《超声基础》ppt课件.ppt

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1、超声诊断的基础和原理中国医科大学附属盛京医院超声科中国医科大学附属盛京医院超声科高树熹高树熹绪论医学影像诊断学医学影像诊断学n n超声显像n n核素成像n n放射学诊断 普通X线诊断学 X线电子计算机体层成像（XCT）磁共振成像（MRI）超声医学的内容超声医学的内容n n脏器的形态学诊断和器官的超声大体解剖n n功能检测n n介入性超声 超声诊断的优点超声诊断的优点1.1.无放射性损伤无放射性损伤2.2.实时动态显示实时动态显示3.3.取得的信息量丰富取得的信息量丰富4.4.能发挥管腔造影功能，不需造影剂可显示管腔能发挥管腔造影功能，不需造影剂可显示管腔结构结构5.5.能取得各个方位的切面图像

2、能取得各个方位的切面图像6.6.能准确判定各种心血管畸形的病变性质和部位能准确判定各种心血管畸形的病变性质和部位7.7.功能检测：可检测心脏功能，胆囊收缩功能和功能检测：可检测心脏功能，胆囊收缩功能和胃排空功能胃排空功能8.8.可对病变进行动态随访观察可对病变进行动态随访观察9.9.可以快速获得结果可以快速获得结果超声诊断的基础和原理 第一节第一节 诊断超声的物理特性诊断超声的物理特性1 超超声声定定义义：超声为物体的机械振动波,属于纵波,其频率大于赫兹。超声诊断频率：常用频率：.超声波的发射：属于逆压电效应,把电能转成机械能。超声波的接收：属于压电效应,把机械能转成电能。分辨力分辨力:基本分

3、辨力、图像分辨力基本分辨力、图像分辨力基基本本分分辨辨力力：单单一一声声束束线线上上所所测测出出的的分分辨辨两两个细小目标的能力个细小目标的能力n n轴轴向向分分辨辨力力：指指沿沿声声束束轴轴线线方方向向的的分分辨辨力力。通通常常用用3-3.5MHZ3-3.5MHZ探头时探头时,轴向分辨在轴向分辨在1mm1mm左左 右。右。n n侧侧向向分分辨辨力力：指指在在与与声声束束轴轴线线垂垂直直的的平平面面上上,在在探探头头长长轴轴的的分分辨辨力力。其其分分辨辨率率好好坏坏由由晶晶片片形形状状、发发射射频频率率、聚聚焦焦效效果果及及距距离离换换能能器器远远近近等等因因素素决决定。定。n n横横向向分分

4、辨辨力力（又又称称厚厚度度分分辨辨力力）：指指在在与与声声束束轴轴线线垂垂直直的的平平面面上上,探探头头短短轴轴方方向向的的分分辨辨力力,它它与与探探头头的的曲曲面面聚聚焦焦及及距距换换能能器器的的距距离离有有关关。横横向向分分辨辨率是探头在横向方向上声束的宽度。率是探头在横向方向上声束的宽度。图像分辨力 细微分辨力：显示两个细小目标的能力 对比度分辨力：显示回声信号间微小差 别的能力 3 3人体组织的声学参数：人体组织的声学参数：人体组织的声学参数：人体组织的声学参数：n n密度：（密度：（）n n声声速速：（c c）：固固体体物物质质含含量量高高者者 含含纤纤维维组组织织高高者者 含水量较

5、高的软组织含水量较高的软组织 体液体液 含气脏器中的气体。含气脏器中的气体。n n声声特特性性阻阻抗抗（z z）Z=Z=c c 声声像像图图各各种种回回声声显显像像主主要要由由于于声声阻阻抗抗差差别别造造成成,当当两两种种相相邻邻介介质质的的声声特特性性阻阻抗抗差差0.1%0.1%时时,声波即发生反射和折射。声波即发生反射和折射。n n界界面面：两两种种声声阻阻抗抗不不同同的的物物质质接接触触在在一一起起,形形成成一一个个界面。分为小界面，大界面。界面。分为小界面，大界面。人体组织对入射超声的作用：人体组织对入射超声的作用：n n 散射（scattering）小界面对入射超声产生散射现象。散射

6、无方向性，返回至声源的回声能量低。意义：利用血中红细胞的散射，获得人体血流的多谱勒频移信号。n n反射（reflection）大界面对入射超声产生反射作用。Snell定律：入射和反射回声在同一平面上；入射声束与反射声束在法线的两侧；入射角与反射角相等。注意：平滑大界面如入射角过大，可使反射声束偏离声源，则回声失落而在声像图上不显示此一界面。（侧壁回声失落）n n 折射（refraction）由于人体各种组织、脏器中的声速不同，声束在经过这些组织的大界面时，产生声束前进方向的改变，称为折射。n n 全反射(total reflection)如第二介质声速大于第一介质，当 入射角大于临界角时，折射

7、声束完全返回第一介质，称全反射。全反射时不能使声束进入第二介质，该区因失照射而出现折射声影,。n n绕射（diffraction）又名衍射。声波能绕过障碍物的边缘前进，此现象称绕射。n n衰减(attenuation)声束在介质中传播时，因小界面散射，大界面的反射，声束的扩散以及软组织对超声能量的 吸收等，造成了超声的衰减。用深度增益补偿曲线（DGC曲线）调节。n n会聚(convergence)声束在经越圆形低声速区后，可致声束 的会聚。n n发散（divergence）声束在经越圆形高声速区后，可致声束 的发散。n n多多谱谱勒勒效效应应（Doppler Doppler effecteff

8、ect）当当接接受受者者与与声声源源发发生生相相对对运运动动时时，接接受受者者接接受受到到的的声声波波频频率与声源的频率不同。率与声源的频率不同。声源接近接受体声源接近接受体-频率增加频率增加 声源远离接受体声源远离接受体-频率降低频率降低V=V=C C f fd d/(/(2f2fo o coscos)（多普勒效应演示）（多普勒效应演示）fofo第二节 超声诊断仪的显示方式及意义1脉冲回声式脉冲回声式n nA型(amplitude modulation)振幅调制:以探头接收到的反射超声脉冲信号的幅度为纵坐标，而以超声脉冲的传播时间为横坐标的一种显示方式 超声诊断仪的显示方式主要有超声诊断仪的

9、显示方式主要有超声诊断仪的显示方式主要有超声诊断仪的显示方式主要有2 2类类类类5 5型型型型脉冲回声式：脉冲回声式：脉冲回声式：脉冲回声式：A A、B B、MM差频回声式：差频回声式：差频回声式：差频回声式：DD型、型、型、型、D D型彩色描绘型彩色描绘型彩色描绘型彩色描绘 n nB型（brightness modulation）辉度调制型。将单条声束传播途径中遇到的各个界面所产生的一系列散射和反射回声，在示波屏时间轴上以光点的辉度表达n nM型（time-motion mode）单声束取样获得界面回声；Y轴为时间轴,代表界面深浅；X轴为外加的慢扫描时间基线。2 2差频回声式差频回声式差频回

10、声式差频回声式DD型（型（Doppler modeDoppler mode）频谱多谱勒）频谱多谱勒n n连连续续波波式式：采采样样声声束束经经过过途途径径中中所所有有血血流流信信号号的的总总和和，可检测高速血流频谱，但无距离分辨率。可检测高速血流频谱，但无距离分辨率。n n脉脉冲冲选选通通门门式式：通通过过选选择择性性的的时时间间延延迟迟，对对目目标标点点进进行行定位，具有距离选通能力。定位，具有距离选通能力。DD型彩色描绘型彩色描绘(Doppler color flow mapping,CFM,CDFI)(Doppler color flow mapping,CFM,CDFI)n n朝向探头

11、：红色，愈往黄色，流速愈高。朝向探头：红色，愈往黄色，流速愈高。n n背离探头：兰色，愈往绿色，流速愈高。背离探头：兰色，愈往绿色，流速愈高。Nyquist Nyquist频率：多谱勒频移必须小于频率：多谱勒频移必须小于 1/2PRF 1/2PRF（pulse repetition frequencypulse repetition frequency）,才能准确显示频移的大小和方向，才能准确显示频移的大小和方向，1/2PRF 1/2PRF称为称为NyquistNyquist频率频率频谱多谱勒频谱多谱勒彩色多谱勒彩色多谱勒频谱分析内容（1）.频谱的方向：凡朝向探头流动的血流在基线上方显示频谱；

12、凡背离探头流动的血流在基线下方显示频谱；（2）.频谱的时相：同步ECG显示，分析频谱是出现在收缩期，或舒张期，或全心动周期；（3）.频谱的速度：一般包括峰速度和平均速度；（4）.频谱的形态：是单峰，双峰，三峰等。（5）.频谱的性质：层流的频谱中空，频带较窄；湍流的频谱充填，频带较宽；（6）.频谱的灰度：代表某一时间取样容积内相同速度红细胞的多少；（7）.频谱的音频：一般层流的音调柔和，乐音样；湍流的频谱粗糙，噪音样。其他显示方式其他显示方式3彩色多谱勒能量图彩色多谱勒能量图n n利利用用血血流流中中红红细细胞胞的的密密度度、散散射射强强度度或或能能量量分分布布，亦亦即即单单位位面面积积下下红红

13、细细胞胞通通过过的的数数量量以以及及信信号号振振幅幅大大小小进进行行成成像像。所所显显示示的的参参数数不不是是速速度度而而是是血血流流中与散射体相对应的能量信号。中与散射体相对应的能量信号。n n优优点点：显显示示的的信信号号不不受受探探测测角角度度因因素素的的影影响响；可可以以显显示示平平均均速速度度为为零零的的灌灌注注区区；显显示示的的信信号号动动态态范范围围广广；能能显显示示低低流流量量、低低流流速速的的血血流流（敏敏感感性性较普通的较普通的CDFICDFI高高3-53-5倍）；不受倍）；不受AliasingAliasing现象的影响。现象的影响。n n缺缺点点：可可造造成成闪闪烁烁伪伪

14、像像（如如肝肝左左叶叶受受心心脏脏搏搏动动影影响，膈顶受肺气影响）；不能显示血流方向。响，膈顶受肺气影响）；不能显示血流方向。4非非线线性性血血流流成成像像（second harmonic imaging）：利用超声造影剂（直径小于10um的微气泡，可以通过肺循环），使声散射信号增强，产生能量较大的二次谐波（频率为发射超声中心频率的2倍），显示微血管的低速血流。n n超声造影超声造影 造影剂按所含气体的种类可分为：造影剂按所含气体的种类可分为：1.1.含空气微泡：为增加气泡的稳定性，人们给气含空气微泡：为增加气泡的稳定性，人们给气泡加上一层保护膜。保护膜成分的种类很多，如泡加上一层保护膜。保护

15、膜成分的种类很多，如白蛋白、磷脂、半乳糖等，代表有白蛋白、磷脂、半乳糖等，代表有AlbunexAlbunex和和Levovist(Levovist(利声显利声显)2.2.含惰性气体微泡：微泡的成份采用惰性气体，含惰性气体微泡：微泡的成份采用惰性气体，如氟烷类、六氟化硫等，稳定性更好。代表有如氟烷类、六氟化硫等，稳定性更好。代表有Sonovue(Sonovue(声诺维声诺维)、OptisonOptison、EchogenEchogen等。等。超声造影的临床应用n n常规超声偶然发现的病灶n n慢性肝炎或肝硬化病史的患者存在可疑或已知病灶n n有恶性肿瘤病史的患者存在可疑或已知病灶n n引导穿刺活

16、检n n评价肿瘤局部治疗疗效n n肝移植5三维成像法三维成像法三维数据的采集三维数据的采集三维重建三维重建三维显示三维显示三维容积测量三维容积测量三维采集三维采集三维显示三维显示n n多平面显示多平面显示n n壁龛显示壁龛显示n n表面显示表面显示n n透明显示透明显示 最小回声模式最小回声模式 最大回声模式最大回声模式 X X线模式线模式 混合模式混合模式VOCAL功能功能（虚拟组织计算机辅助（虚拟组织计算机辅助分析）分析）n n自动结构轮廓检测和后续的立体计算（如判断胸腹腔积液量、膀胱残余尿量、前列腺体积、胎儿某器官体积）n n围绕坏死器官轮廓的虚拟外形构建，能定义外形厚度n n血管化组织

17、的自身计算（彩色体素数量与灰阶体素数量比较的三维彩色直方图）血管三维显示血管三维显示有利于观察脏器及肿瘤血管的立体结构有利于观察脏器及肿瘤血管的立体结构n n能量模式：三维彩色能量图（沿观察方能量模式：三维彩色能量图（沿观察方 向最高强度的信号被显示）向最高强度的信号被显示）n n速度模式：三维超声彩色多普勒成像速度模式：三维超声彩色多普勒成像 （表面最高强度的红蓝信号被显示）（表面最高强度的红蓝信号被显示）n nX X线模式：计算表面红色和蓝色的平均值，使线模式：计算表面红色和蓝色的平均值，使 表面和平均信号的混合得以显示。表面和平均信号的混合得以显示。第三节第三节 超声的常见效应与图象超声

18、的常见效应与图象伪差伪差1.1.混混混混响响响响效效效效应应应应：声声束束扫扫查查体体内内平平滑滑大大界界面面时时，部部分分能能量量返返回回探探头头表表面面之之后后，从从探探头头的的平平滑面再次反射。滑面再次反射。多见于：膀胱前壁，胆囊底、大囊肿的前壁。多见于：膀胱前壁，胆囊底、大囊肿的前壁。鉴鉴别别：侧侧动动探探头头减减少少伪伪像像；加加压压探探测测，等等距距离离多多次次反反射射间间的的距距离离变变小小，压压力力减减少少后后，距离又加大。距离又加大。2 2振振振振 铃铃铃铃 效效效效 应应应应（ringing ringing effecteffect）：又又名名声声尾尾，声声束束在在传传播播

19、途途径径中中，遇遇到到甚甚薄薄的的液液体体层层，且且液液体体下下方方有有极极强强的的声声反反射射界界面面。常常见见于于：胃胃肠肠道道、肺肺部部气气体体，胆胆固固醇醇息息肉肉、宫腔内节育器宫腔内节育器 克克服服方方法法：降降低低近近场场信信号号回回声声强强度度；适适当当加加压压或或改改变变声声束束投投射射方向；避免近场成像。方向；避免近场成像。问问问问题题题题：混混混混响响响响效效效效应应应应与与与与振振振振铃铃铃铃效效效效应应应应区区区区别别别别？原理、产生条件、常见部位原理、产生条件、常见部位原理、产生条件、常见部位原理、产生条件、常见部位3 3镜镜镜镜 像像像像 效效效效 应应应应（mir

20、ror mirror effecteffect）：声声束束遇遇到到深深部部的的平平滑滑镜镜面面时时，反反射射回回声声如如测测及及离离镜镜面面较较接接近近的的靶靶标标后后按按入入射射途途径径返返回回探探头头，表表现现为为镜镜面面深深部部与与靶靶标标距距离离相相等等，形形态态相相似似的声像图。的声像图。常见于横膈附近。常见于横膈附近。4 4侧侧侧侧壁壁壁壁失失失失落落落落效效效效应应应应：当当入入射射角角较较大大时时，回回声声转转向向他他侧侧不不复复回回探头。探头。n n 常常见见于于：囊囊肿肿，有有包包膜膜的的肿瘤。肿瘤。5 5侧侧侧侧后后后后折折折折射射射射声声声声影影影影：圆圆形形病病灶灶周

21、周围围有有纤纤维维包包膜膜（声声速速较较软软组组织织高高）时时，则则在在入入射射角角大大于于临临界界角角时时产产生生全全反反射射现现象象，而而在在圆圆形形病病灶灶的的两两侧侧侧侧后后方方出出现现直直线线形形或或三角形声影。三角形声影。注注意意：侧侧后后折折射射声声影影不不能能推推断断病病灶灶性性质质，只只能能从从超超声声物物理理的的角角度度提提示示病病灶灶具具有有较高声速的外壁。较高声速的外壁。常见于：胆囊底及胆囊颈。常见于：胆囊底及胆囊颈。6 6后后后后壁壁壁壁增增增增强强强强效效效效应应应应（posterial posterial wall wall enhancement enhance

22、ment effecteffect）：在在常常规规DGCDGC（depth depth gain gain complementcomplement）系系统统下下所所发发生生的的图图象象显显示示效效应应。当当液液性性区区声声衰衰减减特特别别小小时时，后后壁壁因因“过过补偿补偿”而回声增强。而回声增强。常常见见于于：囊囊肿肿，脓脓肿肿，有有些小肿瘤。些小肿瘤。后方回声增强后方回声增强后方回声增强后方回声增强7 7声声声声影影影影（acoustic acoustic shadowshadow）：常常规规DGCDGC调调节节下下，组组织织或或病灶后方低弱或无回声区。病灶后方低弱或无回声区。常见于：常

23、见于：高高反反射射系系数数物物体体（如如气气体）体）高高吸吸收收系系数数物物体体（如如骨骨骼、结石、瘢痕）骼、结石、瘢痕）8旁旁瓣瓣效效应应（side lobe effect）：指第一旁瓣成像重叠效应。（第一旁瓣于主瓣轴间呈10-15度角，能量为主瓣的15%-21%间）常见于：子宫、胆囊、横膈9 9部部部部分分分分容容容容积积积积效效效效应应应应（partial partial volume volume effecteffect）：又又称称声声束束厚厚度度伪伪差差。病病灶灶尺尺寸寸小小于于声声束束宽宽度度，病病灶灶回回声声与与周周围围正正常常组组织织重重叠。如：小肝囊肿。叠。如：小肝囊肿。1

24、0.10.折射重影效应折射重影效应 声束经过圆形或梭形低声速区时，产生折射声束经过圆形或梭形低声速区时，产生折射现象。由于双侧的内向折射，则一个靶标可同现象。由于双侧的内向折射，则一个靶标可同时被两处声束所测到，因此显示两个同样的图时被两处声束所测到，因此显示两个同样的图像并列在一起，如同两个真实的结构，称为折像并列在一起，如同两个真实的结构，称为折射重影效应。射重影效应。上腹部剑突下横切时，腹主动脉、肠系膜上上腹部剑突下横切时，腹主动脉、肠系膜上静脉可显示折射重影效应。静脉可显示折射重影效应。第三章 腹部超声检查方法学第一节 病人准备n n肝胆系统：检查前晚清淡饮食，当日晨禁食水n n评价胆

25、囊收缩功能及胆管有无梗阻时：脂餐实验n n胰腺或腹膜后病变：饮水充盈胃腔作透声窗n n妇科、膀胱、前列腺：充盈膀胱第二节 探头的种类与功能探头频率高，分辨率好，但穿透力差。n n线线阵阵：小小器器官官（眼眼、甲甲状状腺腺、乳乳腺腺等等），皮下表浅组织，血管等皮下表浅组织，血管等n n凸凸阵阵：腹腹腔腔脏脏器器（肝肝、胆胆、脾脾、胰胰、肾肾、膀膀胱前列腺等），妇产科胱前列腺等），妇产科n n扇型：心脏扇型：心脏n n其它：其它：穿刺探头：穿刺探头：腔腔内内控控头头：经经直直肠肠探探头头，经经阴阴道道 探头，经尿道探头，经食道探头探头，经尿道探头，经食道探头 术中探头：术中探头：超声检查常用探头超

26、声检查常用探头第三节第三节超声探测的方法超声探测的方法1.探测方式 直接探测法 间接探测法：目标落入聚焦区；耦合；保护被探测组织2.2.探头移动的手法探头移动的手法 顺序连续平行断面法（编织式扫查）：立体扇型断面法：十字交叉法（纵横平面相交扫查法）如鉴别肝囊肿或血管 对比加压扫查法：可鉴别真假肿块3.3.扫查的切面：扫查的切面：矢状扫查（Sagitalscan）横向扫查（Transversescan）斜向扫查（Obliquescan)冠状面扫查（Coronaryscan）仰卧位横断面横断面 图图像像左左侧侧被被检检查查者者右侧右侧 图图像像右右侧侧被被检检查查者者左侧左侧图像方位的标准：n n

27、纵断面 图图像像左左侧侧被被检检查查者者头侧头侧 图图像像右右侧侧被被检检查查者者足侧足侧n n斜断面 倾斜角度不大以横断面为标准 倾斜角度过大以纵断面为标准n n冠状断面 图图像像左左侧侧被被检检者者头头侧侧 图图像像右右侧侧被被检检查查者者足侧足侧俯卧位俯卧位n n横断面横断面 图像左侧图像左侧被检查者左侧被检查者左侧 图像右侧图像右侧被检查者右侧被检查者右侧n n纵断面纵断面 图像左侧图像左侧被检查者头侧被检查者头侧 图像右侧图像右侧被检查者足侧被检查者足侧第四节 超声回声的描述与图像分析的内容 回声的描述及命名回声的描述及命名回声的描述及命名回声的描述及命名回声强弱的命名回声强弱的命名

28、 强回声：如结石，钙化强回声：如结石，钙化 高回声：如肾窦，纤维组织等高回声：如肾窦，纤维组织等 等回声：如肝，脾等等回声：如肝，脾等 低回声：如肾皮质等低回声：如肾皮质等 弱回声：如肾椎体，正常淋巴结弱回声：如肾椎体，正常淋巴结 无回声：胆囊，膀胱，囊肿无回声：胆囊，膀胱，囊肿回声分布的描述：均匀或不均匀回声分布的描述：均匀或不均匀回声形态的描述：点状，斑片状，团块回声形态的描述：点状，斑片状，团块状，环状，带状或线状状，环状，带状或线状特殊征象的描述：牛眼征（靶环征），特殊征象的描述：牛眼征（靶环征），驼峰征，平行管征，双筒猎枪征，假肾征，驼峰征，平行管征，双筒猎枪征，假肾征，慧尾征慧尾征

29、病灶后方回声描述：回声增强，侧后声病灶后方回声描述：回声增强，侧后声影等影等 图像分析的内容图像分析的内容图像分析的内容图像分析的内容n n外形：圆形，椭圆形或不规则形等外形：圆形，椭圆形或不规则形等n n边界和边缘回声：有无包膜，清楚或模糊边界和边缘回声：有无包膜，清楚或模糊n n内部回声：均匀或不均匀，回声强弱内部回声：均匀或不均匀，回声强弱n n后壁及后方回声：增强，减弱或形成声影后壁及后方回声：增强，减弱或形成声影n n周围回声：受压，受浸润等改变周围回声：受压，受浸润等改变n n周邻关系：有无压迫，粘连或浸润周邻关系：有无压迫，粘连或浸润n n量化分析：数量，范围，大小等量化分析：数量，范围，大小等n n功功能能性性检检测测：如如观观察察胆胆囊囊的的收收缩缩功功能能，胃胃的的排排空功能空功能n n彩色血流分析彩色血流分析n n频谱分析频谱分析 B模式C模式D模式