第二节 超声成像的检查方法
1.A型诊断法 A型超声仪以波幅高低表示界面反射信 号的强弱,为辐度调制型.用于测量界面的距 离,脏器径线以及病变的物理特性等.因定位 型均欠准确,目前临床已较少采用.
• •
2.B型诊断法 以辉度光点明暗表示界面反射信号的强 弱.反射强则光点亮,反射弱则光点暗,如无反 射则表现为暗区,为辉度调制型.采用多声束 连续扫描,可将不同强度光点形式组合成平 面断层二维图象,故又称二维切面声像图.
• •
4.D型诊断法 利用声波的多普勒效应原理,探测心脏及 大血管内血流动力学状态,从而对疾病做出 诊断.临床多用于检测心脏及血管内血流流 速,方向,性质,对心脏分流,瓣膜口狭窄的反 流性疾病有明确的定性及定量诊断价值.
•
临床应用的超声多普勒有脉冲多普勒 (pulse wave spectral Doppler ,PW),连续多 普勒(continuous wave spectral Doppler,CW),彩色多普勒(color Doppler flow imaging,CDFI)三大类.
• 肝,脾等实质性组织因密度不一,B型超声表 现为低-中等强度的均匀细颗粒光点回声,为 低-中等回声区(少反射型).心瓣膜,血管壁,结 石等与其周围组织形成明显界面,多形成高 回声区(多反射型).
•
肺,胃,肠道等含气组织器官,由于软组织 与空气间形成的界面声阻差太大,声波几乎 全部反射,而界面后的组织无法显示,为强回 声区(全反射型),因而肺,胃,肠等组织的超声 检查受到限制.钙化或含气多则呈极强回声 并伴后方声影.
•
如果面朝向探头运动,频率升高;若界面 背离探头运动,则频率减低;界面活动越快,频 移数值越大.心壁,血管壁,瓣膜等的运动和血 液(主要是红细胞)流动均可引起多普勒效应
•
•
声阻抗特性,声衰减特性和多普勒特性是 超声成像的最基本的物理特性.
六,人体组织的声学特征
• 体内各种组织结构复杂,声学特性有很大 差异.如胆汁,胸腹水,尿液等均质物体,超声 对其不产生界面反射,故表现为无回声暗区 (无反射型).
•
人体内的散射源主要是血液中的红细胞 和脏器官内的微细结构.超声检查就是利用 这些细胞和结构产生的反射和散射,对人体 各组织的信息进行诊断分析
四,超声波的分辨力,透射性与波长,频率的关系
•
超声波能够区分两个相邻界面之间最短 距离的能力称为分辨力,亦既超声波所能探 测物体的最小直径.超声波的分辨力,透射性 均与超声频率有关,频率越高,波长越短,分辨 力越强,透射性越弱;反之则频率低,波长长, 分辨力低,透射性强.
•
因此检测表浅脏器如甲状腺,乳腺,眼球 等,多采用10兆赫以上的高频探头,以提高其 分辨力;而对心脏,腹部等深部脏器,则采用 2.5-3.5兆赫的低频探头,以增加其穿透性.
五,超声多普勒效应
• 等声源和介质发生相对运动时,介质接 受到的频率与声源的固有频率之间会产生 一定差异(频移),这种现象称为多普勒效应 (Doppler effect).
•
由成像系统或其他原因造成的图象畸形 或相对真实解剖结构的差异称之伪像,主要 有三种现象: • ①混响:超声垂直入射声阻抗差大的平整界 面时,在界面与探头之间多次反射形成(如膀 胱,胆囊等浅表部位脏器内出现与第一次回 声类同的条状回声).
•
②旁瓣伪像::遇到强反射界面时,产生重 影或虚影. • ③声影:遇到强反射界面或声衰减很大的 组织时,其后方出现超声不能到达的暗区(如 结石后方的黑影).
一,声波的周期,频率,波长与声速
•
超声波在介质中一次全振动,也就是质点 在平衡位置往返摆动一次所需的时间为超 声波的周期(T).在1秒时间内完成全振动的 次数为频率(f),频率单位为Hz(赫兹),既每秒 振动1次.频率与周期的关系互为倒数,既 f=1/T.
•
声波在介质中每秒传播的距离为声波的 传播速度,简称声速(c),单位为米/秒(m/s)或 厘米/秒(cm/s).超声的声速大小与介质的密 度及弹性有密切关系.
•
⑹检查胸腔,腹腔,心包腔,脑室腔,睾丸鞘 膜腔积液的存在,判定积液量.对于结石和妊 娠的检出等也有很高的敏感性.
• 声衰减是指超声在介质中传播时声能随着 传播距离而减弱的现象.声衰减的原因有三: • 一是由于介质的粘滞性,导热性和弛豫性使 声能吸收耗损; • 二是超声束在远场因扩散角而导致能量分 散; • 三是超声在声阻抗不同的介质分界面上产 生反射和折射.
•
超声衰减的程度在生物组织中主要与组 织中蛋白质和水的含量有关,在蛋白质中又 以胶原蛋白的吸收最为显著,而水的吸收系 数最小.对于同一种组织,其超声衰减则随频 率的增高而增大.
•
当扫描速度超过24帧/秒时,便显示出脏 器活动状态,称为实时显像.B型诊断法可获 得人体软组织器官的实时二维断层图象,清 晰观察脏器形态,解剖层次,动态变化及毗邻 关系,以及血管和其它管道分布情况,是目前 临床使用最为广泛的超声诊断法.
•
用于心脏检查时称二维超声心动图(two dimensional echocardiograph,2-DE),其声 束呈扇形展开,能通过较小透声窗避开胸骨 与肋骨的阻挡,探查较大范围的心脏结构,故 又称扇形扫描(扇扫).M型法,D型法均需同B 型诊断法相结合才能更好发挥作用
超声诊断学
第一章 超声诊断的成像原理与应用
第一节 超声成像的物理基础
•
超声拨是指波震动频率每秒超过2万赫兹 (Hz),即超过人耳听觉频率的一种声波.医学 常用的诊断性超声波频率范围一般在2-30 兆赫(MHz).
•
超声成像(ultrasonography,USG)就是利 用超声波的物理特性与人体组织器官的声 学特性相作用而产生的信息,经放大和处理 后形成图象和曲线,用来探测人体病变的部 位,性质和范围的一种检查方法.
• •
其特点是: ①可连续记录并在同一画面显示多个心 动周期变化,以便同时准确,清晰观察心脏舒 张和收缩两期的心壁与瓣膜活动情况.
②能清晰显示心内膜的位置与动态,准确测量 收缩末期与舒张末期左室前后径,推算出每 次心搏量与每分钟输出量. ③取样点上的信息量大,能在曲线上显示具有 诊断意义的扑动,颤动等细微变化. ④与心电图,心音图心内压力曲线同步记录,利 用波形分析,对心音生产与瓣膜活动的关系 进行研究. ⑤根据曲线的形态可以推断心律有无异常,并 能准确计算其活动速度.常与B型诊断法共同 应用.
•
⑵坚定脏器内占位病变的有无与数目,并 判定肿块有无包膜,边界是否光滑.如恶性肿 瘤多无包膜,边缘不整齐,轮廓不清或呈伪足 状或凹凸不平的结节状.某些肿块具有特征 性表现,如肝转移癌的”牛眼征”,可见高回 声团块周边环绕一圈较宽低回声暗区,高回 声中央有因坏死形成的液性暗区.
•
⑶判定脏器或肿物与周围器官的毗邻关 系,了解有无压迫,移位,侵润或粘连,提供可 否手术切除的信息.
•
⑷检测心血管系统血流动力学状态.多普 勒超声心动图利用多普勒效应对心血管内 血流方向,速度,血流性质的状态进行观察,可 定量检测血流动力学参数,反映器官组织的 血流灌注,其功能相当于”无创性血管造 影”.彩色多普勒血流显像较频谱多普勒更 加形象直观.
•
⑸测定脏器功能.根据声像图上的形态学 改变,对脏器进行生理学和病理学检测分析, 如观察心脏的舒,缩功能,胆囊收缩功能等.
•
前两者为频移示波式,以频谱曲线显示. 后者为彩色编码频移回声式,通常采用自相 关技术,以迅速获得一个较大腔室或管道中 的全部回声信息,然后予以彩色编码并重叠 于同一幅二维辉度图象的相应区域内,实现 解剖结构与血流状态两种图象互相结合的 实时显示.
•
在临床应用上,脉冲多普勒对正常与异常 血流的鉴别尤其是定位有重要意义.当红细 胞以相当一致的方向和速度流动时,频谱表 现为层流;如红细胞运动的方向速度不一便 形成异常血流频谱,称为湍流.
•
在人体内影响声速的主要因素是组织密 度.密度较大的组织,声速也较快,例如人体软 组织声速平均为1540m/s,而骨与软骨约为 4500m/s.
•
一个振动周期内超声波波动传播的 距离称为波长(λ).波长(λ),声速(c)与频 率(f)关系可以下列表达λ=c/f,频率越高 则波长越短,反之亦然.
二,超声波的束射性,声阻抗与声衰减
七,超声诊断仪的工作原理
• 超声仪器设备类型颇多,最常用的有脉冲 回声式和频移回声式两大类型.脉冲回声式 超声仪包括幅度调制型超声仪(A型超声仪), 辉度调制型超声仪(B型超声仪)以及回声辉 度调制型超声仪(M型超声仪).
•
频移回声式仪包括频移示波型超声仪 (脉冲波式和连续式多普勒)和彩色编码频移 回声式超声仪(彩色多普勒血流显像,CDFI). 各种超声仪的基本工作原理大致相同,县以 脉冲回声式超声诊断仪为例做简要介绍.
三,超声波的反射,折射,透射与散射
• 超声波在介质中传播入射至声阻抗不同 的两种介束与界面垂直 时)或折射(声束与界面不垂直时).
•
超声波若透过下一介质界面向深层传 播称为透射.如遇到界面远小于波长的微小 粒子并相互作用后,大部分超声能量继续向 前传播,小部分能量激发微粒振动,形成新的 点状声源以球面波方式发射,称为散射.
二,超声检查的适用范围
• • 超声检查可用于以下几个方面 ⑴检查实质或空腔脏器的大小,形态:通常 测量三维径线的最大值,既前后径,上下径和 横径,也可以测量面积,周径,了解脏器有无肿 大或缩小,外形轮廓是否正常,边缘是否光滑 完整,内部回声特征及均匀性,分析其内部结 构,大小,形态及数量等的变化.
• •
3.M型诊断法 在单声束B型扫描中取样获得活动界面, 再以慢扫描方法将活动界面展开,获得”距 离一时间”曲线,使反射光点自荧屏左向右 移动显示,属于回声辉度调制型.
•
纵座标为扫描空间位置线,代表被探测结 构位置的深度变化;横座标为时间运动曲线, 显示光点扫描时间.此法主要用于心脏及动 脉等搏动的器官,称为M型超声心动图.