寵物B超基礎學習及各器官正常超聲圖像.doc

B超診斷基礎一、 超聲的基礎知識B超的常見應用:疾病診斷、妊娠檢查、背膘測定I.超聲波的幾個物理量超聲的特性：1) f 20000Hz。臨床診斷使用超聲頻率的高低由探頭的頻率決定，國內(nèi)診斷常用的探頭頻率有1.25MHz、2.5MHz和5MHz三種。根據(jù)不同的探查部位而選擇使用。 2) 傳播速度：超聲波在不同的介質(zhì)中傳播的速度不同，介質(zhì)密度越高，傳播速度越快。在固體中大于液體，液體中大于氣體超聲波在不同的介質(zhì)中的傳播速度介質(zhì)超聲速度(m/s)介質(zhì)超聲速度(m/s)空氣332肌肉組織1568水(37)1525脂肪組織1436肝臟1570骨骼3380超聲在介質(zhì)中的傳播速度與水相近。因此，在實踐中以1500m/s作為測定病灶深度的數(shù)。l 波長：波長是超聲和聲波在一個周期時間內(nèi)，波所傳播的距離。l 波長、頻率與聲速的關(guān)系可用下列公式表示：聲速波長頻率因此，當聲速一定時，波長與頻率成反比，頻率越高，則波長越短，其傳播的距離越近，而對病灶最小直徑的分辨力越好。所以，在實際探查中，不同部位選擇不同的探頭。1) 通常對肝臟、膽囊、脾臟等軟組織，用23.5MHz的探頭；2) 眼及淺表部位的探查用510MHz，3) 而頭顱的探查則用0.82.0MHz。II. 聲阻抗簡稱聲阻，是介質(zhì)密度與超聲在其中傳播速度的乘積。即：聲阻 密度 聲速各種介質(zhì)的聲阻不同，固體的聲阻最大，液體次之，氣體最小。超聲波反射的強弱決于形成聲學界面的兩種介質(zhì)的聲阻抗差值，聲阻抗差值越大，反射強度越大，反之則小。III. 超聲的主要物理特性1、 束射性：即超聲傳播的方向性或指向性。超聲由于頻率高，且輻射面大于波長，因此從聲源發(fā)出之后幾乎全部成束狀直線向前傳播，具有良好的指向性。束射性主要與換能器晶片的直徑大小、超聲搖動的頻率和超聲束擴散角的大小有關(guān)。換能器晶片的直徑大于超聲波長很多倍時，發(fā)時的超聲就集中射向一個方向，即成束性好。擴散角及超聲束在近場以后擴散的角度。擴教角越小，頻率越高，超聲束的束射性越好。2、透射：超聲穿過某一介質(zhì)或通過兩種介質(zhì)的界面而進入第二種介質(zhì)內(nèi)稱為超聲的透射(transmission)。除介質(zhì)外，決定超聲透射能力主要因素是超聲的頻率和波長。超聲頻率越大，其透射能力（穿透力）越弱，探測的深度越淺；超聲頻率越小，波長越長，其穿透力越強，探測的深度越深。因此，臨床上進行超聲探查時，應根據(jù)探測組織器官的深度及所需的圖像分辨力選擇不同頻率的探頭。3、反射與折射：超聲在傳播過程中，如遇到兩種不同聲阻抗(acoustic impedance)物體所構(gòu)成的聲學界面時，一部分超聲波會返回到前一種介質(zhì)中，稱作反射(reflection)；另一部分超聲波在進入第二種介質(zhì)時發(fā)生傳播方向的改變，即折射(refraction)。超聲波反射的強弱主要取決于形成聲學界面的兩種介質(zhì)的聲阻抗差值，聲阻抗差值越大，反射強度越大，反之則小。兩種介質(zhì)的聲阻抗差只需達到0.1%，即兩種物質(zhì)的密度(density)差值只要達到0.1%，超聲就可在其界面上形成反射，反射回來的超聲稱回聲(echo)。4、繞射：超聲遇到小于其波長一半的物體時，會繞過障礙物的邊緣繼續(xù)向前傳播，稱繞射或衍射(diffraction)。實際上，當障礙物與超聲的波長相等時，超聲即可發(fā)生繞射，只是不很明顯。根據(jù)超聲繞射規(guī)律，在臨床檢查時，應根據(jù)被探查目標的大小選擇適當頻率的探頭，使超聲波的波長比探測目標小的多，以便超聲波在探測目標時不發(fā)生繞射，把比較小的病灶也檢查出來，提高分辨力和顯現(xiàn)力。5、超聲的散射和衰減：超聲在介質(zhì)內(nèi)傳播時，會隨著傳播距離的增加而減弱，這種現(xiàn)象稱為超聲衰減。引起超聲衰減的原因是：超聲束的擴散以及在不同聲阻抗界面上發(fā)生的反射、折射及散射等，使主聲束方向上的聲能減弱。超聲在傳播介質(zhì)中，由于介質(zhì)的粘滯性（內(nèi)摩擦力）、導熱系數(shù)和溫度等的影響，使部分聲能被吸收，從而使聲能降低。聲能的衰減與超聲頻率和傳播距離有關(guān)。超聲頻率越高或傳播距離越遠，聲能的衰減，特別是聲能的吸收衰減越大；反之，聲能衰減越小。動物體內(nèi)血液對聲能的吸收最小，其次是肌肉組織、纖維組織、軟骨和骨骼。6、多普勒效應：Hristian Doppler發(fā)現(xiàn)，聲源與反射物體之間出現(xiàn)相對運動時，反射物體所接收到的頻率與聲源所發(fā)出的頻率不一致，當聲源向著反射物體運動時，聲音頻率升高，反之降低，此種頻率發(fā)生改變（頻移）的現(xiàn)象稱為多普勒效應(Dopple reffect)。頻移的大小取決于聲源與反射物體間相對運動速度。速度越大，頻移越大，反射物體所接收的聲音頻率增高的越多，聲響越強；聲源與反射物體反向運動時，反射物體所接收的聲音頻率比聲源發(fā)射的頻率要小，故反射物體所接受的聲音比實際音響要小。D型超聲診斷儀就是利用超聲的多普勒效應把超聲頻移轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌穆曧懸詸z查物體內(nèi)活動的組織器官，包括妊娠檢查。IV. 超聲的分辨性能1、超聲的顯現(xiàn)力：超聲的顯現(xiàn)力(discoverable ability)是指超聲能檢測出物體大小的能力。能被檢出物體的直徑大小常作為超聲顯現(xiàn)力的大小。能被檢出的最小物體直徑越大，顯現(xiàn)力越小；能被檢出的物體直徑越小，顯現(xiàn)力越大。理論上講，超聲的最大顯現(xiàn)力是波長的一半，如5.0MHz的超聲波長為3.0mm，其顯現(xiàn)力為1.5mm。實際上，病灶要比超聲波波長大數(shù)倍時才能發(fā)生明顯的反射，故超聲頻率越高，波長越短，其顯現(xiàn)力也越高，但穿透能力會降低不同頻率超聲與顯現(xiàn)力的關(guān)系頻率(MHz) 2.25 2.5 5.0 7.0 10 顯現(xiàn)力(mm) 3.35 3.0 1.5 1.05 0.75 超聲的縱向分辨力約為脈沖寬度的一半。脈沖寬度脈沖時間超聲速度。 超聲在動物體組織內(nèi)傳播速度約為1.5 106mm/s1.5mm/s，假設三種頻率探頭脈沖持續(xù)時間分別為1s、3.5s、5s，其脈沖寬度則分別為 ？其縱向分辨率分別為 ？決定脈沖時間的一個因素是超聲頻率，頻率越高，脈沖時間越短，脈沖寬度越小，超聲的縱向分辨力越大，反之，則越小。 2、超聲的透入深度：超聲頻率越高，其顯現(xiàn)力和分辨力越強，顯示的組織結(jié)構(gòu)或病理結(jié)構(gòu)越清晰；但頻率越高，其衰減也越顯著，透入的深度就會大為下降。脈沖寬度不僅決定縱向分辨力，也決定了超聲能檢測的最小深度。探測的組織或病灶與探頭的距離應大于1/2脈沖寬度，才能被檢出，小于1/2脈沖寬度的近場稱為盲區(qū)。 實際上，盲區(qū)深度比脈沖寬度的1/2要大數(shù)倍。盲區(qū)內(nèi)的組織或病灶不能被檢出。解決這一問題的主要方法有哪些？加大探頭的頻率。在體表與探頭之間增加墊塊。3、 超聲波的發(fā)生和接收超聲的發(fā)生和接收實際上是一種能量轉(zhuǎn)換過程，具有可逆性。由超聲診斷儀的換能器-探頭來完成。 壓電效應的發(fā)生必需借助具有良好壓電性質(zhì)的晶體物質(zhì)，即壓電晶片，如石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、硫酸鋰等，最常見的是鋯鈦酸鉛。在晶片面上加力或加電時會發(fā)生下述現(xiàn)象：正壓電效應、逆壓電效應、壓電諧振I.正壓電效應(機械能電能)當晶片兩面受壓而變薄時，在兩面產(chǎn)生等量異性電荷。反之，當晶片兩面受拉而變厚時，在兩面上產(chǎn)生與前者相反的等量異性電荷。受力越大，電壓也越大。當壓電晶片受到某一規(guī)律的壓縮和拉伸而使其按此規(guī)律發(fā)生薄厚變化時，就在兩面上產(chǎn)生相同規(guī)律的電壓變化，這種現(xiàn)象叫“正壓電效應”。II.逆壓電效應(電能機械能)當晶片兩面加上電壓，晶片就將產(chǎn)生厚度的增加或減少。當某一規(guī)律的交變電壓加在晶片的兩面，晶片的厚度也就作相應的變化，此種現(xiàn)象叫“逆壓電效應”。III壓電諧振當晶片上加交變電壓后，就會使晶片產(chǎn)生機械變形，當外加交變電壓頻率為特定頻率（晶片的諧振頻率）時，其振幅突然增大，此現(xiàn)象叫晶片的壓電諧振。反之，將高頻機械振動（超聲波）傳到晶片上時，晶片就被振動，由于晶片的正壓電效應，在晶片的兩極間就會產(chǎn)生頻率與超聲相等、強度與超聲成正比的高頻電壓。此電壓被接收電路吸收，經(jīng)放大后被儀器顯示出來。這就是超聲的接收。 通常在超聲治療中，只是發(fā)生超聲波作用于機體組織。在超聲診斷中，既有超聲波發(fā)生系統(tǒng)，又有超聲波接收系統(tǒng)。一般使用一個晶片，發(fā)射和接收兼用，稱“單收單發(fā)”工作方式。4、 獸醫(yī)超聲診斷儀超聲診斷儀的類型 根據(jù)超聲回聲顯示方式的不同，獸醫(yī)超聲診斷分為A型、B型、D型和M型四類，這也是超聲診斷最主要的分類方法。I.超聲類型 A型（超聲示波診斷法）：此法是將回聲以波的形式顯示出來，為幅度調(diào)制型。回聲強則波幅高，回聲弱則波幅低。目前除主要用于腦中線的探測，漿膜腔積液的定位穿刺診斷外，此法已被B型診斷法所代替。 B型（超聲顯像診斷法）：此法是將回聲信號以光點的形式顯示出來，為輝度調(diào)制型?；芈晱妱t亮，回聲弱則暗稱灰階顯像。B型超聲診斷儀目前有多種掃描方式，常用的有多晶體電子線陣（方形）掃描法（主要用于腹部疾病的檢查），及器械扇形掃查和電子（相控陣）扇行掃查法等（主要用于心臟檢查）。 M型（超聲光點掃描法）：此法是在B型掃描中加入慢掃描鋸齒波，使反射的光點自左向右自行移動掃描。由于水平方向慢掃描作用，便把心臟各層組織的回聲展開成連續(xù)曲線，臨床上稱為M型超聲心動圖。 D型（超聲頻移診斷法）：此法應用多普勒效應原理來探測心臟及大血管內(nèi)血流動力學狀態(tài)，特別是對左向右分流的先天性心臟病及返流性心臟瓣膜病有重要診斷價值。II.超聲診斷儀的基本組成超聲診斷儀的種類很多，不論什么樣的超聲診斷依都是由探頭、主機、信號顯示、編輯及記錄系統(tǒng)組成。探頭：電子線陣探頭是一種線陣(1inear)探頭，由64至256片壓電晶片組成，發(fā)射的聲束為矩形；電子相控陣探頭是一種扇掃(sector)探頭，多由32個壓電晶片組成，發(fā)射的聲束為扇形。 常見B超探頭的適用范圍：（1）凸陣探頭：a) 從肝臟、腎臟、胰腺、膽囊、膀胱、脾臟、胃腸道和泌尿生殖器官結(jié)構(gòu)圖像中檢測反常情況。b) 從胎兒、子宮和骨盆結(jié)構(gòu)圖像中檢測和發(fā)現(xiàn)翻唱情況，估算胎齡和胎重并評估胎兒心臟功能。（2）高頻線陣（淺表）探頭：a) 適用于小器官（甲狀腺、乳腺、睪丸、新生兒、外周血管及前列腺）等部位的檢查；b) 從乳房、甲狀腺、睪丸等器官圖像的粗略評估中檢測反常情況；c) 從新生兒頭部圖像中檢測大腦體積及腦結(jié)構(gòu)的反常變化；d) 從外周血管圖像及流速測量中檢測及評估血管狹窄和堵塞。（3）微凸陣探頭：腹部、小動物、腎、新生兒組織及器官等。下列部位應用以下探頭是最佳的：使用部位探頭選擇腹部凸陣探頭小器官高頻線陣心臟微凸陣探頭血管線陣探頭產(chǎn)科凸陣探頭外科線陣探頭兒科凸陣探頭胎兒線陣探頭腔內(nèi)腔內(nèi)探頭常見B超探頭的比較探頭類型探頭面接觸面近場視野遠場視野成像特點主要優(yōu)點線陣平面大大小矩形價格便宜凸陣凸面小小大扇形應用廣泛環(huán)陣凸面小小大扇形層厚偽像少相控陣平面最小最小大扇形適合心臟常用探頭規(guī)格的識別：常見的探頭規(guī)格有：R40、R50、R60、R10、R13、R20、L40、L60等R表示探頭掃描方式為凸陣掃描，也有 用C表示，后面的數(shù)字表示掃描的曲率半徑L表示探頭掃描方式為線陣掃描，后面的數(shù)字表示掃描的寬度例如：R60表示此探頭為凸陣探頭，掃描曲率半徑為60mm類型型號頻率半徑掃描角度陣元數(shù)凸陣C3I603.5MHz60mm59.5980凸陣C3I403.5MHz40mm75.680凸陣C3I203.0MHz20mm110.0180凸陣C3S603.5MHz60mm61.116128凸陣C3S403.5MHz40mm89.8128凸陣C2S202.5MHz20mm90.8128類型型號頻率孔徑陣元數(shù)線陣L5I725.0MHz72mm80線陣L7I407.5MHz40mm80線陣L7S407.5MHz40mm128顯示及記錄系統(tǒng)：顯示系統(tǒng)主要由顯示器、顯示電路（或可聽聲）和有關(guān)電源組成。B型、M型回聲信號以圖像形式表示出來，A型主要以波形表現(xiàn)出來，而D型則以可聽聲表現(xiàn)出來。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，許多現(xiàn)代超聲診斷儀都采用了數(shù)字化技術(shù)，具有自控、預置、測量、圖像編輯和自動識別等功能。如Aloka SSD-1400型數(shù)字化超聲診斷儀等，具有電腦聲束成像、連續(xù)的動態(tài)頻率掃描、寬頻帶(RSP)探頭、智能B模式增益控制(ABC)、圖像處理選擇(IPS)、廣泛的多普勒圖像和數(shù)字化圖像管理輔助系統(tǒng)(DMS)等功能。III超聲診斷儀的性能要求功能狀態(tài)良好的超聲診斷儀性能必須穩(wěn)定且符合以下要求 ：1) 電源性能穩(wěn)定。在外接電源電壓上下波動10%時對儀器靈敏度無影響，持續(xù)工作34小時時儀器性能無改變。 2) 輝度和聚焦良好。在室內(nèi)日常光照條件下，A型超聲診斷儀波型清晰，B型超聲診斷儀光點明亮。 3) A型超聲診斷儀始波飽和且較窄，B型超聲診斷儀盲區(qū)較小、掃描線性較好,M型超聲掃描光點分布均勻且連續(xù)性好。4) A型超聲診斷儀對信號的放大能力均勻，波級清楚，B型超聲診斷儀對強弱信號的放大能力一致，灰界明顯。 5) 時標距離和掃描深度應準確且符合其機械和電子性能。 6) 儀器的配套設施和各個配備探頭與主機應保持一致性。 7) M型超聲診斷儀的超聲心動圖(UCG)、心電圖(ECG)和心音圖(PCG)等多種顯示的同步性強。 8) D型超聲診斷儀電器性能穩(wěn)定，靈敏度正常，信號失真度小，結(jié)構(gòu)簡單旦牢固。IV超聲診斷儀的基本操作規(guī)程1) 電壓必須穩(wěn)定在199240V之間。2) 選用合適的探頭。3) 打開電源，選擇超聲類型。4) 調(diào)節(jié)輝度及聚焦。5) 動物保定，剪（剔)毛，涂耦合劑（包括探頭發(fā)射面）。6) 掃查。7) 調(diào)節(jié)輝度、對比度、靈敏度和視窗深度。8) 凍結(jié)、存儲、編輯、打印。9) 關(guān)機、斷電源。V超聲診斷儀的基本維護要點儀器應放置平穩(wěn)、防潮、防塵、防震。儀器持續(xù)使用2h后應休息15min，一般不應持續(xù)使用4h以上，夏天應有適當?shù)慕禍卮胧ｉ_機前和關(guān)機前，儀器各操縱鍵應復位。導線不應折曲、損傷。探頭應輕拿輕放，切不可撞擊；探頭使用后應揩拭干凈，切不可與腐蝕劑或熱源接觸。經(jīng)常開機，防止儀器因長時間不使用而出現(xiàn)內(nèi)部短路、擊穿以至燒毀。不可反復開關(guān)電源（間隔時間應在5s以上）。配件連接或斷開前必須關(guān)閉電源。儀器出現(xiàn)故障時應請人