《超声诊断》周永昌bgs

超超 声声 成成 像像上海第二医科大学上海第二医科大学市六临床医学院市六临床医学院周永昌周永昌 超 声 医 学 Ultrasonic medicine Ultrasonic medicine 超 声 治 疗 Ultrasonic therapyUltrasonic therapy 超 声 诊 断Ultrasonic diagnosisUltrasonic diagnosis 超超 声声 Ultrasonic therapy action reactionUltrasonic diagnosisU UL LT TR RA AS SO OU UN ND D H U M A N B O D Y 超超 声声U UL LT TR RA AS SO OU UN ND DUltrasonic therapeutics H U M A N B O D Ythemal themal mechanismmechanismmechenical mechenical mechanismcavitational cavitational mechanism 超超 声声 透透 射射transmissiontransmission 反反 射射reflectionreflection 折折 射射refractionrefraction 衍衍 射射difrationdifration 散散 射射scatteringscattering 衰衰 减减attenuationattenuation 吸吸 收收absorptionabsorptionUltrasonic diagnostics H U M A N B O D Y U L T R A S O U N D 超超 声声 成成 像像 发发 展展 史史1950s A1950s A型型 (A-mode)(A-mode)回声图回声图 (echogram)(echogram)1960s M1960s M型型 (M-mode)(M-mode)M M型超声心动图型超声心动图 (M-mode echocardiograph)(M-mode echocardiograph)1970s B1970s B型型 (B-mode)(B-mode)声像图声像图 (sonograph,ultrasonograph)(sonograph,ultrasonograph)1980s 1980s 双功双功(duplex)(duplex)声像图声像图+多普勒频谱多普勒频谱 (sonograph+Doppler spectrum)(sonograph+Doppler spectrum)1990s 1990s 三功三功(triplex)(triplex)声像图声像图+多普勒频谱多普勒频谱+彩色多普勒血流显示彩色多普勒血流显示 (sonograph+Doppler spectrum(sonograph+Doppler spectrum +colour Doppler flow image CDFI)+colour Doppler flow image CDFI)1990s 1990s 三维三维 立体声像图立体声像图 (3 diamentions)(3 diamentions)B-mode B-mode的技术突破的技术突破 (1970s)(1970s)1.1.双稳态双稳态(bistable)(bistable)灰阶灰阶(gray scale)(gray scale)2.2.静态静态(static)(static)实时实时(real time)(real time)B-modeB-mode的技术突破的技术突破(1970s)(1970s)实时实时(real time)(real time)B-mode B-mode 的技术改进的技术改进 动态聚焦动态聚焦(dynemic focusing)(dynemic focusing)高频探头高频探头(high frequecy probe)(high frequecy probe)二次谐波二次谐波 (second harmonic wave (second harmonic wave)造影剂造影剂 (contrast agent)(contrast agent)超超 声声 的的 发发 生生 (1)(1)正压电效应正压电效应 (2)(2)逆压电效应逆压电效应 压压 电电 效效 应应 示示 意意 图图12+-超声的物理特性超声的物理特性具有波长（具有波长（）、频率（）、频率（f）和传播速度（）和传播速度（）f超声是机械波超声是机械波超声是疏密波超声是疏密波超声的物理特性超声的物理特性超声的频率单位为赫兹（Herze,HzHerze,Hz）诊断用的超声频率在2.5MHzMHz-20,0MHzMHz 常用的3.5MHzMHz-5.0MHzMHz其单位用兆赫（Mega HerzeMega Herze,MHzMHz）超声的物理特性超声的物理特性超声在介质中传播的速度超声在介质中传播的速度,称为声速。称为声速。声速与传播的介质的弹性和密度有关，遵循声速与传播的介质的弹性和密度有关，遵循下列公式：下列公式：C=C=，一般在固体中声速值，一般在固体中声速值最大，液体次之，气体又次之，人体软组织最大，液体次之，气体又次之，人体软组织的平均声速为的平均声速为 1540m/s 1540m/s，其中脂肪的声速较，其中脂肪的声速较低（低（1450m/s1450m/s）,骨与软骨声速高，约为骨与软骨声速高，约为4500m/s4500m/s，含气脏器声速最低，仅，含气脏器声速最低，仅350m/s 350m/s。声速（声速（sound velocity）超声传播时有方向性超声传播时有方向性 音频波为球面波，超声波由于波长短音频波为球面波，超声波由于波长短,其声束其声束(acoustic beam)(acoustic beam)具有指向性具有指向性,但仍有一定的扩散角但仍有一定的扩散角,其其扩散角与波长与声源直径有关扩散角与波长与声源直径有关。Sin1.22 Sin1.22/D/D 角为半扩散角角为半扩散角 为波长为波长 D D为探头直径为探头直径 为消除声束的扩散，现用仪器均采用声束聚焦技术。为消除声束的扩散，现用仪器均采用声束聚焦技术。超声的物理特性超声的物理特性 C=f C=f 在人体软组织中传播时，由于所用频在人体软组织中传播时，由于所用频率甚高，故波长短。率甚高，故波长短。在在3.5MHz3.5MHz条件，波长仅为条件，波长仅为4.4mm4.4mm。声速、频率、波长的关系声速、频率、波长的关系 超声的物理特性超声的物理特性 界面（界面（interfaceinterface）为两种不同声阻抗）为两种不同声阻抗介质的接触面。介质的接触面。声阻抗（声阻抗（acoustic impedanceacoustic impedance）为该）为该介介质质的密度的密度 （）和声速）和声速 （C C）的乘积）的乘积 Z=C Z=C Z1=1 C1 Z2=2 C2 r=where r is amplitude reflecting coefficientr=where r is intensity reflecting coefficient2当当Z1与与Z2相差相差0.1%时即有回声反射时即有回声反射 超声的物理特性超声的物理特性声阻抗（声阻抗（acoustic impedance）超声的物理特性超声的物理特性 超声在介质超声在介质(medium)(medium)中传播遇到中传播遇到界面界面(interface)(interface)会有会有反射、折射、散射和反射、折射、散射和绕射。绕射。interfaceSini C1Sint C2=Diffraction 衍射或称绕射 超声的物理特性超声的物理特性 Scattering 散射 超声的物理特性超声的物理特性Simple speckle formationSimple speckle formation 漫反射 超声的物理特性超声的物理特性多普勒效应多普勒效应(Doppler effect)(Doppler effect)fd=f fo =2v f o Cos /C f d=fd fd 为频移为频移,fo,fo 为入射超声频率为入射超声频率V V 为活动物体的速度为活动物体的速度(血流速度血流速度)C C 为介质的声速为介质的声速CosCos为移动方向与声轴方向的角度为移动方向与声轴方向的角度余弦余弦 即即(血流方向与声束探测方向间的角度余弦血流方向与声束探测方向间的角度余弦)超声诊断利用回声原理超声诊断利用回声原理 Transducer Transducer 换能器换能器 Sweep Generator Sweep Generator 扫描发生器扫描发生器Pulse Generation Pulse Generation 脉冲发生器脉冲发生器Marker Generator Marker Generator 标识发生器标识发生器Compensation Circuit and Amplifier Compensation Circuit and Amplifier 补偿电路和放大器补偿电路和放大器Block diagram of a basicBlock diagram of a basic A-A-mode circuitrymode circuitry A型超声仪方框图型超声仪方框图A-modeA-mode A A型型Amplitude mode Amplitude mode 回声以波型显示回声以波型显示EchogramEchogram回声图回声图型仪型仪B B mode mode 型型 Brightness mode Brightness mode回声以光点显示回声以光点显示,二维空间展开二维空间展开,成为断面图像。成为断面图像。M M mode M mode M型型Time Time motion mode motion mode回声以光点显示，回声以光点显示，采用时间展开，形采用时间展开，形成波群曲线。成波群曲线。mode mode 型型Doppler modeDoppler mode频谱显示频谱显示超声射向流动的红细胞，超声射向流动的红细胞，接收到红细胞散射回声，接收到红细胞散射回声，提取提取Doppler shift Doppler shift （多普勒频移）（多普勒频移）,经经处理，形成频谱显处理，形成频谱显示。频谱在示。频谱在 base line base line以上者为迎向探头的血以上者为迎向探头的血流，流，base linebase line以下者以下者为离开探头的血流。为离开探头的血流。base line mode mode 型型Doppler modeDoppler mode频谱混叠频谱混叠彩彩 色色 多多 普普 勒勒 血血 流流 显显 示示Color Doppler Flow Imaging CDFIColor Doppler Flow Imaging CDFI 用自相关处理提取到的多普勒信息用自相关处理提取到的多普勒信息,再用伪彩色编码再用伪彩色编码,形成彩形成彩色血流图像色血流图像,叠加到二维声像图上叠加到二维声像图上,形成彩色多普勒血流图。形成彩色多普勒血流图。彩彩 色色 多多 普普 勒勒 血血 流流 显显 示示 Color Doppler Flow Imaging CDFIColor Doppler Flow Imaging CDFI动态实时动态实时彩彩 色色 多多 普普 勒勒 血血 流流 显显 示示 Color Doppler Flow Imaging CDFIColor Doppler Flow Imaging CDFI动态实时动态实时彩彩 色色 能能 量量 图图 Color Doppler energyColor Doppler energy 把提取红细胞散射的多普勒信息，用积分法处理。把提取红细胞散射的多普勒信息，用积分法处理。彩色图像也叠加在二维声像图上。彩色图像也叠加在二维声像图上。此法与红细胞散射的能量强度有关，与频移无关，此法与红细胞散射的能量强度有关，与频移无关，故无方向性，不存在混叠。故无方向性，不存在混叠。三三 维维 显显 示示 3 diamentions imaging 用机械或电用机械或电子方法采集一系子方法采集一系列列B B型超声图像，型超声图像，由计算机重建三由计算机重建三维（立体）像，维（立体）像，有表面三维、血有表面三维、血管树三维、透视管树三维、透视三维和多平面重三维和多平面重投影等多种显示投影等多种显示方法。方法。二维声像图是断面图二维声像图是断面图(Tomograph)体位标志体位标志(Body mark)超声扫查线指示断层部位和切面超声扫查线指示断层部位和切面腹部脏器声像图方位腹部脏器声像图方位腹部纵断面图腹部纵断面图(Trans abdomen sagittal section)图左为头端图左为头端 图右为足端图右为足端图上为腹图上为腹 图下为背图下为背 腹腹 部部 横横 断断 面面 图图Trans abdomen cross section图左为人体右侧，图右为人体左侧图左为人体右侧，图右为人体左侧图上为腹，图上为腹，图下为背图下为背肝左叶在图右，肝右叶在图右肝左叶在图右，肝右叶在图右图上为腹，图上为腹，图下为背图下为背肝肝 肋肋 缘缘 下下 斜斜 断断 面面 图图Subcostal oblique section右右 肋肋 间间 断断 面面 图图Intercostal section胆囊在图右，肝右叶在图左胆囊在图右，肝右叶在图左图上为腹，图上为腹，图下为背图下为背左左 肋肋 间间 断断 面面 图图Intercostal section图右为脾膈面图右为脾膈面 图左为脾门图左为脾门图上为腹，图上为腹，图下为背图下为背背背 部部 纵纵 断断 面面 图图背背 部部 横横 断断 面面 图图右右 肾肾 冠冠 状状 切切 面面 图图左肾冠状切面图左肾冠状切面图经直肠超声经直肠超声(trans rectal ultrasound(trans rectal ultrasound，TRUS)TRUS)前列腺横切图前列腺横切图 前列腺纵切图前列腺纵切图 端射式经直肠探头端射式经直肠探头TRUS end-fire probe 声声 像像 图图 的的 标标 尺尺 图图 像像 特特 点点 USGUSG是断层图是断层图 以解剖形态学为基础以解剖形态学为基础 以灰度明暗反应回声的有无和强弱以灰度明暗反应回声的有无和强弱 以回声强弱、多少及其均匀性判断其物理性质以回声强弱、多少及其均匀性判断其物理性质 从脏器剖面的大小、形态、内部结构鉴别正常与病理从脏器剖面的大小、形态、内部结构鉴别正常与病理 对伪像需要识别和利用对伪像需要识别和利用 多普勒频谱提供血流动力学参数多普勒频谱提供血流动力学参数 对血流提取多普勒差频，以伪彩色编码，叠加二维图上，对血流提取多普勒差频，以伪彩色编码，叠加二维图上，直观地显示血流方向、速度和性质直观地显示血流方向、速度和性质声声 像像 图图 的的 阅阅 读读1.无回声区无回声区 echo free area2.低回声区低回声区 hypoechoic area3.3.等回声区等回声区 isoechoic area4.高回声区高回声区 hyperechoic area5.强回声强回声 strong echo6.6.透声区透声区 sonolucent声声 像像 图图 的的 阅阅 读读 USG USG 图图 像像 的的 优优 点点 为非侵入性检查法，无痛苦，无损害，便于复查为非侵入性检查法，无痛苦，无损害，便于复查 （早孕等除外）（早孕等除外）价格相对低廉价格相对低廉 不受碘过敏限制不受碘过敏限制 对软组织成像，其分辨率较对软组织成像，其分辨率较CTCT高高100100倍倍 不用造影剂可显示血流不用造影剂可显示血流 切面灵活，容易显示血管或管道长轴切面灵活，容易显示血管或管道长轴 多普勒频谱可测得七项血流动力学参数多普勒频谱可测得七项血流动力学参数 USG USG 图图 像像 的的 局局 限限 超声检查受声窗的影响较大，声窗透声好图像超声检查受声窗的影响较大，声窗透声好图像 清晰，声窗透声差图像质量不好。清晰，声窗透声差图像质量不好。对有气体和骨骼的部位，超声不能透入检查困难。对有气体和骨骼的部位，超声不能透入检查困难。超声图像显示范围小，不如超声图像显示范围小，不如CTCT、MRIMRI范围广，但范围广，但 用宽景成像技术，可弥补这一缺点。用宽景成像技术，可弥补这一缺点。切面图规范性差，不如切面图规范性差，不如CTCT、MRIMRI，靠读片作出诊断，靠读片作出诊断 常有困难，最好检查当时作出诊断。常有困难，最好检查当时作出诊断。USG USG 分分 析析 与与 诊诊 断断1.1.外形外形2.2.边界和边缘回声边界和边缘回声3.3.内部结构内部结构4.4.后壁及后方回声后壁及后方回声5.5.周围回声强度周围回声强度6.6.毗邻关系毗邻关系7.7.量化分析量化分析8.8.功能性检测功能性检测1.1.伪像的识别和利用伪像的识别和利用2.2.注意临床思维注意临床思维3.3.注意动态观察注意动态观察 USG USG 分分 析析 注注 意意 点点伪像（伪像（artifactartifact）的识别和利用）的识别和利用(一一)混响混响(reverberations)(reverberations)(二二)多次内部混响多次内部混响 (multiple internal reverberations)(multiple internal reverberations)(三三)部分容积效应部分容积效应(partial volume effect)(partial volume effect)(四四)旁瓣伪像旁瓣伪像(side lobe artifact)(side lobe artifact)(五五)声影声影(acoustic shadow(acoustic shadow）(六六)后方回声增强后方回声增强 (enhancement of behind echo)(enhancement of behind echo)(七七)折射声影折射声影(refractive shadow)(refractive shadow)(八八)镜面伪像镜面伪像(mirror artifact)(mirror artifact)(九九)声速伪像声速伪像(acoustic velocity artifact)(acoustic velocity artifact)(十十)闪烁伪像闪烁伪像(twinkling artifact)(twinkling artifact)混响伪像混响伪像(reverberations)(reverberations)多次内部混响多次内部混响(multiple internal reverberations)(multiple internal reverberations)超声在靶超声在靶(target)(target)内部来回反射，形成彗尾征内部来回反射，形成彗尾征(comet tail sign)(comet tail sign)，利用子宫内彗尾征可以识别金属节育环的存在。利用子宫内彗尾征可以识别金属节育环的存在。部分容积效应部分容积效应(partial volume effect)(partial volume effect)因声束宽度太宽，把邻近靶区结构的回声一并因声束宽度太宽，把邻近靶区结构的回声一并显示在声像图上，例如胆囊内出现假胆泥伪像显示在声像图上，例如胆囊内出现假胆泥伪像旁瓣伪像(side lobe artifact)由超声束的旁瓣回声造成，在结石等强回声两侧出现由超声束的旁瓣回声造成，在结石等强回声两侧出现声影声影(acoustic shadow)(acoustic shadow)有强反射或声衰减甚大的靶存在，使超声能量急剧减弱或消失，有强反射或声衰减甚大的靶存在，使超声能量急剧减弱或消失，致其后方没有超声到达，当然也检测不到回声，称为声影，声影可以致其后方没有超声到达，当然也检测不到回声，称为声影，声影可以作为结石、钙化和骨骼等存在的诊断依据。作为结石、钙化和骨骼等存在的诊断依据。后方回声增强后方回声增强(enhancement of behind echo)(enhancement of behind echo)当病灶或靶的声衰减甚小时，其后方回声将强于同当病灶或靶的声衰减甚小时，其后方回声将强于同等深度的周围回声，称为后方回声增强，囊肿和其他液等深度的周围回声，称为后方回声增强，囊肿和其他液性结构的后方会出现回声增强，可利用它作鉴别诊断。性结构的后方会出现回声增强，可利用它作鉴别诊断。折折 射射 声声 影影(refractive shadow)(refractive shadow)有时在球形结构的两侧壁后方会各出现一条细狭的有时在球形结构的两侧壁后方会各出现一条细狭的声影，称为折射声影，这是因为超声折射，使后方有一声影，称为折射声影，这是因为超声折射，使后方有一小区失照射，没有回声所致，不可误为结石或钙化。小区失照射，没有回声所致，不可误为结石或钙化。镜镜 面面 伪伪 像像 在良好平整的界面前方的靶，声像图上会在在良好平整的界面前方的靶，声像图上会在界面后方出现一个对称的虚像，切不可当它真的界面后方出现一个对称的虚像，切不可当它真的闪烁伪像闪烁伪像(twinkling artifact)(twinkling artifact)彩色超声在毛糙结石等后方声影区出现闪烁彩色伪像彩色超声在毛糙结石等后方声影区出现闪烁彩色伪像声速伪像声速伪像acoustic velocity artifactacoustic velocity artifact一检测脏器的大小、形态、内部结构、血管分布和活动一检测脏器的大小、形态、内部结构、血管分布和活动度，判别正常或异常情况，对部分脏器可估测其硬度；度，判别正常或异常情况，对部分脏器可估测其硬度；二检测囊性器官的充盈和排空情况；二检测囊性器官的充盈和排空情况；三检测心脏和血管的血流动力学状态；三检测心脏和血管的血流动力学状态；四检出体内占位性病灶（除中央性肺占位病灶外）；四检出体内占位性病灶（除中央性肺占位病灶外）；五鉴别占位性病灶的物理性质、内部血液供应情况，部五鉴别占位性病灶的物理性质、内部血液供应情况，部分可鉴别良恶性；分可鉴别良恶性；六对部分脏器的恶性肿瘤作出临床分期；六对部分脏器的恶性肿瘤作出临床分期；七检查体腔积液的存在与否和液量的估计；七检查体腔积液的存在与否和液量的估计；八药物或手术治疗后疗效的随访；八药物或手术治疗后疗效的随访；九引导穿刺活检、导管置入引流、注药及肿瘤消融。九引导穿刺活检、导管置入引流、注药及肿瘤消融。超声检查（超声检查（超声检查（超声检查（ultrasound examinationultrasound examination）的主要用途）的主要用途）的主要用途）的主要用途谢谢 谢谢！