超声医学基础教程.pdf
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参见附件(229kb)。
超声医学基础课程
一 . 概 念
超声医学 (Ultrasonic medicine)
超声医学是声学、医学和电子工程技术相结合的一门学科，是研究超声对人体的作用和 反
作用规律并加以利用，达到诊断、保健和治疗等目的的学科。包括超声诊断学、超声治疗 学
和生物医学超声工程。
超声诊断学 (Ultrasound diagnostics)
研究和应用超声的物理物性，以某种方式扫查人体、诊断疾病的科学称为超声诊断学
超声显像法： Ultrasonograph, Ultrasonogram
声像图： Sonograph, Sonogram
二 . 超声波 (Ultrasound)
振动的传播称为波动 ( 简称波 ) 。分为机械波和电磁波。声波是一种机械波。
人类使用的声波范围达 17 个数量级 , 即 f 10-4Hz-1013Hz 。
以频率划分声波可以分为三大类：
次声： 10-4Hz
声 ( 可听声 ) ： 16Hz
超声： 2 ? 104Hz
超声诊断使用的频率范围： 2 - 20MHz( 兆赫 )
三 . 超声波的传播及成像原理
声阻抗 ( 特性阻抗 ) ： Z ＝ ? c 。 ? 为介质的密度、 c 为介质的声速
超声波在声阻抗不同的介质中传播，可产生折射、反射、衍射、散射及多普勒效应，介质 则
吸收声波的能量，并产生声衰减。
目前使用的超声诊断仪都是建立在回波的基础上，其物理基础便是人体内的声阻抗值是不 同
的，当声波穿过不同的组织器官时，其回声产生相应的变化，从而可提取各种诊断信息。
声波遇到气体时 , 被全部反射 , 不能成像。
四 . 超声诊断技术的发展简史
1880 年发现压电效应
1923 年首次将声纳用于探测潜艇
1945 年 A ? Firestone 制成 A 型脉冲超声检测仪。我国自 1958 年 11 月开始将 A 型超声诊断 应
用于临床。
1960 年代中后期- 1980 年代初期 B 型超声检查发展并普及，仪器渐趋完善，我国自 1978
年开始应用 B 型超声诊断疾病。
1980 年代中后期彩色 Doppler 超声显像仪的出现，计算机图像处理技术的应用，为超声诊 断
开创了更加广阔的领域。
五 . 超声诊断仪的基本构成
主机：包括基本电路、计算机信号处理器等
探头 Probe (换能器 Transducer) ：核心器件是压电晶体，其作用是向人体发射和接收超声 波 。
显示器：显示各种类型的超声图像
探头的种类：依晶片排列方式的不同分为线阵、凸阵、扇扫、扇括及腔内探头等不同种类。
腹部检查常用探 头频率为 3.5MHz ，表浅部位的检查常用高频探头 7-10MHz 。
六 . 超声诊断的种类
(1)A 型 (Amplitude mode) 超声诊断法，简称 A 超
是将回声以波的形式显示出来，根据回声波幅的高低、多少、形状及有无进行诊断。因 其
一维波形显示的局限性，目前仅用于眼科检查。(2)B 型 (Brightness mode) 超声诊断法，简称 B 超
是将回声信号以光点的形式显示成二维图像 (2-dimentional ultrasonograph) 目前广泛应用于
临床的是实时显像 (Real-time imaging) 。
(3)M 型 (Motion type) 超声诊断法
是 B 型超声的一种特殊显示方式，能够显示体内属层组织对体表的距离随时间变化的曲
线、与 A 超相同，均反映一维空间结构，常用于以及检查，即 M 型超声心动图。
(4)D 型 (Doppler) 超声诊断法
通称为 Doppler 超声，是利用多普勒效应的原理，对运动的器官和血流进行检查。广泛 应
用于临床的是彩色多普勒超声及经颅多普勒超声诊断。多普勒效应 (Doppler effect)
由奥地利物理学家克里斯丁 ? 约翰 ? 多普勒于 1842 年首先提出。
在振动源与观察者作相同运动时声波密集，在背向运动时声波疏散，运动产生的这种声 波
频率的变化是可以测量的。这种变化的数值被称为多普勒频移 (Doppler shift) ，这种现象称 为
多显勒效应。
彩色多显勒血流显像 (Color Doppler flow imaging, CDFI) 或彩色多显勒显像 (Color Doppler
imaging,CDI)
主要是利用血液中运动的红细胞对声波的散射，产生多显勒效应，经伪彩色编码技术，在 二
维图像上显示彩色血流影像。不同方向的血流以不同的颜色表示，通常设定流向探头的血 流
为红色，背离探头的血流为蓝色。彩色多普勒超声诊断仪同时具备频谱多普勒 (Spectral
Doppler) 功能，可在彩色图像上定点取样，显示 Doppler 频谱图，并听取多普勒信号音。
彩色多普勒能量图 (Color Doppler energy, CDE)
又称超声血管造影 (Ultrasonic angiography) ，是彩色多普勒超声技术的发展，以其不受探测
角度的影响、能显示 CDI 所不能显示的低流量和低流速血流为主要特点。
用于肿瘤内血管的检测、实质脏器的血流灌注的检测、实质脏器梗死的判定、胎盘血流及 周
围血管病变的检查等。
彩色多普勒超声的临床意义
判断血流的方向及性质 ( 层流、湍流或涡流 ) ，测定血流速度及各种指数 (RI 阻力指数
＝ ， PI 动脉指数＝ ， TAMX 为时间最大平均血流速度 ) 。
在心血管疾病的诊断中，测定是否存在分流与反流，并定量估测；
判断血管是否狭窄或闭塞，是否有血栓形成；
检测肿瘤内血管，为鉴别肿瘤的良恶性提供参考；
移植肾排异反应的判断。
经颅多普勒超声 (Transcranial Doppler, TCD)
用较低频率的多普勒超声探查颅内动脉，显示为多普勒频谱图，用来诊断各种脑血管疾病，如脑血管畸形、脑动脉瘤，脑血管痉挛等
(5) 三维成像法
是近年来发展起来的医学影像技术，能显示直观的立体图像，可提供比二维超声更为丰 富
的信息。主要用于心脏疾病的研究与临床诊治，在妇产科、眼科、腹部及周围血管成像等 方
面有一定的应用。
七 . 常用超声诊断术语及临床意义
无回声区：病灶内声波穿透性良好，不产生回声，不发生衰减，常伴有后方回声增强。可 见
于各种囊肿、胸 / 腹水、血管管腔等。
低回声区：在二维图像上显示为暗淡的点状回声区。多种实性占位性病变均显示为低回声 区 ，尤以恶性肿瘤多见。等回声区：病灶与周围组织的回声强度一致或近似，与邻近组织不易区分，给诊断带来一 定
的困难。如显示为等回声的肝癌。
强回声、在声像图上显示为极亮的点状或团块回声。各种结石、骨骼、金属异物等物均为 强
回声。
声影：声束遇有强反射或声衰减很大的物体时，其后方出现超声不能达到的区域，形成与 声
束方向一致的条状无回声区，称为声影。常见于结石、骨骼及钙化灶后方。
假肾征：较大的团块中心为强回声、边缘呈低回声，类似肾脏结构。常见于胃肠道肿瘤。
牛眼征 (bull ’ s eye) ：团块边缘呈低回声，中心回声增强，并于增强区内出现光点稀少的暗区 ，形似牛眼。常见于转移性肝癌。
靶环征 (target sign) ：病灶中心回声较强，边缘为低回声，形似靶环。亦见于转移性肝癌 ......
一 . 概 念
超声医学 (Ultrasonic medicine)
超声医学是声学、医学和电子工程技术相结合的一门学科，是研究超声对人体的作用和 反
作用规律并加以利用，达到诊断、保健和治疗等目的的学科。包括超声诊断学、超声治疗 学
和生物医学超声工程。
超声诊断学 (Ultrasound diagnostics)
研究和应用超声的物理物性，以某种方式扫查人体、诊断疾病的科学称为超声诊断学
超声显像法： Ultrasonograph, Ultrasonogram
声像图： Sonograph, Sonogram
二 . 超声波 (Ultrasound)
振动的传播称为波动 ( 简称波 ) 。分为机械波和电磁波。声波是一种机械波。
人类使用的声波范围达 17 个数量级 , 即 f 10-4Hz-1013Hz 。
以频率划分声波可以分为三大类：
次声： 10-4Hz
声 ( 可听声 ) ： 16Hz
超声： 2 ? 104Hz
超声诊断使用的频率范围： 2 - 20MHz( 兆赫 )
三 . 超声波的传播及成像原理
声阻抗 ( 特性阻抗 ) ： Z ＝ ? c 。 ? 为介质的密度、 c 为介质的声速
超声波在声阻抗不同的介质中传播，可产生折射、反射、衍射、散射及多普勒效应，介质 则
吸收声波的能量，并产生声衰减。
目前使用的超声诊断仪都是建立在回波的基础上，其物理基础便是人体内的声阻抗值是不 同
的，当声波穿过不同的组织器官时，其回声产生相应的变化，从而可提取各种诊断信息。
声波遇到气体时 , 被全部反射 , 不能成像。
四 . 超声诊断技术的发展简史
1880 年发现压电效应
1923 年首次将声纳用于探测潜艇
1945 年 A ? Firestone 制成 A 型脉冲超声检测仪。我国自 1958 年 11 月开始将 A 型超声诊断 应
用于临床。
1960 年代中后期- 1980 年代初期 B 型超声检查发展并普及，仪器渐趋完善，我国自 1978
年开始应用 B 型超声诊断疾病。
1980 年代中后期彩色 Doppler 超声显像仪的出现，计算机图像处理技术的应用，为超声诊 断
开创了更加广阔的领域。
五 . 超声诊断仪的基本构成
主机：包括基本电路、计算机信号处理器等
探头 Probe (换能器 Transducer) ：核心器件是压电晶体，其作用是向人体发射和接收超声 波 。
显示器：显示各种类型的超声图像
探头的种类：依晶片排列方式的不同分为线阵、凸阵、扇扫、扇括及腔内探头等不同种类。
腹部检查常用探 头频率为 3.5MHz ，表浅部位的检查常用高频探头 7-10MHz 。
六 . 超声诊断的种类
(1)A 型 (Amplitude mode) 超声诊断法，简称 A 超
是将回声以波的形式显示出来，根据回声波幅的高低、多少、形状及有无进行诊断。因 其
一维波形显示的局限性，目前仅用于眼科检查。(2)B 型 (Brightness mode) 超声诊断法，简称 B 超
是将回声信号以光点的形式显示成二维图像 (2-dimentional ultrasonograph) 目前广泛应用于
临床的是实时显像 (Real-time imaging) 。
(3)M 型 (Motion type) 超声诊断法
是 B 型超声的一种特殊显示方式，能够显示体内属层组织对体表的距离随时间变化的曲
线、与 A 超相同，均反映一维空间结构，常用于以及检查，即 M 型超声心动图。
(4)D 型 (Doppler) 超声诊断法
通称为 Doppler 超声，是利用多普勒效应的原理，对运动的器官和血流进行检查。广泛 应
用于临床的是彩色多普勒超声及经颅多普勒超声诊断。多普勒效应 (Doppler effect)
由奥地利物理学家克里斯丁 ? 约翰 ? 多普勒于 1842 年首先提出。
在振动源与观察者作相同运动时声波密集，在背向运动时声波疏散，运动产生的这种声 波
频率的变化是可以测量的。这种变化的数值被称为多普勒频移 (Doppler shift) ，这种现象称 为
多显勒效应。
彩色多显勒血流显像 (Color Doppler flow imaging, CDFI) 或彩色多显勒显像 (Color Doppler
imaging,CDI)
主要是利用血液中运动的红细胞对声波的散射，产生多显勒效应，经伪彩色编码技术，在 二
维图像上显示彩色血流影像。不同方向的血流以不同的颜色表示，通常设定流向探头的血 流
为红色，背离探头的血流为蓝色。彩色多普勒超声诊断仪同时具备频谱多普勒 (Spectral
Doppler) 功能，可在彩色图像上定点取样，显示 Doppler 频谱图，并听取多普勒信号音。
彩色多普勒能量图 (Color Doppler energy, CDE)
又称超声血管造影 (Ultrasonic angiography) ，是彩色多普勒超声技术的发展，以其不受探测
角度的影响、能显示 CDI 所不能显示的低流量和低流速血流为主要特点。
用于肿瘤内血管的检测、实质脏器的血流灌注的检测、实质脏器梗死的判定、胎盘血流及 周
围血管病变的检查等。
彩色多普勒超声的临床意义
判断血流的方向及性质 ( 层流、湍流或涡流 ) ，测定血流速度及各种指数 (RI 阻力指数
＝ ， PI 动脉指数＝ ， TAMX 为时间最大平均血流速度 ) 。
在心血管疾病的诊断中，测定是否存在分流与反流，并定量估测；
判断血管是否狭窄或闭塞，是否有血栓形成；
检测肿瘤内血管，为鉴别肿瘤的良恶性提供参考；
移植肾排异反应的判断。
经颅多普勒超声 (Transcranial Doppler, TCD)
用较低频率的多普勒超声探查颅内动脉，显示为多普勒频谱图，用来诊断各种脑血管疾病，如脑血管畸形、脑动脉瘤，脑血管痉挛等
(5) 三维成像法
是近年来发展起来的医学影像技术，能显示直观的立体图像，可提供比二维超声更为丰 富
的信息。主要用于心脏疾病的研究与临床诊治，在妇产科、眼科、腹部及周围血管成像等 方
面有一定的应用。
七 . 常用超声诊断术语及临床意义
无回声区：病灶内声波穿透性良好，不产生回声，不发生衰减，常伴有后方回声增强。可 见
于各种囊肿、胸 / 腹水、血管管腔等。
低回声区：在二维图像上显示为暗淡的点状回声区。多种实性占位性病变均显示为低回声 区 ，尤以恶性肿瘤多见。等回声区：病灶与周围组织的回声强度一致或近似，与邻近组织不易区分，给诊断带来一 定
的困难。如显示为等回声的肝癌。
强回声、在声像图上显示为极亮的点状或团块回声。各种结石、骨骼、金属异物等物均为 强
回声。
声影：声束遇有强反射或声衰减很大的物体时，其后方出现超声不能达到的区域，形成与 声
束方向一致的条状无回声区，称为声影。常见于结石、骨骼及钙化灶后方。
假肾征：较大的团块中心为强回声、边缘呈低回声，类似肾脏结构。常见于胃肠道肿瘤。
牛眼征 (bull ’ s eye) ：团块边缘呈低回声，中心回声增强，并于增强区内出现光点稀少的暗区 ，形似牛眼。常见于转移性肝癌。
靶环征 (target sign) ：病灶中心回声较强，边缘为低回声，形似靶环。亦见于转移性肝癌 ......
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