超声诊断学(基础概论)

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第四章 超声的临床基础
一、反射类型
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淋巴瘤
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第四章 超声的临床基础
一、反射类型
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肿瘤
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第四章 超声的临床基础
一、反射类型
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集合系统
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第四章 超声的临床基础
一、反射类型
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第四章 超声的临床基础
超声探头与扫查方式
二、探头
❖常规探头：相控扇型、线阵型、凸弧型
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2-3 吸收与衰减
衰减 指声能随着传播距离而减弱的
现象
衰减量=频率×深度
原因：反射、 散射和吸收。
衰减程度：骨＞软骨＞肌腱＞肝肾＞血液＞尿液胆汁
组织体液中蛋白、钙质成分愈高，衰减愈显著
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第二章超声的物理基础
4. 多普勒效应
三、超声特性
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第二章超声的物理基础
能θ＜600
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• 三基色为红、蓝、绿。彩色都是三基色构成，混合产生其他的 彩色为二次色。
• 以红细胞运动速度为基础，彩色表示血流信号。红色表示流向 探头的血流；蓝色表示背离探头的血流。
• 彩色信号的色调（明亮度）表示血流平均速度的快慢。
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第二章超声的物理基础
低回声 生理：心肌 中等回声 生理：肝脾 高回声 生理：包膜 强回声 生理：气体
病理：胸腹水
病理：纤维化
病理：淋巴瘤 病理：甲减 病理：血管瘤 病理：葡萄胎 病理：结石
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第四章 超声的临床基础
一、反射类型
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腹水
胆汁
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第四章 超声的临床基础
一、反射类型
结石
声影
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第三章 超声仪器
一、探头原理
定义：是将电能转换成超声能，同时将也可将超声能转 换成电能的一种器件。
收超声能 超声，转利 声能利换用 。量用成逆
转正超压 换压声电 成电能效 电效发应 能应射将 接将超电
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第三章 超声仪器
二、检查方法
解剖超声
一维：A超(amplitude mode) M超(motion mode) 二维：B超(brightness mode) 三维：立体
直线排列组合；每个阵元分 割成若干窄条振子。
原理：阵元组依一定顺序工 作，用电子开关轮番地接通， 形成线性扫描。
评估：近场视野大，易受肋 骨、气体影响。
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凸阵型探头
构成：阵元的窄条振子被均 匀分布在凸形圆弧上；
原理：同线阵，只是其波束 是作扇形扫描；
评估：能避开胸骨和肋骨遮 挡，无噪音，可替代机械扇 扫探头。
四、图像特征
分辨力
超声仪的分辨力是指能够分辨有一定间距的界面的能力。
横向分辨力(transverse resolution)：
是区分处于与声束轴 线垂直平面两个物体的能 力，与声束的宽度有关。
纵向分辨力(longitudinal resolution)： 为区别声束轴线上两个物体的距离，与
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第三章 超声仪器
将立体图象以投影图或 透视图表现在平面上的显示 方式，可从各个角度来观察 该立体目标。
二、检查方法
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第三章 超声仪器
彩色编码技术是由红、蓝 、绿三种基本颜色组成，当频 移为正时，以红色来表示，而 兰色则表示负的频移。
二、检查方法
系在多普勒二维显像的基 础上，以实时彩色编码显示血 流的方法，即在显示屏上以不 同彩色显示不同的血流方向和 流速。
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第二章超声的物理基础
四、图像特征
灰阶是将声信号的幅度调制光点亮度，以一定的灰阶级来表示 探测结果的显示方式。
显示屏上的灰标
细图的的 节像强灰 的的度度 显 表层。等 示 现次灰级 屏 能越阶差 上 力丰级， 最 越富数取 黑 强，越决 到 。图多于 最
像，信 亮
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的衰减 • 常用超声频率：2～10MHz
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第二章超声的物理基础
波长(wavelength)：两个相邻振动波
峰间的距离为波长()。
频率(frequency):一秒内出现振动波
的次数为频率(f)，其单位为赫 兹(Hz)。
波速(wave velocity):每秒声波传播
2
检测心血管的结构、功能与血流动力学状态
3
鉴定占位病灶的物理特性及部分病理特性
4
检测有无积液存在，并初步估计积液量；
5
随访药物或手术治疗后各种病变的动态变化；
6
应用介入性超声进行辅助诊断或某些治疗。
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第二章超声的物理基础
一、声波
物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中传播,且引 起人耳感觉的波动为声波。
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第三章 超声仪器
二、检查方法
利用声波的多普勒效应， 以频谱的方式显示多普勒频移 ，多与B型诊断法结合，在B 型图像上进行多普勒采样。当 频移为正时，以正向波表示， 而负向波则表示负频移。临床 多用于检测心脏及血管的血流 动力学状态，尤其是先天性心 脏病和瓣膜病的分流及返流情 况，有较大的诊断价值。
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第三章 超声仪器
二、检查方法
超声以辉度显示心脏与大血管各界面的反射，本质为一维超声。
原理是在其X轴偏转板上加慢扫描系统，使代表界面反射的 前后跳动的光点顺时间而展开，其轨迹在示波屏上形成曲线， 称超声心动图曲线。
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第三章 超声仪器
二、检查方法
即回辉度调制型。此法以不 同辉度光点表示界面反射信号的 强弱，反射强则亮，反射弱则暗 。因采用多声束连续扫描，故可 显示脏器的二维图像，本法是目 前使用最为广泛的超声诊断法。
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相控阵探头
构成：与线阵类似，仅阵元 数少些，故结构紧凑。
原理：通过适当调整、控制 各单元激励信号的相延(或 时延)，以实现声速偏转。
评估：优点与凸阵相似，但 旁瓣较明显。
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线阵型探头扫查
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线阵型B超切面
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凸弧型探头扫查
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凸弧型B超切面
振源 ：声带、鼓面 介质：空气、人体组织 接收：鼓膜、换能器
<16Hz ： 次声波 16--20000Hz：可闻波 >20000Hz：超声波
(ultrasound)
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超声波：>20000Hz的机械振动波
• 具有声波的共同物理性质。如反射、折射、衍射、散射等特性 • 在介质以纵波（疏密波）为传播方式 • 在不同介质中（空气、水、软组织、骨骼）具有不同声速和不同
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电子扇型探头B超切面
扇型探头扫查
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第四章 超声的临床基础
三、常用切面
(1)纵向扫查。 (2)横向扫查。 (3)斜向扫查。 (4)冠状面扫查。
界面：两个介质的分界面
声阻差：两个介质声阻抗 的差值（0.1%）
入射角：声波入射到界面 的角度
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入射 波
反射波
折 射 波
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2-2.超声波的散射
遇界面远小于波长的微小粒子，超声波将 产生散射，人体内的散射源为红细胞和脏器 内的细微结构。
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2-3.超声波的绕射
目标大小约为1～ 2λ或稍小，超声波将 绕过该靶目标继续前进，很少发生反射。
血流超声
一维：PW超(pulse waveform) 如经颅超声TCD 二维：彩色多普勒(color doppler) 三维：立体彩色多普勒
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第三章 超声仪器
二、检查方法
即幅度调制型 。此法以波幅的高 低代表界面反射信 号的强弱，可探测 脏器径线及鉴别病 变的物理特性。由 于此法过分粗略， 目前巳基本淘汰。
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第三章 超声仪器
一、探头原理
---------压电效应
对某些非对称结晶材料进行一定方向的加压或拉伸 时，其表面将会出现符号相反的电荷，这种现象称为压 电效应。
具有此性质的材 料称为压电材料，分 为压电晶体、极化陶 瓷、高分子聚合物和 复合材料等。
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31Байду номын сангаас
第三章 超声仪器
一、探头原理
B型
Douglas s Howry
A型
Karl T. Dussik
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第一章 概论
一、影像技术
MRI
------现代三大医学影像诊断技术之一
US----首选
CT
优势：无创、精确、方便。医学领域的地位 重要性：专业、沟通、横向、浪费、扬长避短
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第一章 概论
临床应用
一、影像技术
1
检测器官的大小、形状、物理特性及功能状态
超声诊断学 --概论
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超声医学
超声治疗
超声诊断
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超声医学发展史
1950s 回声图
A型
1970s 声像图 (sonograph B型 ultrasonograph)
三维
1990s 立体超声（three diamesions）
21C 超声造影
CPS
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• 超声频率愈高、波长愈短，则近场愈长、扩散角愈小，指向性 愈好。
• 增加探头孔径(直径）可改善声束指向性，但降低横向分辨力 • 采用小巧聚焦探头，减少远场声束扩散
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第二章超声的物理基础
二、超声特性
2-1. 超声波的反射和折射
超声波入射到比波长大的界面且有一定声阻差时，就会产生反 射。如遇两声速不同的介质时可引起传播方向的改变，即为折射。
多普勒效应
在声源与观察 者作相对运动时， 声波密集，频率增 高；在背向运动时 声波疏散，频率减 低，这种引起声波 频率变化的现象为 多普勒效应。
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三、超声特性
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第二章超声的物理基础
三、超声特性
DOPPLER EFFECT
在超声医学诊断中，超声多普勒技术可用于检测心 血管内的血流方向、流速和湍流程度、横膈的活动以及 胎儿的呼吸等。
超声的频率有关。
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第二章超声的物理基础
四、图像特征
探头频率越高， 分辨力越高。
然而频率与穿透
性(penetrability)呈 反比。
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轴向分辨力的原理
5-MHz
2.5-MHz
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侧向分辨力（ Laretal resolution）
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Ultrasound Beam width
定义：由外力作用引起的电介质表面荷电效应，称为 正压电效应。
结果在其两个 受力界面上引起内部正负电荷中心相对位移，在两个界 面产生等量异号电荷。
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第三章 超声仪器
一、探头原理
定义：由在外场作用下，晶体将产生几何变形，称为n 逆压电效应(亦称电致伸缩效应)。
在晶体表面施加 电场，可引起晶体内部正负电荷中心发生位移，这一 极化位移导致了晶体的几何应变。
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二尖瓣血流 CDFI
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二尖瓣血流－PW
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第三章 超声仪器
二、检查方法
是用一系列二维 彩色多普勒图所重建 的彩色图像。
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第四章 超声的临床基础
一、反射类型
无回声 液性无回声： 生理：胆汁 衰减性无回声： 生理：骨骼后 均质性无回声： 生理：淋巴结
❖专用探头：腔内探头（食管、直肠、阴道） 术中探头 穿刺探头
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探头类型
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探头的基本结构
• 1 压电元件 • 2 匹配层 • 3 吸收块 • 4 聚焦件
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4 2 1 3
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线阵型
扇型
凸弧型
超声扫查方式示意图
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线阵型探头
构成：由6-8个阵元沿一
探头工作时， 换能器发出超声波 ，由运动着的红细 胞发出散射回波， 再由接收换能器接 收此回波。
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夹角对fd值的影响
❖ cosθ＜900，血流迎向探头，fd为正值 称为正性频移
❖ cosθ＞900，血流远离探头，fd为负值 称为负性频移
如果θ=900，就不能检测出血流速度，所以工作中尽可
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第二章超声的物理基础
二、超声特性
⒈ 指向性
⒉ 反射、折射、散射和绕射
⒊ 吸收与衰减
⒋ 分辨力与穿透力
⒌ 多普勒效应
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1.超声波的指向性
频率高，波长短，呈直线传播
D
近场
θ 远场
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D声源直径 θ扩散角
声束：大的主瓣（接收回声）和一些小的旁瓣（偏差易产生伪像
的距离为波速(C)，C=f
声阻(impedance):为介质的密度()
和声速的乘积(Z)，Z=C
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一、声波
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超声波三个物理量之间的关系
1
不同频率的声波在相同组织中传播，声
速基本相同
2
相同组织中，波长与频率成反比（频率高波长越短
3
相同频率的超声波在不同组织
中传播声速与波长一般都不同
声速：空气344m/s，水1524m/s，肝脏1570m/s，脂肪1476m/s，骨骼 3360m/s。 （软组织声速平均为1540m/s，与水相近，骨骼最高。）