高回声结节或团块，导致回声增强的原因系病理组织较正常组织结构致密，声阻抗增加，反射界面增多所致。强回声(Strong-echo)

正常人体骨路，各种病理性结石、钙化灶等，与周围组织声阻抗相差悬殊，造成强烈的反射，表现为强回声团、强回声带等。肺及充气状态下的胃肠，在声像图上表现为多次反射之强回声带。人体不同组织回声强度顺序肾中央区（肾窦）＞胰腺＞肝、脾实质＞肾皮质＞肾髓质（肾锥体）＞血液＞胆汁和尿液。正常肺（胸膜--肺）、软组织--骨骼界面的回声最强；软骨回声很低，甚至接近于无回声。病理组织中，结石、钙化最强；纤维化、纤维平滑肌脂肪瘤次之；典型的淋巴瘤回声最低，甚至接近无回声。

第三节获得最佳超声信息的基本条件1．被检测的组织结构声阻抗的差异。2.欲探得较小的界面，则需要使用波长较短，也就是频率较高的换能器。(参照6)3．除了多普勒检查外，超声的入射波必须尽量与被检测的界面垂直，才能使反射波最大限度地回到换能器，接收到最强的回声讯号，从而获得最佳的超声信息。(参照13)第四节超声诊断仪分类

一．

A型诊断法（一维）——A超二．

B型诊断法（二维显象）——B超三．

M型诊断法：（一维）四．D型诊断法：（Doppler）

1．频谱多普勒（一维）2．多普勒彩色血流显象

A型（A-mode）这是一种幅度调制（amplitudemodulation）超声诊断仪，把接收到的回声以波的振幅显示，振幅的高低代表回声的强弱，以波型形式出现。B型（B-mode）这是辉度调制型（brightnessmodulation）超声诊断仪，把接收到的回声，以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱。

M型超声诊断仪是B型的一种变化，介于A型和B型之间，得到的是一维信息。在辉度调制的基础上，加上一个慢扫描电路，使辉度调制的一维回声信号，得到时间上的展开，形成曲线。用以观察心脏瓣膜活动等。(三)M型（M-mode）左室水平M型图像

在二维图像上某点取样，获得多普勒频谱加以分析，获得血流动力学的信息，对心血管的诊断极为有用，所用探头与B型合用。包括：脉冲多普勒（pulsedwaveDoppler,PW）连续多普勒（continuouswaveDoppler,CW）彩色多普勒血流显像（colorDopplerflowimaging,CDFI）(四)D型（Dopplermode）脉冲多普勒、连续多普勒示意图频谱多普勒仪正负频移的显示

彩色多普勒血流以彩色的颜色代表血流方向，以彩色的明亮度代表血流速度。第五节超声诊断的临床应用

（一）超声检查的主要用途（优点）：

（1）

检查实质性脏器的：大小（径线值）形态特征边界、边缘的光滑、清晰程度脏器内部回声①内部支持结构和管道结构（如：血管等）。②内部光点密度、粗细、亮度、分布等。（2）检测某些囊性器官（如胆囊、膀胱等）的形态、走向及功能状态。（3）检查心脏、大血管和外周血管的结构、功能及血液动力学状态，包括对先天性和后天性心脏病，血管畸形及闭塞性血管病等的诊断。（4）检测脏器内各种局灶性病变的物理特性。鉴别局灶病变是实性、囊性、还是混合性，部分还可鉴别良、恶性。

（5）检测积液的存在与否，以及对积液量的多少作出估计，如胸腔、腹腔、心包、胆囊、肾盂积液或脓肿等。（6）对各种病变治疗进行动态随访观察，如：急性胰腺炎、甲状腺肿块等。（7）介入性超声的应用：如引导穿刺、活检、导管插入等（肝、肾穿刺活检）。（二）超声检查的局限性（缺点）1．超声穿透性差超声遇到骨骼、结石、钙化等密度大的介质时，声阻抗大，超声被完全反射回去，其深层因无声能而呈无回声平直条状区，叫声影（acousticshadow）。对含气器官如肺、肠道，因声阻抗差大而反射率几乎等于100%。所以超声怕气体，怕骨骼，难达其深层。对肥胖、肺气肿、腹胀等条件困难的患者，影响二维图像质量。

2.由于超声本身的一些复杂物理效应，如旁瓣效应、侧后折射声影、侧壁失落效应、镜像效应、混响效应、折射重影效应等，常在超声图像中伴生，造成图像伪差。若超声诊断医生经验不足，可导致错误分析、诊断。3.仪器的优劣对超声的分辨率也有影响经体腔和经体表探头相比，经体腔探头探头频率高，分辨率高；排除肺内气体或肠腔内气体的干扰，图像清晰度高。如子宫内膜病变用阴道探头，前列腺病变用直肠探头，均比经腹壁的探头分辨率高。心脏病变用食道探头比经胸壁探头分辨率高。

（三）发展趋势1．三维、四维超声静态二维图像计算机重建静态三维（立体）图像动态三维——四维图像FETALFACE——3DFETALFACE将超声造影剂经末梢静脉注入，在超声检测时，超声造影剂产生去强烈的反射（散射）回声，可用于识别心内解剖结构、肿瘤的血流灌注情况等，并用于疾病诊断。

2

超声造影右前叶见圆形强回声，边缘清晰，病灶周边见强回声光带，病灶内呈筛网状改变。造影后血管瘤能量再加上谐波显示：肝血管瘤周围可见血管分布，注射造影剂后血管瘤内可见血流显像。运用心导管技术，以安装在心导管顶端的微型超声探头对血管进行超声成像，属有创性超声技术或介入性超声技术。

3血管内超声成像用心导管技术，把心导管探头插入右心内，对心内结构成像。4心内超声成像

a.细胞学检查、组织学活检、引流；b.注人药物治疗：注人酒精、药物；c.微波、激光、射频、冷冻、高温等消融治疗；d.乳腺肿瘤微创手术治疗。5超声引导下介入性超声SEEYOULATER第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

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