超聲診斷基礎(chǔ)知識

1、超聲診斷學(xué)超聲診斷學(xué)廣東省中醫(yī)院廣東省中醫(yī)院B超室超室 石小紅 超聲醫(yī)學(xué)超聲醫(yī)學(xué)（ultrasonic ultrasonic medicine ） 超聲醫(yī)學(xué)（超聲醫(yī)學(xué)（ultrasonic medicineultrasonic medicine）是利用超聲）是利用超聲波的物理特性與人體器官、組織的聲學(xué)特性相互波的物理特性與人體器官、組織的聲學(xué)特性相互作用后得到診斷或治療效果的一門學(xué)科。作用后得到診斷或治療效果的一門學(xué)科。第一章第一章 超聲診斷基礎(chǔ)知識超聲診斷基礎(chǔ)知識 第一節(jié)第一節(jié) 超聲波與超聲診斷原理超聲波與超聲診斷原理 聲波聲波物體的機械震動在介質(zhì)（空氣、水、固體等）的傳播過物體的機械震動在

2、介質(zhì)（空氣、水、固體等）的傳播過程中產(chǎn)生的縱波稱為聲波。（程中產(chǎn)生的縱波稱為聲波。（機械波機械波）人耳聽覺范圍為人耳聽覺范圍為16-216-2萬萬HzHz（赫茲、赫）。（赫茲、赫）。超聲波超聲波聲波頻率超出人耳聽力范圍聲波頻率超出人耳聽力范圍2 2萬萬HzHz（赫）的高頻聲波（赫）的高頻聲波稱為超聲波。稱為超聲波。 縱波與橫波示意圖縱波與橫波示意圖（二）超聲波三個主要物理量：（二）超聲波三個主要物理量：波長（波長（）；）； 頻率頻率（f f）；）；聲速聲速（c c）。）。 聲速（超聲在介質(zhì)中的傳導(dǎo)速度，也可聲速（超聲在介質(zhì)中的傳導(dǎo)速度，也可說超聲在人體中傳導(dǎo)的穿透力）與頻率說超聲在人體中傳導(dǎo)的

3、穿透力）與頻率及波長有一定關(guān)系：及波長有一定關(guān)系：c = f c = f 頻率頻率越高，波長越短，越高，波長越短，穿透力穿透力越差，越差，但分辨力越高，適合于淺表器官的探查。但分辨力越高，適合于淺表器官的探查。 頻率越低，波長越長，分辨力越低，頻率越低，波長越長，分辨力越低，但穿透力越好但穿透力越好, , 適合于心臟等深部臟器適合于心臟等深部臟器的探查。的探查。 根據(jù)公式：根據(jù)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.吸收衰減特性吸收衰減特性5.5.多普勒多普勒 ( Doppler ) ( Doppler )

4、效應(yīng)效應(yīng)（三）（三） 超聲波的物理特性：超聲波的物理特性：1.1.方向性（束射性）方向性（束射性） 是超聲對人體定向探測的基礎(chǔ)。是超聲對人體定向探測的基礎(chǔ)。頻率越高，方向性越好。頻率越高，方向性越好。 超聲在介質(zhì)中傳播時，由于不同介質(zhì)的超聲在介質(zhì)中傳播時，由于不同介質(zhì)的聲阻抗不同，界面大小不一，可發(fā)生反聲阻抗不同，界面大小不一，可發(fā)生反射、折射與衍射、散射。射、折射與衍射、散射。 回聲反射的強弱由界面兩側(cè)介質(zhì)的回聲反射的強弱由界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻聲阻抗差抗差決定。決定。 人體軟組織聲阻抗差異很小，只要有人體軟組織聲阻抗差異很小，只要有11的聲阻抗差，便可產(chǎn)生反射。的聲阻抗差，便可產(chǎn)生反射。 聲阻

5、抗（聲阻抗（z）指阻擋聲波在介質(zhì)中傳指阻擋聲波在介質(zhì)中傳播的力。播的力。公式：公式： z = c c 聲速聲速 介質(zhì)的密度介質(zhì)的密度可見聲速越快，介質(zhì)密度越高，聲阻抗越可見聲速越快，介質(zhì)密度越高，聲阻抗越大。大?；芈暦瓷涞膹娙跤山缑鎯蓚?cè)介質(zhì)的聲阻抗差聲阻抗差決定。聲阻抗相差甚大大的兩種組織（即介質(zhì)，medium），相鄰構(gòu)成的界面，反射率甚大，幾乎可把超聲的能量全部反射回來，不再向深部透射。例如骨骼 軟組織界面，可阻擋超聲向深層穿透。反之，聲阻抗相差較小小的兩種介質(zhì)相鄰構(gòu)成的界面，反射率較小，超聲在界面上一小部分被反射，大部分透射到人體的深層，并在每一層界面上隨該界面的反射率大小，有不同能量的超

6、聲反射回來，供儀器接收、顯示。均勻的介質(zhì)中不存在界面，沒有超聲反射，儀器接收不到該處的回聲，例如膽汁和尿液中就沒有回聲，聲像圖上出現(xiàn)無回聲的區(qū)域，是液性區(qū)域。2. 反射、折射 超聲遇到大界面時產(chǎn)生反射和折射超聲遇到大界面時產(chǎn)生反射和折射 。 聲阻抗差聲阻抗差越大，反射就越強，折射就越大，反射就越強，折射就越小。越小。 反之，反之，聲阻抗差聲阻抗差越小，折射就越強，越小，折射就越強，反射就越小。反射就越小。 聲波垂直入射和斜入射時反射和折射聲波垂直入射和斜入射時反射和折射3.衍射和散射超聲遇到小界面時，發(fā)生衍射和散射超聲遇到小界面時，發(fā)生衍射和散射 。人體中的散射源是血液中的人體中的散射源是血液

7、中的紅細胞紅細胞和臟器內(nèi)和臟器內(nèi)部的細微結(jié)構(gòu)。部的細微結(jié)構(gòu)。 衍射和散射示意圖衍射和散射示意圖4.吸收衰減特性超聲波在介質(zhì)內(nèi)的傳播過程中，隨超聲波在介質(zhì)內(nèi)的傳播過程中，隨著傳播距離的增大，聲波的能量逐著傳播距離的增大，聲波的能量逐漸減少，這一現(xiàn)象稱為漸減少，這一現(xiàn)象稱為超聲波衰減超聲波衰減。聲波衰減與介質(zhì)對聲波的聲波衰減與介質(zhì)對聲波的吸收、散吸收、散射以及聲束擴散射以及聲束擴散等原因有關(guān)，其中等原因有關(guān)，其中吸收是衰減的主要因素。吸收是衰減的主要因素。5. 5. 多普勒多普勒 ( Doppler ) ( Doppler ) 效應(yīng)效應(yīng) 聲源發(fā)射超聲的頻率固定，如遇到與聲源作聲源發(fā)射超聲的頻率固定

8、，如遇到與聲源作相對運相對運動動的界面，造成反射頻率不同于發(fā)射頻率。多譜勒的界面，造成反射頻率不同于發(fā)射頻率。多譜勒頻頻移移發(fā)射頻率與反射頻率之差發(fā)射頻率與反射頻率之差 。相對運動的速度愈高，則收到的聲波頻率改相對運動的速度愈高，則收到的聲波頻率改變愈大變愈大fd=f0vcos/c v =fd c / f0 cos醫(yī)學(xué)上利用這種超聲多普勒效應(yīng)，來測定人醫(yī)學(xué)上利用這種超聲多普勒效應(yīng)，來測定人體器官的運動狀態(tài)，如心臟、血管和胎心等體器官的運動狀態(tài)，如心臟、血管和胎心等的活動。的活動。二二. 超聲診斷原理：超聲診斷原理： 超聲診斷儀組成： 1.1.主機主機 2.2.換能器（探頭）換能器（探頭）發(fā)出超

9、聲和發(fā)出超聲和接收超聲回波。接收超聲回波。 超聲的發(fā)生通過超聲的發(fā)生通過逆壓效應(yīng)逆壓效應(yīng)發(fā)生聲能發(fā)生聲能 由主機由主機示波屏示波屏 處理放大處理放大 換能器換能器 人體人體產(chǎn)生圖像產(chǎn)生圖像 （探頭）（探頭） 組組織織 利用利用正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)接收超聲轉(zhuǎn)為電能接收超聲轉(zhuǎn)為電能超聲診斷儀基本原理超聲診斷儀基本原理 聲像圖的閱讀（縱切面）下上前后 聲像圖的閱讀（橫切面）右左前后第二節(jié)第二節(jié) 人體組織的聲學(xué)分型人體組織的聲學(xué)分型 按其聲學(xué)特性可歸納為以下幾種類型：按其聲學(xué)特性可歸納為以下幾種類型： 無反射型（無回聲型）無反射型（無回聲型） 少反射型（低回聲型）少反射型（低回聲型） 多反射型（強回聲

10、）多反射型（強回聲） 全反射型（含氣型）全反射型（含氣型） 無回聲(Echoless)液體內(nèi)部十分均質(zhì)，其液體內(nèi)部十分均質(zhì)，其聲阻抗無差別聲阻抗無差別，沒有反，沒有反射界面形成。正常狀態(tài)射界面形成。正常狀態(tài)下呈現(xiàn)無回聲表現(xiàn)的有下呈現(xiàn)無回聲表現(xiàn)的有膽汁、尿液等。病理情膽汁、尿液等。病理情況下呈現(xiàn)無回聲表現(xiàn)的況下呈現(xiàn)無回聲表現(xiàn)的有鞘膜、胸腔、腹腔積有鞘膜、胸腔、腹腔積液及各個臟器的囊性病液及各個臟器的囊性病變、液化性病變等。變、液化性病變等。 低回聲(Low-echo) 在超聲介質(zhì)在超聲介質(zhì)比較均勻比較均勻，其的聲阻抗差別較小，其的聲阻抗差別較小，僅有少數(shù)反射界面，在僅有少數(shù)反射界面，在正常靈敏度

11、時表現(xiàn)為低正常靈敏度時表現(xiàn)為低回聲狀態(tài)，如正常腎實回聲狀態(tài)，如正常腎實質(zhì)、肝臟、脾臟及透明質(zhì)、肝臟、脾臟及透明細胞癌及玻璃樣變性的細胞癌及玻璃樣變性的病理組織等。病理組織等。高回聲(High-echo) 組織器官纖維化、脂組織器官纖維化、脂肪變性等可表現(xiàn)為彌漫肪變性等可表現(xiàn)為彌漫性點狀回聲，臟器內(nèi)部性點狀回聲，臟器內(nèi)部有新生物形成時可表現(xiàn)有新生物形成時可表現(xiàn)為高回聲結(jié)節(jié)或團塊，為高回聲結(jié)節(jié)或團塊，導(dǎo)致回聲增強的原因系導(dǎo)致回聲增強的原因系病理組織較正常組織結(jié)病理組織較正常組織結(jié)構(gòu)致密，構(gòu)致密，聲阻抗增加聲阻抗增加，反射界面增多所致。反射界面增多所致。強回聲(Strong-echo) 正常人體骨路

12、，各種正常人體骨路，各種病理性結(jié)石、鈣化灶病理性結(jié)石、鈣化灶等，與周圍組織等，與周圍組織聲阻聲阻抗相差懸殊抗相差懸殊，造成強，造成強烈的反射，表現(xiàn)為強烈的反射，表現(xiàn)為強回聲團、強回聲帶等?；芈晥F、強回聲帶等。肺及充氣狀態(tài)下的胃肺及充氣狀態(tài)下的胃腸，在聲像圖上表現(xiàn)腸，在聲像圖上表現(xiàn)為多次反射之強回聲為多次反射之強回聲帶。帶。人體不同組織回聲強度順序腎中央?yún)^(qū)（腎竇）胰腺肝、脾實質(zhì)腎皮質(zhì)腎中央?yún)^(qū)（腎竇）胰腺肝、脾實質(zhì)腎皮質(zhì)腎髓質(zhì)（腎錐體）血液膽汁和尿液。腎髓質(zhì)（腎錐體）血液膽汁和尿液。正常肺（胸膜正常肺（胸膜-肺）、軟組織肺）、軟組織-骨骼界面的回聲骨骼界面的回聲最強；軟骨回聲很低，甚至接近于無回聲

13、。最強；軟骨回聲很低，甚至接近于無回聲。病理組織中，結(jié)石、鈣化最強；纖維化、纖維平病理組織中，結(jié)石、鈣化最強；纖維化、纖維平滑肌脂肪瘤次之；典型的淋巴瘤回聲最低，甚至滑肌脂肪瘤次之；典型的淋巴瘤回聲最低，甚至接近無回聲。接近無回聲。第三節(jié)獲得最佳超聲信息的基本條件第三節(jié)獲得最佳超聲信息的基本條件1被檢測的組織結(jié)構(gòu)被檢測的組織結(jié)構(gòu)聲阻抗的差異聲阻抗的差異。2. 欲探得較小的界面，則需要使用波長較短，欲探得較小的界面，則需要使用波長較短，也就是也就是頻率較高頻率較高的換能器。的換能器。( (參照參照6) 6)3除了多普勒檢查外，超聲的除了多普勒檢查外，超聲的入射波入射波必須盡必須盡量量與被檢測的界

14、面垂直與被檢測的界面垂直，才能使反射波最大才能使反射波最大限度地回到換能器，接收到最強的回聲訊號，限度地回到換能器，接收到最強的回聲訊號，從而獲得最佳的超聲信息。從而獲得最佳的超聲信息。( (參照參照13)13)第四節(jié)第四節(jié) 超聲診斷儀分類超聲診斷儀分類 一一 A型診斷法（一維）型診斷法（一維）A超超二二 B型診斷法（二維顯象）型診斷法（二維顯象）B超超三三 M型診斷法：（一維）型診斷法：（一維）四四 D型診斷法：（型診斷法：（Doppler） 1頻譜多普勒（一維）頻譜多普勒（一維） 2多普勒彩色血流顯象多普勒彩色血流顯象 A A型（型（A-modeA-mode） 這是一種這是一種幅度幅度調(diào)制

15、調(diào)制（amplitude modulationamplitude modulation）超聲診斷儀，把接）超聲診斷儀，把接收到的回聲以波的振幅顯示，振幅的高低代表收到的回聲以波的振幅顯示，振幅的高低代表回聲的強弱，以波型形式出現(xiàn)?；芈暤膹娙?，以波型形式出現(xiàn)。B B型（型（B-modeB-mode）這是這是輝度輝度調(diào)制型（調(diào)制型（brightness brightness modulationmodulation）超聲診斷儀，把接收到的回聲，以）超聲診斷儀，把接收到的回聲，以光點顯示，光點的灰度等級代表回聲的強弱。光點顯示，光點的灰度等級代表回聲的強弱。 M M型超聲診斷儀是型超聲診斷儀是B B

16、型的一種變化，介于型的一種變化，介于A A型型和和B B型之間，得到的是一維信息。在輝度調(diào)制的型之間，得到的是一維信息。在輝度調(diào)制的基礎(chǔ)上，加上一個基礎(chǔ)上，加上一個慢掃描電路慢掃描電路，使輝度調(diào)制的一，使輝度調(diào)制的一維回聲信號，得到時間上的展開，形成曲線。用維回聲信號，得到時間上的展開，形成曲線。用以觀察心臟瓣膜活動等。以觀察心臟瓣膜活動等。( (三三) M) M型（型（M-modeM-mode）左室水平M型圖像 在二維圖像上某點取樣，獲得多普勒頻譜加以在二維圖像上某點取樣，獲得多普勒頻譜加以分析，獲得血流動力學(xué)的信息，對心血管的診斷分析，獲得血流動力學(xué)的信息，對心血管的診斷極為有用，所用探頭

17、與極為有用，所用探頭與B B型合用。包括：型合用。包括：脈沖多普勒（脈沖多普勒（pulsed wave Doppler, PWpulsed wave Doppler, PW）連續(xù)多普勒（連續(xù)多普勒（ continuous wave Doppler, CWcontinuous wave Doppler, CW）彩色多普勒血流顯像（彩色多普勒血流顯像（color Doppler flow color Doppler flow imaging, CDFIimaging, CDFI）(四四) D型（型（Doppler mode）脈沖多普勒、連續(xù)多普勒示意圖脈沖多普勒、連續(xù)多普勒示意圖頻譜多普勒儀正負頻

18、移的顯示頻譜多普勒儀正負頻移的顯示 彩色多普勒血流以彩色的顏色代表血流方彩色多普勒血流以彩色的顏色代表血流方向，以彩色的明亮度代表血流速度。向，以彩色的明亮度代表血流速度。第五節(jié)第五節(jié) 超聲診斷的臨床應(yīng)用超聲診斷的臨床應(yīng)用 （一）超聲檢查的主要用途（優(yōu)點）：超聲檢查的主要用途（優(yōu)點）： （1） 檢查實質(zhì)性臟器的：檢查實質(zhì)性臟器的： 大?。◤骄€值）大?。◤骄€值） 形態(tài)特征形態(tài)特征 邊界、邊緣的光滑、清晰程度邊界、邊緣的光滑、清晰程度 臟器內(nèi)部回聲臟器內(nèi)部回聲 內(nèi)部支持結(jié)構(gòu)和管道內(nèi)部支持結(jié)構(gòu)和管道 結(jié)構(gòu)（如：血管等）。結(jié)構(gòu)（如：血管等）。 內(nèi)部光點密度、粗細、內(nèi)部光點密度、粗細、 亮度、分布等。亮

19、度、分布等。（2 2） 檢測某些囊性器官（如膽囊、膀胱等）的檢測某些囊性器官（如膽囊、膀胱等）的形態(tài)、走向及功能狀態(tài)。形態(tài)、走向及功能狀態(tài)。（3 3） 檢查心臟、大血管和外周血管的結(jié)構(gòu)、功檢查心臟、大血管和外周血管的結(jié)構(gòu)、功能及血液動力學(xué)狀態(tài)，包括對先天性和后天性心能及血液動力學(xué)狀態(tài)，包括對先天性和后天性心臟病，血管畸形及閉塞性血管病等的診斷。臟病，血管畸形及閉塞性血管病等的診斷。（4 4） 檢測臟器內(nèi)各種局灶性病變的物理特性。檢測臟器內(nèi)各種局灶性病變的物理特性。 鑒別局灶病變是實性、囊性、還是混合性，部鑒別局灶病變是實性、囊性、還是混合性，部分還可鑒別良、惡性。分還可鑒別良、惡性。 （5 5

20、） 檢測積液的存在與否，以及對積液量的檢測積液的存在與否，以及對積液量的多少作出估計，如胸腔、腹腔、心包、膽囊、多少作出估計，如胸腔、腹腔、心包、膽囊、腎盂積液或膿腫等。腎盂積液或膿腫等。（6 6） 對各種病變治療進行動態(tài)隨訪觀察，如：對各種病變治療進行動態(tài)隨訪觀察，如：急性胰腺炎、甲狀腺腫塊等。急性胰腺炎、甲狀腺腫塊等。（7 7） 介入性超聲的應(yīng)用：如引導(dǎo)穿刺、活檢、介入性超聲的應(yīng)用：如引導(dǎo)穿刺、活檢、導(dǎo)管插入等（肝、腎穿刺活檢）。導(dǎo)管插入等（肝、腎穿刺活檢）。（二）超聲檢查的局限性（超聲檢查的局限性（缺點）1超聲穿透性差超聲穿透性差超聲遇到骨骼、結(jié)石、鈣化等密度大的超聲遇到骨骼、結(jié)石、鈣化

21、等密度大的介質(zhì)時，聲阻抗大，超聲被完全反射回介質(zhì)時，聲阻抗大，超聲被完全反射回去，其深層因無聲能而呈無回聲平直條去，其深層因無聲能而呈無回聲平直條狀區(qū)，狀區(qū)，叫叫聲影聲影（acoustic shadowacoustic shadow）。）。對含氣器官如肺、腸道，因聲阻抗差大對含氣器官如肺、腸道，因聲阻抗差大而反射率幾乎等于而反射率幾乎等于100%100%。所以超聲怕氣體，怕骨骼，難達其深層。所以超聲怕氣體，怕骨骼，難達其深層。 對肥胖、肺氣腫、腹脹等條件困難的患對肥胖、肺氣腫、腹脹等條件困難的患者，影響二維圖像質(zhì)量。者，影響二維圖像質(zhì)量。 2.由于超聲本身的一些復(fù)雜物理效應(yīng)，如由于超聲本身的一

22、些復(fù)雜物理效應(yīng)，如旁瓣效應(yīng)、側(cè)后折射聲影、側(cè)壁失落效旁瓣效應(yīng)、側(cè)后折射聲影、側(cè)壁失落效應(yīng)、鏡像效應(yīng)、混響效應(yīng)、折射重影效應(yīng)、鏡像效應(yīng)、混響效應(yīng)、折射重影效應(yīng)等，常在超聲圖像中伴生，造成應(yīng)等，常在超聲圖像中伴生，造成圖像圖像偽差偽差。若超聲診斷醫(yī)生經(jīng)驗不足，可導(dǎo)致錯誤若超聲診斷醫(yī)生經(jīng)驗不足，可導(dǎo)致錯誤分析、診斷。分析、診斷。3.儀器的優(yōu)劣對超聲的分辨率也有影響經(jīng)體腔和經(jīng)體表探頭相比，經(jīng)體腔和經(jīng)體表探頭相比，經(jīng)體腔探頭經(jīng)體腔探頭探頭探頭頻率高，分辨率高；排除肺內(nèi)氣體頻率高，分辨率高；排除肺內(nèi)氣體或腸腔內(nèi)氣體的干擾，圖像清晰度高。或腸腔內(nèi)氣體的干擾，圖像清晰度高。 如子宮內(nèi)膜病變用陰道探頭，前列腺病如子宮內(nèi)膜病變用陰道探頭，前列腺病變用直腸探頭，均比經(jīng)腹壁的探頭分辨變用直腸探頭，均比經(jīng)腹壁的探頭分辨率高。心臟病變用食道探頭比經(jīng)胸壁探率高。心臟病變用食道探頭比經(jīng)胸壁探頭