超声诊断基础知识课件

超声诊断学超声诊断学广东省中医院广东省中医院B超室超室 石小红 超声医学超声医学（ultrasonic ultrasonic medicinemedicine ）超声医学（超声医学（ultrasonic medicineultrasonic medicine）是利用超声波的物理特）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。的一门学科。第一章第一章 超声诊断基础知识超声诊断基础知识 第一节第一节 超声波与超声诊断原理超声波与超声诊断原理 声声波波物物体体的的机机械械震震动动在在介介质质（空空气气、水水、固固体体等等）的的传传播播过过程程中中产产生生的的纵纵波波称称为为声声波波。（机械波机械波）人耳听觉范围为人耳听觉范围为16-216-2万万HzHz（赫兹、赫）。（赫兹、赫）。超声波超声波声波频率超出人耳听力范围声波频率超出人耳听力范围2 2万万HzHz（赫）的高频声波称为超声波。（赫）的高频声波称为超声波。纵波与横波示意图纵波与横波示意图（二）超声波三个主要物理量：（二）超声波三个主要物理量：波长（波长（）；）；频率（频率（f f）；）；声速（声速（c c）。）。声声速速（超超声声在在介介质质中中的的传传导导速速度度，也也可可说说超超声声在在人人体体中中传传导导的的穿透力）与频率及波长有一定关系：穿透力）与频率及波长有一定关系：c =f c =f 频频率率越越高高，波波长长越越短短，穿穿透透力力越越差差，但但分分辨辨力力越越高高，适适合合于于浅表器官的探查。浅表器官的探查。频频率率越越低低，波波长长越越长长，分分辨辨力力越越低低，但但穿穿透透力力越越好好,适适合合于于心脏等深部脏器的探查。心脏等深部脏器的探查。根据公式：根据公式：c =f 1.1.方向性（束射性）方向性（束射性）2.2.反射、折射反射、折射3.3.衍射、散射衍射、散射 4.4.吸收衰减特性吸收衰减特性5.5.多普勒多普勒 (Doppler)(Doppler)效应效应（三）（三）超声波的物理特性：超声波的物理特性：1.1.方向性（束射性）方向性（束射性）是超声对人体定向探测的基础。是超声对人体定向探测的基础。频率越高，方向性越好。频率越高，方向性越好。超超声声在在介介质质中中传传播播时时，由由于于不不同同介介质质的的声声阻阻抗抗不不同同，界界面面大大小小不不一，可发生反射、折射与衍射、散射。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回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差声阻抗差决定。决定。人体软组织声阻抗差异很小，只要有人体软组织声阻抗差异很小，只要有1 1的声阻抗差，便可产生的声阻抗差，便可产生反射。反射。声阻抗（声阻抗（z）指阻挡声波在介质中传播的力。指阻挡声波在介质中传播的力。公式：公式：z=c c 声速声速 介介质的密度的密度可见声速越快，介质密度越高，声阻抗越可见声速越快，介质密度越高，声阻抗越大。大。回声反射的强弱由界面两侧介质的声阻抗差声阻抗差决定。声阻抗相差甚大大的两种组织（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超声遇到大界面时产生反射和折射。声阻抗差声阻抗差越大，反射就越强，折射就越小。越大，反射就越强，折射就越小。反之，反之，声阻抗差声阻抗差越小，折射就越强，反射就越小。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人体中的散射源是血液中的红细胞红细胞和脏器内部的细微结构。和脏器内部的细微结构。衍射和散射示意图衍射和散射示意图4.吸收衰减特性超声波在介超声波在介质内的内的传播播过程中，随着程中，随着传播距离的播距离的增大，声波的能量逐增大，声波的能量逐渐减少，减少，这一一现象称象称为超声超声波衰减波衰减。声波衰减与介声波衰减与介质对声波的声波的吸收、散射以及声束吸收、散射以及声束扩散散等原因有关，其中吸收是衰减的主要因素。等原因有关，其中吸收是衰减的主要因素。5.多普勒多普勒(Doppler)效效应声声源源发发射射超超声声的的频频率率固固定定，如如遇遇到到与与声声源源作作相相对对运运动动的的界界面面，造造成成反反射射频率不同于发射频率。多谱勒频率不同于发射频率。多谱勒频移频移发射频率与反射频率之差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相对运动的速度愈高，则收到的声波频率改变愈大fd=f0vcos/c v=fd c/f0 cos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。心脏、血管和胎心等的活动。二二.超声超声诊断原理：断原理：超声诊断仪组成：1.1.主机主机 2.2.换能器（探头）换能器（探头）发出超声和接收超声回波。发出超声和接收超声回波。超声的超声的发生通生通过逆逆压效效应发生声能生声能 由主机由主机示波屏示波屏 处理放大理放大 换能器能器 人体人体产生生图像像 （探（探头）组织 利用利用正正压电效效应接收超声接收超声转为电能能超声诊断仪基本原理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）右左前后第二第二节 人体人体组织的声学分型的声学分型 按其声学特性可按其声学特性可归纳为以下几种以下几种类型：型：无反射型（无回声型）无反射型（无回声型）少反射型（低回声型）少反射型（低回声型）多反射型（多反射型（强回声）回声）全反射型（含气型）全反射型（含气型）无回声(Echoless)液体内部十分均质，其液体内部十分均质，其声阻抗无声阻抗无差别差别，没有反射界面形成。正常，没有反射界面形成。正常状态下呈现无回声表现的有胆汁、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、液化性及各个脏器的囊性病变、液化性病变等。病变等。低回声(Low-echo)在超声介质在超声介质比较均匀比较均匀，其的声阻，其的声阻抗差别较小，仅有少数反射界面，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，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。细胞癌及玻璃样变性的病理组织等。高回声(High-echo)组织器官器官纤维化、脂肪化、脂肪变性等可性等可表表现为弥漫性点状回声，弥漫性点状回声，脏器内部器内部有新生物形成有新生物形成时可表可表现为高回声高回声结节或或团块，导致回声增致回声增强的原因系的原因系病理病理组织较正常正常组织结构致密，构致密，声声阻抗增加阻抗增加，反射界面增多所致。，反射界面增多所致。强回声(Strong-echo)正常人体骨路，各种病理性正常人体骨路，各种病理性结石、石、钙化灶等，与周化灶等，与周围组织声声阻抗相差阻抗相差悬殊殊，造成，造成强烈的反烈的反射，表射，表现为强回声回声团、强回声回声带等。肺及充气状等。肺及充气状态下的胃下的胃肠，在声像在声像图上表上表现为多次反射之多次反射之强回声回声带。人体不同组织回声强度顺序肾中央区（中央区（肾窦）胰腺肝、脾）胰腺肝、脾实质肾皮皮质肾髓髓质（肾锥体）体）血液胆汁和尿液。血液胆汁和尿液。正常肺（胸膜正常肺（胸膜-肺）、肺）、软组织-骨骼界面的回声最骨骼界面的回声最强；软骨回声很骨回声很低，甚至接近于无回声。低，甚至接近于无回声。病理病理组织中，中，结石、石、钙化最化最强；纤维化、化、纤维平滑肌脂肪瘤次之；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。典型的淋巴瘤回声最低，甚至接近无回声。第三第三节获得最佳超声信息的基本条件得最佳超声信息的基本条件1被检测的组织结构被检测的组织结构声阻抗的差异声阻抗的差异。2.欲欲探探得得较较小小的的界界面面，则则需需要要使使用用波波长长较较短短，也也就就是是频频率率较较高高的的换换能能器。器。(参照参照6)6)3除除了了多多普普勒勒检检查查外外，超超声声的的入入射射波波必必须须尽尽量量与与被被检检测测的的界界面面垂垂直直，才才能能使使反反射射波波最最大大限限度度地地回回到到换换能能器器，接接收收到到最最强强的的回回声声讯讯号号，从从而而获获得最佳的超声信息。得最佳的超声信息。(参照参照13)13)第四第四节 超声超声诊断断仪分分类一一 A型型诊断法（一断法（一维）A超超二二 B型型诊断法（二断法（二维显象）象）B超超三三 M型型诊断法：（一断法：（一维）四四 D型型诊断法：（断法：（Doppler）1频谱多普勒（一多普勒（一维）2多普勒彩色血流多普勒彩色血流显象象 A型（型（A-mode）这是一种是一种幅度幅度调制（制（amplitude modulation）超声）超声诊断断仪，把接收到的回声以波的振幅，把接收到的回声以波的振幅显示，示，振幅的高低代表回声的振幅的高低代表回声的强弱，以波型形式出弱，以波型形式出现。B B型（型（B-modeB-mode）这是是辉度度调制型（制型（brightness modulationbrightness modulation）超声）超声诊断断仪，把，把接收到的回声，以光点接收到的回声，以光点显示，光点的灰度等示，光点的灰度等级代表回声的代表回声的强强弱。弱。M型超声型超声诊断断仪是是B型的一种型的一种变化，介于化，介于A型和型和B型之型之间，得到，得到的是一的是一维信息。在信息。在辉度度调制的基制的基础上，加上一个上，加上一个慢慢扫描描电路路，使，使辉度度调制的一制的一维回声信号，得到回声信号，得到时间上的展开，形成曲上的展开，形成曲线。用以。用以观察察心心脏瓣膜活瓣膜活动等。等。(三三)M)M型（型（M-modeM-mode）左室水平M型图像 在二在二维图像上某点取像上某点取样，获得多普勒得多普勒频谱加以分析，加以分析，获得血流得血流动力学的信力学的信息，息，对心血管的心血管的诊断极断极为有用，所用探有用，所用探头与与B型合用。包括：型合用。包括：脉冲多普勒（脉冲多普勒（pulsed wave Doppler,PW）连续多普勒（多普勒（continuous wave Doppler,CW）彩色多普勒血流彩色多普勒血流显像（像（color Doppler flow imaging,CDFI）(四四)D型（型（Doppler mode）脉冲多普勒、连续多普勒示意图脉冲多普勒、连续多普勒示意图频谱多普勒多普勒仪正正负频移的移的显示示 彩彩色色多多普普勒勒血血流流以以彩彩色色的的颜颜色色代代表表血血流流方方向向，以以彩彩色色的的明明亮亮度度代代表表血流速度。血流速度。第五第五节 超声超声诊断的断的临床床应用用（一）超声超声检查的主要用途（的主要用途（优点）：点）：（1）检查实质性性脏器的：器的：大小（径大小（径线值）形形态特征特征 边界、界、边缘的光滑、清晰程度的光滑、清晰程度 脏器内部回声器内部回声 内部支持内部支持结构和管道构和管道 结构（如：血管等）。构（如：血管等）。内部光点密度、粗内部光点密度、粗细、亮度、分布等。亮度、分布等。（2）检测某些囊性器官（如胆囊、膀胱等）的形某些囊性器官（如胆囊、膀胱等）的形态、走向及功、走向及功能状能状态。（3）检查心心脏、大血管和外周血管的、大血管和外周血管的结构、功能及血液构、功能及血液动力学力学状状态，包括，包括对先天性和后天性心先天性和后天性心脏病，血管畸形及病，血管畸形及闭塞性血管病等塞性血管病等的的诊断。断。（4）检测脏器内各种局灶性病器内各种局灶性病变的物理特性。的物理特性。鉴别局灶病局灶病变是是实性、囊性、性、囊性、还是混合性，部分是混合性，部分还可可鉴别良、良、恶性。性。（5）检测积液液的的存存在在与与否否，以以及及对积液液量量的的多多少少作作出出估估计，如如胸胸腔腔、腹腹腔、心包、胆囊、腔、心包、胆囊、肾盂盂积液或液或脓肿等。等。（6）对各各种种病病变治治疗进行行动态随随访观察察，如如：急急性性胰胰腺腺炎炎、甲甲状状腺腺肿块等。等。（7）介介入入性性超超声声的的应用用：如如引引导穿穿刺刺、活活检、导管管插插入入等等（肝肝、肾穿穿刺刺活活检）。）。（二）超声超声检查的局限性（的局限性（缺点）1超声穿透性差超声穿透性差超声遇到骨骼、超声遇到骨骼、结石、石、钙化等密度大的介化等密度大的介质时，声阻抗大，超声，声阻抗大，超声被完全反射回去，其深被完全反射回去，其深层因无声能而呈无回声平直条状区，因无声能而呈无回声平直条状区，叫叫声影声影（acoustic shadow）。）。对含气器官如肺、含气器官如肺、肠道，因声阻抗差大而反射率几乎等于道，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，所以超声怕气体，怕骨骼，难达其深达其深层。对肥胖、肺气肥胖、肺气肿、腹、腹胀等条件困等条件困难的患者，影响二的患者，影响二维图像像质量。量。2.由由于于超超声声本本身身的的一一些些复复杂物物理理效效应，如如旁旁瓣瓣效效应、侧后后折折射射声声影影、侧壁壁失失落落效效应、镜像像效效应、混混响响效效应、折折射射重重影影效效应等等，常在超声常在超声图像中伴生，造成像中伴生，造成图像像伪差差。若超声若超声诊断医生断医生经验不足，可不足，可导致致错误分析、分析、诊断。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，经体腔和经体表探头相比，经体腔探头探头经体腔探头探头频率高，分辨率频率高，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。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。率高。（三）发展趋势（三）发展趋势1三维、四维超声三维、四维超声静态二维图像计算机重建静态二维图像计算机重建 静态三维（立体）图像静态三维（立体）图像动态三维动态三维四维图像四维图像 FETAL FACE3DFETAL FACE将超声造影将超声造影剂经末梢静脉注入，在超声末梢静脉注入，在超声检测时，超声造影，超声造影剂产生生去去强烈的反射（散射）回声，可用于烈的反射（散射）回声，可用于识别心内解剖心内解剖结构、构、肿瘤瘤的血流灌注情况等，并用于疾病的血流灌注情况等，并用于疾病诊断。断。2 超声造影超声造影右前叶见圆形强强回回声声，边缘清晰，病灶周边见强回声光带，病灶内呈筛网状筛网状改变。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。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。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 4 心内超声成像心内超声成像 a.细胞学检查、组织学活检、引流；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；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；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。乳腺肿瘤微创手术治疗。5 超声引导下介入性超声超声引导下介入性超声SEE YOU LATER