1超声诊断原理与诊断基础

- 1 - 超声诊断原理与诊断基础第一章超声诊断概述一、超声诊断学现代科技（电子技术、计算机科学等）与声学原理相结合应用于临床医学诊断即为超声诊断学。

二、超声发展史A型：超声示波诊断法——幅度调制型，以波形显示界面回波。纵轴为回波幅度，横轴为超声波传播深度。属一维显示，反应不同深度界面的反射强度，于1958年应用于临床。 M 型：超声光点扫描法——M型超声心动图。纵轴为界面运动幅度，横轴为时间，曲线灰度代表界面反射强度。属一维显示，反应界面随时间的运动曲线，1961年应用于临床。B型：超声显像诊断法——辉度调制型。即以光点的形式显示二维切面图形。仪器结构复杂，主要部件有探头、发射电路、接收电路、扫描电路、主控电路、显示器。20世纪70年代初应用于临床，70年代中后期采用了灰阶及DSC技术，实时超声图像质量大大改善，于80年代迅速发展并普及，90年代后期进入全数字化时代。DSC：数字扫描转换器，主体是图像存储器,使数字信号转变成标准电视扫描制式的模拟信号，显示为稳定的二维图像。D型：超声频移诊断法——Doppler频谱、CDFI、CDE、DTI等，1983年日本Aloka公司研制出世界上第一台彩超，并首先规定朝向探头与背向探头的血流分别以红色及蓝色显示。20世纪90年代彩超迅速普及，90年代后期进入全数字化时代。三维超声：20世纪90年代开始应用于临床。

三、超声诊断的优点、局限性及临床应用1、超声与普通X-CT

等影像技术相比有以下优点：（1）无放射性，无创伤，价廉，方便快捷，可反复检查。（2）直观实时显示检查器官与病灶的切面图像。（3）对活动脏器（如心脏）能实时动态显示其切面图像，便于观察。（4）能发挥管腔造影功能，而无需任何造影剂。（5）对软组织内的病灶有良好的分辨力，能清晰显示实质性器官中2—3mm的囊性或实质性病灶。 2、超声诊断的局限性：超声对骨与含气性器官透射率太低,故目前超声对骨关节、颅脑、肺、胃肠道疾病的诊断受到限制。3、超声诊断的临床应用：（1）腹部脏器的器质性病变与腹部包块。（2）妇科疾病与盆腔包块。（3）生理产科、病理产科、胎儿畸形检测。（4）浅表器官（如眼球、甲状腺、乳腺、睾丸等）与浅表软组织疾病。（5）心脏疾病。（6）外周血管疾病。（7）胸水、腹水及穿刺定点。（8）介入性超声（用于诊断与治疗）。四、超声诊断的学习方法1、努力学习临床知识。2、认真学好超声专业知识。勤实践，勤追踪，勤总结。3、 1

- 2 - 第二章超声诊断物理基础第一节超声波的性质一、超声波的性质波：振动的传播称为波动，简称波。自然

界常见有电磁波与机械波。＊电磁波：无线电波、可见光、X线等，可在真空中传播。＊机械波：机械振动在介质中的传播称机械波，

如声波、水波、地震波等，只能在介质中传播。声波属机械波，是指振动频率在20—2万Hz的机械波，在人的听阈范围内。超声波

属机械波，是指振动频率在2万Hz以上的机械波。超声诊断应用的是超声波的纵波。超声波产生的基本条件：1、产生超声波的振动源。 2、传播超声波的介质。二、超声波的物理量 1、周期（T）与频率（f）：介质中质点自平衡位置往返一次（一次全振动）所需时

间叫周期。单位时间内质点完成全振动的次数叫频率。 2、波长(λ)与声速（C）：一个振动周期内振动传播的距离叫波长。单位时间内

超声波在介质中传播的距离叫声速。声速、波长与频率的关系为：C=f·λ （经验公式：在人体软组织中λ＝1.5mm/ f）（1）不同

频率的超声波在同一介质中声速相同，即介质中的声速只与介质的性质（弹性系数与密度）有关，与频率无关。例如，不同频率超声波

在人体软组织平均声速为1540m/s。（2）频率相同的超声波在不同介质中传播时其声速不同。（3）在同一介质中，波长与频率成反

比（C=f·λ），频率越高，波长越短。3、波幅：质点离开平衡位置的最大距离叫波幅。波幅越大，波的能量越高。4、声强：声强指

在垂直于超声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的超声能量。还可理解为单位面积2上被照射的声功率。医学诊断用超声频率高，

剂量小，平均声强控制在10-20mW/cm的范围内，最2高不超过100mW/cm。治疗用超声频率低，剂量大。三、超声波的声场声场：探头向前方辐射超声能量所到达的空间称声场，即介质中有超声波存在的区域。声束:包括主瓣与旁瓣,声束随离开声源的距离增加而逐

渐扩散。近场：声束不扩散,呈狭窄的圆柱形，因此近场的指向性和横向分辨力高。2L=d/4λ(L为近场区长度,d为换能器直径) 远场：

声束扩散,横向与侧向分辨力下降,必须进行声束聚焦处理(几何聚焦、可变孔径、电子聚焦)。扩散角SinQ=1.22λ/d 四、超声波的物理特性： 1、束射性（直线传播） 2、反射与折射 3、散射与绕射 4、衰减 5、多普勒效应 2

- 3 - 第二节超声波的发射与接收一、压电效应：压电晶体在机械应力的作用下,会在晶体表面产生电荷,反之，若对晶体施以交变电场，晶体也会产生应力变形，这种机械能与电能互相转变的现象称压电效应。前者称正压电效应，后者称逆压电效应。二、超声波的发射和接收：电—声转换 1、超声波的发射利用了逆压电效应。当压电晶体受到仪器产生的高频交变电压作用时，压电晶体将在厚度方向上产生胀缩变形，即振动。这个振动的晶片即成了超声波的声源，当振动频率超过

2万Hz时即为超声波。 2、超声波的接收利用了正压电效应。当回声信号作用于压电晶体上时，相当于对其施加一外力，晶体表面将产生携带回声信息的微弱电信号，这种电信号经放大、处理后即能在显示器上以光点形式显示用于诊断的声像图。三、超声探头的基本结构和功能结构：（1）压电晶体：产生压电效应，与发射及接收超声有关。目前常用压电陶瓷材料是锆钛酸铅。（2）吸声背块（背材）：吸收背向辐射的超声，提高纵向分辨力。（3）匹配层（面材）：A、导声作用（声阻抗匹配） B、保护电极与晶体。 2 声阻抗匹配条件：A、匹配层厚度d=1/4λ。 B、匹配层声阻抗Z= Z*Z。 213（4）聚焦件：在匹配层前方加聚焦件（几何、电子），使声束聚焦，从而提高横向分辨力。（5）电极与电路：功能：发射及接收超声波，起换能器作用。四、探头的主要参量1、频率：一般在