超声基础讲义.ppt
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参见附件(765KB)。
天津医科大学总医院
超声科
尹彦玲
超声检查
> 超声成像基本原理
> 超声图象的特点
> 超声检查新技术
> 超声诊断的临床应用
> 介绍腹部疾病的超声诊断
超声成像的基础知识
>超 声定义：机械振动频率在20000Hz/S以上，人耳所听不到的声波。
>超声检查是利用声波的物理特性与人体的器官组织声学特性相互作用后产生的信息，将其接收、放大、信息处理后形成图形。简称USG(ultrasonography) 。
超 声 的 发 展
> 40年代 - 超声检查
> 50年代 - A超检查
> 70年代 - B超检查
> 80年代 - 彩色多普勒
> 90年代 - 彩色多普勒、(二次谐波成像)、(超高频探头)、(介入超声)
> 2000年以后三、四维超声、超声造影陆续问世，使超声技术出现一个崭新阶段.
超 声 诊 断 仪
分两大部分：
主机(1个)
探头(多个)
超 声 波 的 产 生
探头内有数个压电晶体片组成，它具有二种可逆的能量转变效应:
1、逆压电效应：在交变电场的作用下使压电晶体片厚度交替改变产生声振动，即由电能转变为声能，成为超声的发生器。
2、正压电效应：由声波的压力变化使压电晶体片两端的电极随声波的压缩与弛张发生正负电位交替变化，即由声能转变为电能，成为回声的接收器。
超 声 的 物 理 特 性
> 由声源发生的声振动在介质中传播 ，具有频率、波长和声速这三个物理参数。
c = f×λ
其关系为：
> 频率低波长长穿透力强分辨力差
> 频率高波长短穿透力弱分辨力强
介质在声波传播时的特点
>介质的声速特点：
固体>液体>气体
(solid)(liquid)(gas)
例：肝脏 1570 m/s
生理盐水 1540 m/s
气体350 m/s
骨、软骨 4500 m/s
> 介质速度的高低遵循下列公式C =(K/ρ)的开平方
超声波的束射性
(指向性)
> 超声波是直线传播，具有良好的束射性。
> 超声束的扩散：L= r 2/λ L是远场区开始点距声源的距离，r是声源的半径，λ是波长。Sinθ=1.22λ/D，θ是扩散角，λ是波长，D是声源的直径。
超 声 的 物 理 特 性
> 超声的反射
> 超声的折射
> 超声的散射
> 超声的衰减
> 多普勒效应
超声的反射(声束垂直界面)
> 当入射声波垂直于界面，入射角等于0，其反射回声垂直返回探头，在监视器上出现回波。
> 部分声能在界面后方继续传播产生透射。
意义
> 反射和透射产生的各层回波给诊断带来了人体内部各层组织信息,从而进行超声诊断
> 空气与人体软组织特性声阻抗差较大,造成反射强烈(出现亮点或光团),而透声波能量减少(空气后方的组织很难显示)
超声的折射
(声束不垂直于断面)
> 当入射角不垂直界面，反射角等于入射角进行反射，并可产生折射。反射的声能不被探头所吸收，故监视器上无回波。其折射角的大小取决于入射角及两种介质的声束。
意义
> 折射的声能不被探头所吸收,故监视器上无回波
> 囊肿的侧方声影.肾上下极的侧边声影都是折射造成的结果
超 声 的 散 射
> 入射波在传播时，遇到不同界面(如红细胞)远远小于声波波长时，声能会象四面八方传播声波，这种现象称为散射。朝向探头方向的散射波-背向散射(后散射)。
超 声 的 散 射
> 根据背向散射积分可计算背向散射积分指数，以背向散射积分心动周期变化幅度和跨壁背向散射积分梯度为依据来评价人体组织器官声学特性和功能状态。
意义
> 人体组织内的微小结构在声场中发生散射,形成脏器内部图象的另一个声学基础,声像图背景中的大量像素都是来自散射.
> 多普勒就是利用血液中的红细胞在声场中有较强的散射,从而获得人体血流的多普勒频移信号
超声的衰减
> 超声在介质传播过程中，声能随着传播距离的增加而减弱的现象称为衰减。
> 衰减受声波的反射、散射和吸收三大因素的影响，也是这三种声能耗费的总和。
蛋白质 -- 衰减最大
水 -- 衰减最小
多普勒效应
(Doppler effect)
> 当声源与接受器之间出现相对运动时，接受的频率与声源发射的频率间有一定差异，这种频率的改变称为频移，此种现象称为多普勒现象。
> 界面位置固定不变 - 不产生多普勒效应
> 界面位置有移动时 - 出现多普勒效应
> 界面朝向探头 - 频率增高
> 界面背离探头 - 频率减低
介 质 的 声 阻 抗
> 声波传递介质中某点的声压和该点速度的比值称为声阻抗。Z=ρ C ， Z是声阻抗，ρ是组织密度，C是声速。
> 两种不同声阻抗物体的接触面称界面，界面两端介质声阻抗差大于0.1%时，可产生反射。
超声成像的基本原理
> 人体结构十分复杂，各种器官、组织之间产生不同的声阻抗差，可形成良好的界面，声像图上可显示出完整的周边回声，从而显示出器官的轮廓，判断器官的形态、大小和病变。
小结
> 现代超声诊断仪正是利用大界面反射原理，可清楚地显示体表和内部器官形态和轮廓，还可利用无数小界面的后散射原理，清晰显示人体复杂且细微结构。由于双重作用的原理方可得到大量的体内信息，从而对疾病进行诊断。
超声设备
> A型(超声示波法)(amplitude mode)：属 一维是将人体的界面反射回声信号显示为 垂直的波形。
> B型(超声显像法)(brightness mode):属二维是将回声的信号以光点的形式显示出来，由于采用连续方式扫描可显示二维解剖实时切面图象。
> M型(超声光点扫描法)(motion mode)。
> D型超声(Doppler)：脉冲和连续Doppler
A型(超声示波法)
> 属一维超声，横坐标代表检查的距离，纵坐标代表回声的强度。是50年代刚开始超声检查时使用的，目前已经被淘汰
B型(超声显像法)
> 是将回声的信号以光点的形式显示出来，为辉度调制型，采用连续方式扫描，显示超声所经过的所有组织，得到的图像是二维的解剖切面图像。多帧图像能快速连续显像构成实时成像。是 70年代应用的，70年代末基本取代A型。
M型(超声光点扫描法)
> 是B超的一种特殊显示方式，显示运动和时间的函数，横坐标表示时间，纵坐标表示深度，用于检查心脏，可观察心脏瓣膜运动及室壁运动-也称M型超声心动图。目前M型超声多与B型D型同时显示和应用
D型(超声频移诊断法)
> 通常称DOPPLE超声，用来观察血流的方向和速度
> 90年代问世：
彩色多普勒血流成像
彩色多普勒能量图
彩色多普勒血流显像
(Color Doppler flow imaging)
> 在多普勒二维显像的基础上，以实时彩色编码显示血流的方法，在监视器上以不同的色彩显示不同的血流方向。
红色 - 朝向探头
兰色 - 背离探头
彩 色 多 普 勒
> 脉冲波多普勒
> 连续多普勒
脉冲波多普勒
脉冲波多普勒是由同一个(或一组)晶片发射并接收超声波，它用较少的时间发射，用更多的时间接收，可进行定点血流测定，因而具有很高的距离分辨力，由于脉冲波多普勒的最大显示频率受到脉冲重复频率的限制，在检测高速血流时容易出现混叠。这对像二尖瓣狭窄、主动脉瓣狭窄等类疾病的检查十分不利。
连续多普勒
连续波多普勒由于采用两个(或两组)晶片，由其中一组连续地发射超声，而由另一组连续地接收回波,因此具有很高的速度分辨力，能够检测到很高速的血流，这是它的优点，其缺点是缺乏距离分辨能力
超 声 图 象 的 特 点
> 无反射型(无回声型)：见于均质的物质，例如囊肿、腹水、尿液等。
> 少反射型(低回声型)：见于均质的实性组织，例如肝、脾、心肌等。
> 多反射型(强回声型)：见于非均质组织，例如瓣膜、大血管壁等。
> 全反射型(含气型)：例如肺、肠。
普通彩超检查
> 二维超声检查：直观地显示各脏器的形态结构，判断其病变位置。
> 频谱型多普勒超声检查：脉冲多普勒
连续多普勒
> 彩色多普勒血流显像：属于实时二维血流成像，可判定异常血流的位置、方向与范围。
超声检查新技术
> 组织多普勒成像
> 彩色多普勒能量图
> 腔内超声检查
> 声学造影检查
> 三、四维超声成像
组 织 多 普 勒
> 提取运动心壁的低频高振幅多普勒频移信号，并输送至自相关系统和速度计算机单元进行彩色编码，通过数模转换器以二维和M型显示。
> 作用：定量分析心肌运动情况
彩色多普勒能量图
> 依据红细胞运动散射体的多普勒频移信号的强度或能量为成像参数进行二维彩色成像。
> 作用：常和造影技术合用来观察脏器的血流灌注情况。
腔 内 超 声
> 经食道超声心动图
> 血管内超声
> 经胃十二指肠超声
> 经直肠超声和经阴道超声
分别检查心血管、消化道、妇产科等疾病。
超 声 造 影 检 查
> 超声造影检查：是将含有微小气泡的对比剂经静脉注入体内，使相应的心脏大血管和靶器官显影更加清晰的一种检查方法。
> 作用：用于心内有无右向左和左向右分流；可观察心肌供血情况.
也可用于腹部如：肝肿瘤、肾肿瘤的定性诊断以及血管通畅性的评估。
三 维 成 像
> 目前三维超声成像逐渐由二维超声重建向实时三维成像发展。
> 作用：可判定心脏瓣膜疾病的定量分析
可观察胎儿部分畸形病变
可进行介入超声的定位
USG分析与诊断
> 1、外形：是否正常大小，有无肿块。
> 2、边界：是否有"暗环"征。
> 3、内部结构：是否回声均匀。
> 4、后方回声：是否增强或衰减。
> 5、比邻关系：有无压迫、粘连、浸润。
> 6、功能性检测。
超声图象的基本概念
> 1、无回声区：病灶或正常组织内部不产生回声的区域。一般为液性组织.
>2、低回声：为暗淡的点状或团块状回声。
>3、等回声：病灶的回声强度与周围正常组织的回声强度相等或近似。
>4、强回声: 显示为非常明亮的点状或块状回声。
>5、声影：由于介质的反射或折射，声波不能到达的区域。其后方为声影。
> 6、声晕：肿瘤周边的弱回声环，见于肝
癌病灶周边。
> 7、假肾征：周边为弱回声，中间为强回
回声，形态似假肾，见于肠道
肿瘤。
> 8、彗星尾征：超声遇到胆囊壁的结石、子宫节育环时，其后方出现不
整齐的声影。
USG诊断的临床应用
> 1、内、外、妇产、儿科、眼科。
> 2、腔内探头可观查微小病变。
> 3、超声引导介入穿刺用于临床诊断和治疗。
> 4、超声对骨、肺、肠的检查受限。伪像
较多、整体性不如CT、MRI。
医学影像的存档和通讯系统
PACS(picture archiving and communication system, PACS)：是以高速计算机设备以及海量存储介质为基础。以高速传输网络联接各种影像设备和终端。管理并提供、传输、显示原始的数字化图像和信息。具有查找医学图像及相关信息快速、准确、图像质量无失真、影像资料可共享等特点。......（后略) ......
天津医科大学总医院
超声科
尹彦玲
超声检查
> 超声成像基本原理
> 超声图象的特点
> 超声检查新技术
> 超声诊断的临床应用
> 介绍腹部疾病的超声诊断
超声成像的基础知识
>超 声定义：机械振动频率在20000Hz/S以上，人耳所听不到的声波。
>超声检查是利用声波的物理特性与人体的器官组织声学特性相互作用后产生的信息，将其接收、放大、信息处理后形成图形。简称USG(ultrasonography) 。
超 声 的 发 展
> 40年代 - 超声检查
> 50年代 - A超检查
> 70年代 - B超检查
> 80年代 - 彩色多普勒
> 90年代 - 彩色多普勒、(二次谐波成像)、(超高频探头)、(介入超声)
> 2000年以后三、四维超声、超声造影陆续问世，使超声技术出现一个崭新阶段.
超 声 诊 断 仪
分两大部分：
主机(1个)
探头(多个)
超 声 波 的 产 生
探头内有数个压电晶体片组成，它具有二种可逆的能量转变效应:
1、逆压电效应：在交变电场的作用下使压电晶体片厚度交替改变产生声振动，即由电能转变为声能，成为超声的发生器。
2、正压电效应：由声波的压力变化使压电晶体片两端的电极随声波的压缩与弛张发生正负电位交替变化，即由声能转变为电能，成为回声的接收器。
超 声 的 物 理 特 性
> 由声源发生的声振动在介质中传播 ，具有频率、波长和声速这三个物理参数。
c = f×λ
其关系为：
> 频率低波长长穿透力强分辨力差
> 频率高波长短穿透力弱分辨力强
介质在声波传播时的特点
>介质的声速特点：
固体>液体>气体
(solid)(liquid)(gas)
例：肝脏 1570 m/s
生理盐水 1540 m/s
气体350 m/s
骨、软骨 4500 m/s
> 介质速度的高低遵循下列公式C =(K/ρ)的开平方
超声波的束射性
(指向性)
> 超声波是直线传播，具有良好的束射性。
> 超声束的扩散：L= r 2/λ L是远场区开始点距声源的距离，r是声源的半径，λ是波长。Sinθ=1.22λ/D，θ是扩散角，λ是波长，D是声源的直径。
超 声 的 物 理 特 性
> 超声的反射
> 超声的折射
> 超声的散射
> 超声的衰减
> 多普勒效应
超声的反射(声束垂直界面)
> 当入射声波垂直于界面，入射角等于0，其反射回声垂直返回探头，在监视器上出现回波。
> 部分声能在界面后方继续传播产生透射。
意义
> 反射和透射产生的各层回波给诊断带来了人体内部各层组织信息,从而进行超声诊断
> 空气与人体软组织特性声阻抗差较大,造成反射强烈(出现亮点或光团),而透声波能量减少(空气后方的组织很难显示)
超声的折射
(声束不垂直于断面)
> 当入射角不垂直界面，反射角等于入射角进行反射，并可产生折射。反射的声能不被探头所吸收，故监视器上无回波。其折射角的大小取决于入射角及两种介质的声束。
意义
> 折射的声能不被探头所吸收,故监视器上无回波
> 囊肿的侧方声影.肾上下极的侧边声影都是折射造成的结果
超 声 的 散 射
> 入射波在传播时，遇到不同界面(如红细胞)远远小于声波波长时，声能会象四面八方传播声波，这种现象称为散射。朝向探头方向的散射波-背向散射(后散射)。
超 声 的 散 射
> 根据背向散射积分可计算背向散射积分指数，以背向散射积分心动周期变化幅度和跨壁背向散射积分梯度为依据来评价人体组织器官声学特性和功能状态。
意义
> 人体组织内的微小结构在声场中发生散射,形成脏器内部图象的另一个声学基础,声像图背景中的大量像素都是来自散射.
> 多普勒就是利用血液中的红细胞在声场中有较强的散射,从而获得人体血流的多普勒频移信号
超声的衰减
> 超声在介质传播过程中，声能随着传播距离的增加而减弱的现象称为衰减。
> 衰减受声波的反射、散射和吸收三大因素的影响，也是这三种声能耗费的总和。
蛋白质 -- 衰减最大
水 -- 衰减最小
多普勒效应
(Doppler effect)
> 当声源与接受器之间出现相对运动时，接受的频率与声源发射的频率间有一定差异，这种频率的改变称为频移，此种现象称为多普勒现象。
> 界面位置固定不变 - 不产生多普勒效应
> 界面位置有移动时 - 出现多普勒效应
> 界面朝向探头 - 频率增高
> 界面背离探头 - 频率减低
介 质 的 声 阻 抗
> 声波传递介质中某点的声压和该点速度的比值称为声阻抗。Z=ρ C ， Z是声阻抗，ρ是组织密度，C是声速。
> 两种不同声阻抗物体的接触面称界面，界面两端介质声阻抗差大于0.1%时，可产生反射。
超声成像的基本原理
> 人体结构十分复杂，各种器官、组织之间产生不同的声阻抗差，可形成良好的界面，声像图上可显示出完整的周边回声，从而显示出器官的轮廓，判断器官的形态、大小和病变。
小结
> 现代超声诊断仪正是利用大界面反射原理，可清楚地显示体表和内部器官形态和轮廓，还可利用无数小界面的后散射原理，清晰显示人体复杂且细微结构。由于双重作用的原理方可得到大量的体内信息，从而对疾病进行诊断。
超声设备
> A型(超声示波法)(amplitude mode)：属 一维是将人体的界面反射回声信号显示为 垂直的波形。
> B型(超声显像法)(brightness mode):属二维是将回声的信号以光点的形式显示出来，由于采用连续方式扫描可显示二维解剖实时切面图象。
> M型(超声光点扫描法)(motion mode)。
> D型超声(Doppler)：脉冲和连续Doppler
A型(超声示波法)
> 属一维超声，横坐标代表检查的距离，纵坐标代表回声的强度。是50年代刚开始超声检查时使用的，目前已经被淘汰
B型(超声显像法)
> 是将回声的信号以光点的形式显示出来，为辉度调制型，采用连续方式扫描，显示超声所经过的所有组织，得到的图像是二维的解剖切面图像。多帧图像能快速连续显像构成实时成像。是 70年代应用的，70年代末基本取代A型。
M型(超声光点扫描法)
> 是B超的一种特殊显示方式，显示运动和时间的函数，横坐标表示时间，纵坐标表示深度，用于检查心脏，可观察心脏瓣膜运动及室壁运动-也称M型超声心动图。目前M型超声多与B型D型同时显示和应用
D型(超声频移诊断法)
> 通常称DOPPLE超声，用来观察血流的方向和速度
> 90年代问世：
彩色多普勒血流成像
彩色多普勒能量图
彩色多普勒血流显像
(Color Doppler flow imaging)
> 在多普勒二维显像的基础上，以实时彩色编码显示血流的方法，在监视器上以不同的色彩显示不同的血流方向。
红色 - 朝向探头
兰色 - 背离探头
彩 色 多 普 勒
> 脉冲波多普勒
> 连续多普勒
脉冲波多普勒
脉冲波多普勒是由同一个(或一组)晶片发射并接收超声波，它用较少的时间发射，用更多的时间接收，可进行定点血流测定，因而具有很高的距离分辨力，由于脉冲波多普勒的最大显示频率受到脉冲重复频率的限制，在检测高速血流时容易出现混叠。这对像二尖瓣狭窄、主动脉瓣狭窄等类疾病的检查十分不利。
连续多普勒
连续波多普勒由于采用两个(或两组)晶片，由其中一组连续地发射超声，而由另一组连续地接收回波,因此具有很高的速度分辨力，能够检测到很高速的血流，这是它的优点，其缺点是缺乏距离分辨能力
超 声 图 象 的 特 点
> 无反射型(无回声型)：见于均质的物质，例如囊肿、腹水、尿液等。
> 少反射型(低回声型)：见于均质的实性组织，例如肝、脾、心肌等。
> 多反射型(强回声型)：见于非均质组织，例如瓣膜、大血管壁等。
> 全反射型(含气型)：例如肺、肠。
普通彩超检查
> 二维超声检查：直观地显示各脏器的形态结构，判断其病变位置。
> 频谱型多普勒超声检查：脉冲多普勒
连续多普勒
> 彩色多普勒血流显像：属于实时二维血流成像，可判定异常血流的位置、方向与范围。
超声检查新技术
> 组织多普勒成像
> 彩色多普勒能量图
> 腔内超声检查
> 声学造影检查
> 三、四维超声成像
组 织 多 普 勒
> 提取运动心壁的低频高振幅多普勒频移信号，并输送至自相关系统和速度计算机单元进行彩色编码，通过数模转换器以二维和M型显示。
> 作用：定量分析心肌运动情况
彩色多普勒能量图
> 依据红细胞运动散射体的多普勒频移信号的强度或能量为成像参数进行二维彩色成像。
> 作用：常和造影技术合用来观察脏器的血流灌注情况。
腔 内 超 声
> 经食道超声心动图
> 血管内超声
> 经胃十二指肠超声
> 经直肠超声和经阴道超声
分别检查心血管、消化道、妇产科等疾病。
超 声 造 影 检 查
> 超声造影检查：是将含有微小气泡的对比剂经静脉注入体内，使相应的心脏大血管和靶器官显影更加清晰的一种检查方法。
> 作用：用于心内有无右向左和左向右分流；可观察心肌供血情况.
也可用于腹部如：肝肿瘤、肾肿瘤的定性诊断以及血管通畅性的评估。
三 维 成 像
> 目前三维超声成像逐渐由二维超声重建向实时三维成像发展。
> 作用：可判定心脏瓣膜疾病的定量分析
可观察胎儿部分畸形病变
可进行介入超声的定位
USG分析与诊断
> 1、外形：是否正常大小，有无肿块。
> 2、边界：是否有"暗环"征。
> 3、内部结构：是否回声均匀。
> 4、后方回声：是否增强或衰减。
> 5、比邻关系：有无压迫、粘连、浸润。
> 6、功能性检测。
超声图象的基本概念
> 1、无回声区：病灶或正常组织内部不产生回声的区域。一般为液性组织.
>2、低回声：为暗淡的点状或团块状回声。
>3、等回声：病灶的回声强度与周围正常组织的回声强度相等或近似。
>4、强回声: 显示为非常明亮的点状或块状回声。
>5、声影：由于介质的反射或折射，声波不能到达的区域。其后方为声影。
> 6、声晕：肿瘤周边的弱回声环，见于肝
癌病灶周边。
> 7、假肾征：周边为弱回声，中间为强回
回声，形态似假肾，见于肠道
肿瘤。
> 8、彗星尾征：超声遇到胆囊壁的结石、子宫节育环时，其后方出现不
整齐的声影。
USG诊断的临床应用
> 1、内、外、妇产、儿科、眼科。
> 2、腔内探头可观查微小病变。
> 3、超声引导介入穿刺用于临床诊断和治疗。
> 4、超声对骨、肺、肠的检查受限。伪像
较多、整体性不如CT、MRI。
医学影像的存档和通讯系统
PACS(picture archiving and communication system, PACS)：是以高速计算机设备以及海量存储介质为基础。以高速传输网络联接各种影像设备和终端。管理并提供、传输、显示原始的数字化图像和信息。具有查找医学图像及相关信息快速、准确、图像质量无失真、影像资料可共享等特点。......（后略) ......
附件资料：
相关资料1：
- 彩色多普勒超声诊断学--[彩色多普勒 超声 影像 诊断学 医学].pdf
- 临床技术操作规范(超声医学分册)(doc).rar
- 中华超声影像学杂志(1994.02).pdf
- 彩色多普勒超声诊断肾上腺髓样脂肪瘤1例.pdf
- 超声--浅表器官及组织超声诊断学--[医学 超声 影像 诊断 浅表器官 小器官 组织].pdf
- 1 小儿超声诊断图谱--[--[清晰].pdf
- 中华超声影像学杂志(1996.02).pdf
- 经腹壁胃肠疾病超声诊断.pdf
- 超声解剖彩色图谱.pdf
- 中华超声影像学杂志(1994.01).pdf
- 中华超声影像学杂志(1995.01).pdf
- [1996][黄承孝]超声医学影像诊断学.pdf
- 急诊超声诊断手册 张兰华主编.pdf
- 《116-颈动脉与颅脑血管超声诊断学》.华扬.扫描版.pdf
- 中华超声影像学杂志(2004.09).pdf