(必备)医学超声影像学总论1(影像系)

增益（Gain） 调整图像灵敏 度，可以在 30-90分贝之 间变化，一般 在50分贝左右
聚焦 （Focus） 可 选择聚焦区数 目，以取得观 察区清晰图像
深度 （Depth） 在 可能的深度范 围内增加或减 小深度，图像 出现增大或缩 小变化
第四节 医学超声技术
A型超声仪；B型超声仪；M型超 声仪；频谱多普勒超声仪；彩色多普 勒超声仪；彩色多普勒能量超声仪； 三维成像超声仪；超声组织定征仪等
经直肠探头，用于泌尿系检查；经阴道探头， 用于妇产科检查 径向扫查探头用于血管内检查
3. 探头频率 （1）单频探头：探头的标称频率 （如3.5MHz），为发射时振幅最强的 频率 （2）变频探头：同一探头可选择 2-3种频率，探头频率可变 （3）宽频探头：发射时有一很宽 的频带范围
4. 探头的分类 可分为机 械探头、电子探头、术中探头、 穿刺探头和穿刺引导装置、经 腔内探头等
系声路中具有较强衰减体 所造成高反射系数物体（如气 体）、高吸收系数物体（如骨 骼、结石、瘢痕）下方具有声 影，二者兼具则声影更明显
（四）高衰减结构
超声能量消耗甚多，其后方回声明显减 弱，常见于肌腱、软骨、瘢痕之后，提 高仪器“增益”仍可显示少量回声信号
（五）后方回声增强 声束向深部传播时不断衰减，设 计者为使图像显示均匀，加入了深度 增益补偿（DGC）调节系统。后壁增强 效应是指在常规调节的DGC系统下所发 生的图像显示效应
（五）衰减 系声波轴向振动与介 质之间摩擦致能量消耗的结果，它与 超声探头频率及声波运行距离有关。 在正常及病理情况下，组织的衰减会 发生变化
（六）多普勒效应 当一定频率的 超声波由声源发射并在介质中传播时， 如遇到与声源作相对运动的界面，则 其反射的超声波频率随界面运动的情 况而发生改变，称之为多普勒效应 （Doppler effect）
1842年，奥地利数学家及天 文学家克约斯琴.约翰.多普勒 发现，当星球与地球近向运动 时，光色向光谱的紫色端移位， 表明光波频率增高
向红色方向移位，表明光 波频率降低。其差称为多普勒 频移。这种物理学效应命名为 多普勒效应。此亦适用于各种 类型的波源和接受器之间的相 对运动
多普勒方程
fd =2fo×(V.cosθ÷c)
七、超声伪像
（一）混响效应 声束扫查体内平滑大界面时， 部分能量返回探头表面之后， 又从探头的平滑面再次反射第 二次进入体内
为多次反射的一种。多见于 膀胱前壁、胆囊底、大囊肿前 壁，可被误诊为壁的增厚、分 泌物或肿瘤等
（二）镜像效应 镜像效应亦可名为镜面折返 虚像。声束遇到深部的平滑镜面 时，反射回声如测及离镜面较接 近的靶标后，按入射途径反射折 回探头
fd :多普勒频移；fo:发射频率；V: 血流速度；θ:声束与血流夹角；c:超 声波在介质中的传播速度。
实际应用中fo:即为换能器 （探头）频率；c：超声波在人体
软组织中的平均传播速度为
1540m/s
多普勒频移与声速成正比。
为获得最大血流信号，应使声 束与血流方向尽可能平行（θ角 尽量小）
四、人体组织声像图分型 （一）无反射型：液性组织 （如：血液、尿液、心包积液、 胸水、腹水、胆汁、羊水等）
现多为多功能超声仪
一、A型超声仪 1. 工作原理 为振幅调制，以超 声的传播和反射时间为横坐标，以反 射波幅为纵坐标，以波的形式显示回 声图。当声阻抗差为零时，则呈现无 回声段
2. 应用 目前仍可应用在： 脑中线探测；眼球探测；胸腔积液 探测；心包积液探测；脓肿探测
二、B型超声仪 1. 工作原理 为辉度调制，为二 维切面图。其工作原理与A型基本相同， 都是应用回声原理作诊断，可直观地反 映组织结构与病变的关系
第二节 医学超声诊断基础和原理
一、医学超声的物理特性
（一）超声波定义
声源振动频率 〉2万赫兹（Hz） 的机械波为超声波
超声诊断所用声源振动频率一般 为：1-10兆赫（MHz），常用为：2.55.0 MHz
（二）超声波的主要物理量
1、波长（λ） 在波的传播方向 上，质点完成一次振动的距离，单位 是mm
第三节 医学超声仪器组成及使用
超声诊断仪最基本的结构 由探头、发射电路、接受电路、 显示器和记录器组成
一、探头 1. 压电换能器 超声探头 的核心是压电晶体或复合压电 材料，产生超声波是晶体的逆 压电效应
2.超声探头的种类与临床应用
凸阵探头用于腹部、妇产科检查 线阵探头用于外周血管、小器官检查 扇形探头用于成人心脏、小儿心脏检查 腔内探头分3种：经食管探头，用于心脏检查；
3）横向分辨力 指在与声 束轴线垂直的平面上在探头短 轴方向的分辨力（有称厚度分 辨力）
（2）图像分辨力 指构成整 幅图像的目标分辨力。有细微 分辨力和对比分辨力
二、人体组织的声学参数
（一）密度（ρ ） 组织、脏 器的声学密度，单位为g/cm3
（二）声速（C） 单位为m/s。一 般固体物含量高者声速最高，含纤维 组织（主要成分为胶原纤维）高者， 声速较高，含水量较高的软组织声速 较低，液体声速更低，含气脏器中的 气体声速最低
（二）少反射型：基本均质的 实质性组织（如：肝脏、肾脏、 脾脏、心肌、瓣膜等）
（三）多反射型：结构较复杂、 致密，排列无一定规律的实质性 组织（如：乳腺、心外膜、肾包 膜、骨骼等）
（四）全反射型：含气组织 （如：肺、胃、肠等）。超声检 查时使用偶合剂，就是为了防止 探头与皮肤之间存在空气，影响 探查
4. 分辨力分基本分辨力和图像分辨力 （1）基本分辨力：
1）轴向分辨力 沿声束轴线方向的分 辨力。其优劣影响靶标在深浅方向的精细 度。分辨力佳则在轴向的图像点细小、清 晰。通常用3-3.5MHz探头时，轴向分辨力 在1mm左右
2）侧向分辨力 指在与声 束轴线垂直的平面上在探头长 轴方向的分辨力。声束越细， 侧向分辨力越好
主瓣周围有对称分布的数 对小瓣，称旁瓣。旁瓣重叠于 主瓣上，形成各种虚线或虚图
（七）部分容积效应 病灶尺寸小于声束束宽，或 虽然大于束宽，但部分处于声束 内，则病灶回声与正常组织的回 声重叠，产生部分容积效应
多见于小型液性病灶。例如， 小型肝囊肿因部分容积效应常可 显示内部细小回声（系周围肝组 织回声重叠效应）
二、医学超声影像学发展简史
● 起源于20世纪40年代 ● 90年代末，心脏和内脏器官的三维超 声成像（3D）、动态三维超声成像（4D）、 彩色多普勒能量图（CDE）、多普勒组织成像 技术（DTI）、腔内超声、超声造影、介入超 声和超声组织定征等技术出现
● 90年代末，心脏和内脏器官的 三维超声成像（3D）、动态三维超声 成像（4D）、彩色多普勒能量图 （CDE）、多普勒组织成像技术 （DTI）、腔内超声、超声造影、介入 超声和超声组织定征等技术出现
（三）声阻抗（Z） 各种回 声图像主要由声阻抗差别造成。 系密度与声速的乘积，单位为 g/cm2.s
三、人体组织对入射超声的作用
（一）散射 小界面对入射超声产 生散射现象，使入射超声的部分能量 向各个空间方向分散辐射。返回至声 源的能量甚低。散射来自脏器内的细 小结构，临床意义十分重要
（二）反射 超声波入射到 比自身波长大的大界面时，入 射声波的较大部分能量被该界 面阻挡而返回，这种现象称之 为反射
（四）声源、声束、声场与分辨力 1. 声源 能产生超声的物体称为
声源，通常采用压电陶瓷、压电有机 材料或混合压电材料组成。声源由超 声换能器发出
2. 声束 从声源发出的声波， 一般在一个较小的立体角内传播。其中 心轴线称为声轴，为声束传播的主方向。 声束两侧边缘间的距离称为束宽
3. 近场与远场 超声束各 处宽度不等。在临近探头的一 段距离内，束宽几乎相等，称 为近场。远方为远场
界面 两种声阻抗不同物体接触在 一起时，形成一个界面。接触面大小 称为界面尺寸。尺寸小于波长时名小 界面，反之称为大界面
大界面对入射超声产生反射 现象，使入射超声能量的较大 部分返回至声源。入射角与反 射角相等
（三）折射 组织、脏器声速不同， 声束经过其大界面时，前进方向改变 称为折射
（四）绕射 又名衍射。声束绕过 物体后，又以原来的方向偏斜传播
二、B型超声波主要功能键的使 用和调节
1.增益（Gain） 调整图像灵敏度，可以在30-90分 贝之间变化，一般在50分贝左右。
2.聚焦（Focus） 可选择聚焦区数目，以取得观察区 清晰图像。
3.深度（Depth） 在可能的深度范围内增加或减小 深度，图像出现增大或缩小变化。
B型超声波 主要功能键的 使用和调节
行介入或直接治疗，并行实时声像图监控及随访
医学超声的主要功用
超声波是机械振动波，超声图像可反 映介质中声学参数的差异，对人体组织 有良好的分辨能力，有利于识别组织的 细微变化。主要功用有：
形态学检测 功能学检测 组织特性检测 介入超声检测 医学超声治疗
一、学习的要求、方法
而不是声能量在后壁被其他任何 物理能量所增强的效应。此效应常出 现在囊肿、脓肿及其他液区的后壁， 但几乎不出现于血管后壁。有些小肿 瘤如小肝癌、血管瘤后壁，亦可略见 增强
（六）旁瓣效应 旁瓣效应系指第1旁瓣成像重 叠效应。声源所发射的声束具有 一最大的主瓣，一般处于声源中 心，其轴线与声源表面垂直，名 主瓣
2、周期(T) 质点完成一次振动的 时间
3、频率（f） 单位时间 内质点完成一个振动过程的次 数，单位是赫兹（Hz）
4、声速（c） 单位时间内声波在 介质中的传播距离, 单位是m/s，人体 软组织平均声速为1540m/s。
c = f . λ 并与介质的弹性（E） 和密度（ρ ）相关
（三）超声波的方向性 直线传播。可获定向传播 的超声波束 在相同声源直径的条件下， 频率越高，波长越短，束射性 或方向性越强
第一章
医学超声影像学总论
授课教师 王志刚