超聲診斷基礎(chǔ)課件

1、超聲診斷的基礎(chǔ)和原理第一節(jié) 診斷超聲的物理特性 超聲診斷是指運(yùn)用超聲波原理對(duì)人體組織的物理特性、形態(tài)結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)功能狀態(tài)做出判斷的一種非創(chuàng)傷性檢查方法。 一、 概 論（一）超聲波定義 聲源振動(dòng)頻率 2萬赫茲（Hz）的機(jī)械波為超聲波。 超聲診斷所用聲源振動(dòng)頻率一般為：1-10兆赫（MHz），常用為：2.5-5.0 MHz。 3、頻率（f） 單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)完成一個(gè)振動(dòng)過程的次數(shù)，單位是赫茲（Hz）。 4、聲速（C） 單位時(shí)間內(nèi)聲波在介質(zhì)中的傳播距離, 單位是m/s，人體軟組織平均聲速為1540m/s。 （三）超聲波的方向性 直線傳播?？色@定向傳播的超聲波束。 在相同聲源直徑的條件下，頻率越高，波長越

2、短，束射性或方向性越強(qiáng)。 （四）聲源、聲束、聲場(chǎng)與分辨力 1、聲源 能產(chǎn)生超聲的物體稱為聲源，通常采用壓電陶瓷、壓電有機(jī)材料或混合壓電材料組成。聲源由超聲換能器發(fā)出。 2、聲束 從聲源發(fā)出的聲波，一般在一個(gè)較小的立體角內(nèi)傳播。其中心軸線名聲軸，為聲束傳播的主方向。聲束兩側(cè)邊緣間的距離名束寬。 2）側(cè)向分辨力 指在與聲束軸線垂直的平面上在探頭長軸方向的分辨力。聲束越細(xì)，側(cè)向分辨力越好。 3）橫向分辨力 指在與聲束軸線垂直的平面上在探頭短軸方向的分辨力（有稱厚度分辨力）。 （2）圖像分辨力 指構(gòu)成整幅圖像的目標(biāo)分辨力。有細(xì)微分辨力和對(duì)比分辨力。二、人體組織的聲學(xué)參數(shù)（一）密度（P） 組織、臟器的聲

3、學(xué)密度，單位為g/cm3。 （三）聲阻抗（Z） 各種回聲圖像主要由聲阻抗差別造成。系密度與聲速的乘積，單位為g/cm2.s。 （四）界面 兩種聲阻抗不同物體接觸在一起時(shí)，形成一個(gè)界面。接觸面大小名界面尺寸。尺寸小于波長時(shí)名小界面，反之名大界面。 （一）反射 超聲波入射到比自身波長大的大界面時(shí)，入射聲波的較大部分能量被該界面阻擋而返回，這種現(xiàn)象稱之為反射。 大界面對(duì)入射超聲產(chǎn)生反射現(xiàn)象，使入射超聲能量的較大部分返回至聲源。入射角與反射角相等。 （二）散射 小界面對(duì)入射超聲產(chǎn)生散射現(xiàn)象，使入射超聲的部分能量向各個(gè)空間方向分散輻射。返回至聲源的能量甚低。散射來自臟器內(nèi)的細(xì)小結(jié)構(gòu)，臨床意義十分重要。

4、（三）折射 組織、臟器聲速不同，聲束經(jīng)過其大界面時(shí)，前進(jìn)方向改變稱為折射。 （四）繞射 又名衍射。聲束繞過物體后，又以原來的方向偏斜傳播。 （六）多普勒效應(yīng) 當(dāng)一定頻率的超聲波由聲源發(fā)射并在介質(zhì)中傳播時(shí)，如遇到與聲源作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的界面，則其反射的超聲波頻率隨界面運(yùn)動(dòng)的情況而發(fā)生改變，稱之為多普勒效應(yīng)（Doppler effect）。 1842年，奧地利數(shù)學(xué)家及天文學(xué)家克約斯琴.約翰.多普勒發(fā)現(xiàn)，當(dāng)星球與地球近向運(yùn)動(dòng)時(shí)，光色向光譜的紫色端移位，表明光波頻率增高； 向紅色方向移位，表明光波頻率降低。其差稱為多普勒頻移。這種物理學(xué)效應(yīng)命名為多普勒效應(yīng)。此亦適用于各種類型的波源和接受器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

5、多普勒方程： fd =2fo(V.cosc) fd:多普勒頻移；fo:發(fā)射頻率；V:血流速度；:聲束與血流夾角；c:超聲波在介質(zhì)中的傳播速度。 實(shí)際應(yīng)用中fo:即為換能器（探頭）頻率；c：超聲波在人體軟組織中的平均傳播速度為1540m/s。 多普勒頻移與聲速成正比。為獲得最大血流信號(hào)，應(yīng)使聲束與血流方向盡可能平行（角盡量?。?。 四、超聲診斷原理 高頻脈沖發(fā)生器換能器（將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷埽┙M織界面（反射）換能器（將聲能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽┙邮芊糯笱b置示波管顯示系統(tǒng)（顯示圖像）。 換能器即為超聲檢查用的探頭。 五、人體組織的聲學(xué)分型 （一）無反射型：液性組織（如：血液、尿液、心包積液、胸水、腹水、膽汁、羊水

6、等）。（二）少反射型：基本均質(zhì)的實(shí)質(zhì)性組織（如：肝臟、腎臟、脾臟、心肌、瓣膜等）。（三）多反射型：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、致密，排列無一定規(guī)律的實(shí)質(zhì)性組織（如：乳腺、心外膜、腎包膜、骨骼等）。 （四）全反射型：含氣組織（如：肺、胃、腸等）。超聲檢查時(shí)使用偶合劑，就是為了防止探頭與皮膚之間存在空氣，影響探查。 六、超聲的生物效應(yīng) 產(chǎn)生超聲生物效應(yīng)的主要物理機(jī)制有：熱機(jī)制、機(jī)械機(jī)制、空化機(jī)制。當(dāng)超聲劑量（聲強(qiáng)）超出規(guī)定，將造成若干生物效應(yīng)。 診斷用超聲劑量（聲強(qiáng)）的限定值，Ispta100mWcm2，一次超聲照射時(shí)間 10-20分鐘。第二節(jié) 常見的超聲效應(yīng)與圖像偽差 超聲效應(yīng)重要指超聲本身的一些比較復(fù)雜的物理

7、效應(yīng)，可造成圖像偽差。常見的超聲效應(yīng)可有以下10種。 一、混響效應(yīng) 聲束掃查體內(nèi)平滑大界面時(shí)，部分能量返回探頭表面之后，又從探頭的平滑面再次反射第二次進(jìn)入體內(nèi)。 為多次反射的一種。多見于膀胱前壁、膽囊底、大囊腫前壁，可被誤診為壁的增厚、分泌物或腫瘤等。 二、振鈴效應(yīng) 振鈴效應(yīng)又名尾聲。系聲束在傳播途徑中，遇到一層薄的液體層，且液體下方有極強(qiáng)的聲反射為其條件。通常在胃腸道及肺部容易產(chǎn)生。 亦可在膽道內(nèi)氣體下方出現(xiàn)，則可利用其與膽道內(nèi)泥沙樣結(jié)石鑒別。膽囊壁內(nèi)膽固醇小體伴少量液體時(shí)，其后方出現(xiàn)慧尾亦為振鈴效應(yīng)。 三、鏡像效應(yīng) 鏡像效應(yīng)亦可名為鏡面折返虛像。聲束遇到深部的平滑鏡面時(shí)，反射回聲如測(cè)及離鏡

8、面較接近的靶標(biāo)后，按入射途徑反射折回探頭。 此時(shí)，在聲像圖上所顯示者，為鏡面深部與此靶標(biāo)距離相等、形態(tài)相似的圖像。鏡像效應(yīng)必須在大而光滑的界面產(chǎn)生，常見于橫膈附近。一個(gè)實(shí)質(zhì)性腫瘤或液性占位可在橫膈兩側(cè)同時(shí)顯示，較橫膈淺的一處為實(shí)影，深者為虛影或鏡像。 四、側(cè)壁失落效應(yīng) 大界面回聲具有明顯角度依賴現(xiàn)象。入射角較大時(shí)，回聲轉(zhuǎn)向他側(cè)不復(fù)回探頭，則產(chǎn)生回聲失落現(xiàn)象。 五、后壁增強(qiáng)效應(yīng) 聲束向深部傳播時(shí)不斷衰減，設(shè)計(jì)者為使圖像顯示均勻，加入了深度增益補(bǔ)償（DGC）調(diào)節(jié)系統(tǒng)。后壁增強(qiáng)效應(yīng)是指在常規(guī)調(diào)節(jié)的DGC系統(tǒng)下所發(fā)生的圖像顯示效應(yīng)， 而不是聲能量在后壁被其他任何物理能量所增強(qiáng)的效應(yīng)。此效應(yīng)常出現(xiàn)在囊腫

9、、膿腫及其他液區(qū)的后壁，但幾乎不出現(xiàn)于血管后壁。有些小腫瘤如小肝癌、血管瘤后壁，亦可略見增強(qiáng)。 六、聲 影 聲影指在常規(guī)DGC正補(bǔ)償調(diào)節(jié)后，在組織或病灶后方所演示的回聲低弱甚或接近無回聲的平直條狀區(qū)。系聲路中具有較強(qiáng)衰減體所造成。 高反射系數(shù)物體（如氣體）、高吸收系數(shù)物體（如骨骼、結(jié)石、瘢痕）下方具有聲影，二者兼具則聲影更明顯。 七、側(cè)后折射聲影 圓形病灶如果周圍有纖維包膜（聲速較軟組織高）時(shí)，則在入射角大于臨界角時(shí)產(chǎn)生全反射現(xiàn)象。側(cè)后折射聲影只從超聲物理角度提示病灶或臟器具有聲速較高的外壁， 多為致密的纖維組織組成，而不能推斷該病灶性質(zhì)。在膽囊縱切面時(shí)，膽囊底部及頸部常伴側(cè)后折射聲影，不要以次錯(cuò)誤判斷有結(jié)石。 八、旁瓣效應(yīng) 旁瓣效應(yīng)系指第1旁瓣成像重疊效應(yīng)。聲源所發(fā)射的聲束具有一最大的主瓣，一般處于聲源中心，其軸線與聲源表面垂直，名主瓣。 主瓣周圍有對(duì)稱分布的數(shù)對(duì)小瓣，稱旁瓣。旁瓣重疊于主瓣上，形成各種虛線或虛圖。 九、部分容積效應(yīng) 病灶尺寸小于聲束束寬，或雖然大于束寬，但部分處于聲束內(nèi)，則病灶回聲與正常組織的回聲重疊，產(chǎn)生部分容積效應(yīng)。 多見于小型液性病灶。例如，