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1、B B 超诊断基础超诊断基础一、超声的基础知识B 超的常见应用:疾病诊断、妊娠检查、背膘测定I.I.超声波的几个物理量超声波的几个物理量超声的特性：超声的特性：1)f f 20000Hz20000Hz。临床诊断使用超声频率的高低由探头的频率决定，国内诊断常用的探头频率有1.25MHz、2.5MHz和 5MHz 三种。根据不同的探查部位而选择使用。2)传播速度：传播速度：超声波在不同的介质中传播的速度不同，介质密度越高，传播速度越快。在固体中大于液体，液体中大于气体超声波在不同的介质中的传播速度超声波在不同的介质中的传播速度介质超声速度(m/s)介质超声速度(m/s)空气空气332肌肉组织肌肉组
2、织1568水水(37(37)1525脂肪组织脂肪组织1436肝脏肝脏1570骨骼骨骼3380超声在介质中的传播速度与水相近。因此，在实践中以1500m/s 作为测定病灶深度的数。波长：波长是超声和声波在一个周期时间内，波所传播的距离。波长、频率与声速的关系可用下列公式表示：声速波长频率因此，当声速一定时，波长与频率成反比，频率越高，则波长越短，其传播的距离越近，而对病灶最小直当声速一定时，波长与频率成反比，频率越高，则波长越短，其传播的距离越近，而对病灶最小直径的分辨力越好。径的分辨力越好。所以，在实际探查中，不同部位选择不同的探头。1)1)通常对肝脏、胆囊、脾脏等软组织，用通常对肝脏、胆囊、
3、脾脏等软组织，用 23.5MHz23.5MHz 的探头；的探头；2)眼及浅表部位的探查用510MHz，3)而头颅的探查则用 0.82.0MHz。II.II.声阻抗声阻抗简称声阻，是介质密度与超声在其中传播速度的乘积。即：声阻 密度 声速各种介质的声阻不同，固体的声阻最大，液体次之，气体最小。超声波反射的强弱决于形成声学界面的两种介质的声阻抗差值，声阻抗差值越大，反射强度越大，反之则小声阻抗差值越大，反射强度越大，反之则小。III.III.超声的主要物理特性超声的主要物理特性1、束射性：束射性：即超声传播的方向性或指向性。超声由于频率高，且辐射面大于波长，因此从声源发出之后几乎全部成束状直线向前
4、传播，具有良好的指向性。束射性主要与换能器晶片的直径大小、超声摇动的频率和超声束扩散角的大小有关。换能器晶片的直径大于超声波长很多倍时，发时的超声就集中射向一个方向，即成束性好。扩散角及超声束在近场以后扩散的角度。扩教角越小，频率越高，超声束的束射性越好。2 2、透射、透射：超声穿过某一介质或通过两种介质的界面而进入第二种介质内称为超声的透射(transmission)。除介质外，决定超声透射能力主要因素是超声的频率和波长。超声频率越大，其透射能力（穿透力）越弱，探测的深度越浅；超声频率越大，其透射能力（穿透力）越弱，探测的深度越浅；超声频率越小，波长越长，其穿透力越强，探测的深度越深。超声频
5、率越小，波长越长，其穿透力越强，探测的深度越深。因此，临床上进行超声探查时，应根据探测组织器官的深度及所需的图像分辨力选择不同频率的探头。3 3、反射与折射、反射与折射：超声在传播过程中，如遇到两种不同声阻抗(acoustic impedance)物体所构成的声学界面时，一部分超声波会返回到前一种介质中，称作反射(reflection)；另一部分超声波在进入第二种介质时发生传播方向的改变，即折射(refraction)。超声波反射的强弱主要取决于形成声学界面的两种介质的声阻抗差值，超声波反射的强弱主要取决于形成声学界面的两种介质的声阻抗差值，声阻抗差值越大，声阻抗差值越大，反射强度越大，反射强
6、度越大，反之则小。反之则小。两种介质的声阻抗差只需达到0.1%，即两种物质的密度(density)差值只要达到 0.1%，超声就可在其界面上形成反射，反射回来的超声称回声(echo)。4 4、绕射、绕射：超声遇到小于其波长一半的物体时，会绕过障碍物的边缘继续向前传播，称绕射或衍射(diffraction)。实际上，当障碍物与超声的波长相等时，超声即可发生绕射，只是不很明显。根据超声绕射规律，在临床检查时，应根据被探查目标的大小选择适当频率的探头，使超声波的波长比探测目标小的多，以便超声波在探测目标时不发生绕射，把比较小的病灶也检查出来，提高分辨力和显现力。5 5、超声的散射和衰减、超声的散射和
7、衰减：超声在介质内传播时，会随着传播距离的增加而减弱，这种现象称为超声衰减。引起超声衰减的原因是：超声束的扩散以及在不同声阻抗界面上发生的反射、折射及散射等，使主声束方向上的声能减弱。超声在传播介质中，由于介质的粘滞性（内摩擦力）、导热系数和温度等的影响，使部分声能被吸收，从而使声能降低。声能的衰减与超声频率和传播距离有关。超声频率越高或传播距离越远，超声频率越高或传播距离越远，声能的衰减，声能的衰减，特别是声能的吸收衰减越大；特别是声能的吸收衰减越大；反之，声能衰减越小。反之，声能衰减越小。动物体内血液对声能的吸收最小，其次是肌肉组织、纤维组织、软骨和骨骼。6 6、多普勒效应、多普勒效应：H
8、ristian Doppler 发现，声源与反射物体之间出现相对运动时，反射物体所接收到的频率与声源所发出的频率不一致，当声源向着反射物体运动时，声音频率升高，反之降低，此种频率发生改变（频移）的现象称为多普勒效应(Dopple reffect)。频移的大小取决于声源与反射物体间相对运动速度。频移的大小取决于声源与反射物体间相对运动速度。速度越大，频移越大，反射物体所接收的声音频率增高的越多，声响越强；声源与反射物体反向运动时，反射物体所接收的声音频率比声源发射的频率要小，故反射物体所接受的声音比实际音响要小。D 型超声诊断仪就是利用超声的多普勒效应把超声频移转变为不同的声响以检查物体内活动的
9、组织器官，包括妊娠检查。IV.IV.超声的分辨性能超声的分辨性能1 1、超声的显现力：、超声的显现力：超声的显现力(discoverable ability)是指超声能检测出物体大小的能力。能被检出物体的直径大小常作为超声显现力的大小。能被检出的最小物体直径越大，显现力越小；能被检出的物体直径越小，显现力越大。理论上讲，超声的最大显现力是波长的一半理论上讲，超声的最大显现力是波长的一半，如 5.0MHz 的超声波长为 3.0mm，其显现力为 1.5mm。实际上，病灶实际上，病灶要比超声波波长大数倍时才能发生明显的反射，故超声频率越高，波长越短，其显现力也越高，但穿透能力会降低要比超声波波长大数
10、倍时才能发生明显的反射，故超声频率越高，波长越短，其显现力也越高，但穿透能力会降低不同频率超声与显现力的关系不同频率超声与显现力的关系频率频率(MHz)(MHz)2.252.252.52.55.05.07.07.01010显现力显现力(mm)(mm)3.353.353.03.01.51.51.051.050.750.75超声的纵向分辨力约为脉冲宽度的一半。脉冲宽度脉冲时间超声速度。超声在动物体组织内传播速度约为1.5 106mm/s1.5mm/s，假设三种频率探头脉冲持续时间分别为1s、3.5s、5s，其脉冲宽度则分别为其脉冲宽度则分别为 其纵向分辨率分别为其纵向分辨率分别为决定脉冲时间的一个
11、因素是超声频率，频率越高，脉冲时间越短，脉冲宽度越小，超声的纵向分辨力越大，反之，则越小。2 2、超声的透入深度、超声的透入深度：超声频率越高，其显现力和分辨力越强，显示的组织结构或病理结构越清晰；但频率越高，其衰减也越显着，透入的深度就会大为下降。脉冲宽度不仅决定纵向分辨力，也决定了超声能检测的最小深度。探测的组织或病灶与探头的距离应大于1/2 脉冲宽度，才能被检出，小于1/2 脉冲宽度的近场称为盲区。实际上，盲区深度比脉冲宽度的1/2要大数倍。盲区内的组织或病灶不能被检出。解决这一问题的主要方法有哪些？加大探头的频率。在体表与探头之间增加垫块。3 3、超声波的发生和接收超声波的发生和接收超
12、声的发生和接收实际上是一种能量转换过程，具有可逆性。由超声诊断仪的换能器-探头来完成。压电效应的发生必需借助具有良好压电性质的晶体物质，即压电晶片，如石英、钛酸钡、锆钛酸铅、硫酸锂等，最常见的是锆钛酸铅。在晶片面上加力或加电时会发生下述现象：正压电效应、逆压电效应、压电谐振I.I.正压电效应正压电效应(机械能电能机械能电能)当晶片两面受压而变薄时，在两面产生等量异性电荷。反之，当晶片两面受拉而变厚时，在两面上产生与前者相反的等量异性电荷。受力越大，电压也越大。当压电晶片受到某一规律的压缩和拉伸而使其按此规律发生薄厚变化时，当压电晶片受到某一规律的压缩和拉伸而使其按此规律发生薄厚变化时，就在两面
13、上产生相同规律的电压变化，就在两面上产生相同规律的电压变化，这种现象叫“正压电效应”这种现象叫“正压电效应”。II.II.逆压电效应逆压电效应(电能机械能电能机械能)当晶片两面加上电压，晶片就将产生厚度的增加或减少。当某一规律的交变电压加在晶片的两面，晶片的厚度也就作相应的变化，此种现象叫“逆压电效应”。III III压电谐振压电谐振当晶片上加交变电压后，就会使晶片产生机械变形，当外加交变电压频率为特定频率（晶片的谐振频率）时，其振幅突然增大，此现象叫晶片的压电谐振。反之，将高频机械振动（超声波）传到晶片上时，晶片就被振动，由于晶片的正压电效应，在晶片的两极间就会产生频率与超声相等、强度与超声
14、成正比的高频电压。此电压被接收电路吸收，经放大后被仪器显示出来。这就是超声的接收。通常在超声治疗中，只是发生超声波作用于机体组织。在超声诊断中，既有超声波发生系统，又有超声波接收系统。一般使用一个晶片，发射和接收兼用，称“单收单发”工作方式。4 4、兽医超声诊断仪兽医超声诊断仪超声诊断仪的类型根据超声回声显示方式的不同，兽医超声诊断分为A 型、B 型、D 型和 M 型四类，这也是超声诊断最主要的分类方法。I.I.超声类型超声类型A 型（超声示波诊断法）：此法是将回声以波的形式显示出来，为幅度调制型。回声强则波幅高，回声弱则波幅低。目前除主要用于脑中线的探测，浆膜腔积液的定位穿刺诊断外，此法已被
15、B 型诊断法所代替。B 型（超声显像诊断法）：此法是将回声信号以光点的形式显示出来，为辉度调制型。回声强则亮，回声弱则暗称灰阶显像。B 型超声诊断仪目前有多种扫描方式，常用的有多晶体电子线阵（方形）扫描法（主要用于腹部疾病的检查），及器械扇形扫查和电子（相控阵）扇行扫查法等（主要用于心脏检查）。M 型（超声光点扫描法）：此法是在B 型扫描中加入慢扫描锯齿波，使反射的光点自左向右自行移动扫描。由于水平方向慢扫描作用，便把心脏各层组织的回声展开成连续曲线，临床上称为M 型超声心动图。D 型（超声频移诊断法）：此法应用多普勒效应原理来探测心脏及大血管内血流动力学状态，特别是对左向右分流的先天性心脏病
16、及返流性心脏瓣膜病有重要诊断价值。II.II.超声诊断仪的基本组成超声诊断仪的基本组成超声诊断仪的种类很多，不论什么样的超声诊断依都是由探头、主机、信号显示、编辑及记录系统组成。探头探头：电子线阵探头是一种线阵(1inear)探头，由 64 至 256 片压电晶片组成，发射的声束为矩形矩形；电子相控阵探头是一种扇扫(sector)探头，多由 32 个压电晶片组成，发射的声束为扇形扇形。常见常见 B B 超探头的适用范围：超探头的适用范围：（1）凸阵探头：a)从肝脏、肾脏、胰腺、胆囊、膀胱、脾脏、胃肠道和泌尿生殖器官结构图像中检测反常情况。b)从胎儿、子宫和骨盆结构图像中检测和发现翻唱情况，估算
17、胎龄和胎重并评估胎儿心脏功能。（2）高频线阵（浅表）探头：a)适用于小器官（甲状腺、乳腺、睾丸、新生儿、外周血管及前列腺）等部位的检查；b)从乳房、甲状腺、睾丸等器官图像的粗略评估中检测反常情况；c)从新生儿头部图像中检测大脑体积及脑结构的反常变化；d)从外周血管图像及流速测量中检测及评估血管狭窄和堵塞。（3）微凸阵探头：腹部、小动物、肾、新生儿组织及器官等。下列部位应用以下探头是最佳的：下列部位应用以下探头是最佳的：使用部位腹部小器官心脏血管产科外科儿科胎儿腔内常见常见 B B 超探头的比较超探头的比较探头类型探头类型线阵凸阵环阵相控阵探头面探头面平面凸面凸面平面接触面接触面大小小最小近场视
18、野近场视野大小小最小远场视野远场视野小大大大成像特点成像特点矩形扇形扇形扇形主要优主要优点点价格便宜应用广泛层厚伪像少适合心脏探头选择凸阵探头高频线阵微凸阵探头线阵探头凸阵探头线阵探头凸阵探头线阵探头腔内探头常用探头规格的识别：常用探头规格的识别：常见的探头规格有：R40、R50、R60、R10、R13、R20、L40、L60 等R 表示探头扫描方式为凸阵扫描，也有 用 C 表示，后面的数字表示扫描的曲率半径L 表示探头扫描方式为线阵扫描，后面的数字表示扫描的宽度例如：R60 表示此探头为凸阵探头，扫描曲率半径为60mm类型凸阵凸阵凸阵凸阵凸阵凸阵类型线阵线阵线阵型号C3I60C3I40C3I
19、20C3S60C3S40C2S20型号L5I72L7I40L7S40频率3.5MHz3.5MHz3.0MHz3.5MHz3.5MHz2.5MHz频率5.0MHz7.5MHz7.5MHz半径60mm40mm20mm60mm40mm20mm孔径72mm40mm40mm扫描角度59.5975.6110.0161.11689.890.8阵元数8080128阵元数808080128128128显示及记录系统：显示及记录系统：显示系统主要由显示器、显示电路（或可听声）和有关电源组成。B B 型、型、MM 型回声信号以图像形型回声信号以图像形式表示出来式表示出来，A 型主要以波形表现出来，而D D 型则以可
20、听声表现出来型则以可听声表现出来。随着电子技术的发展，许多现代超声诊断仪都采用了数字化技术，具有自控、预置、测量、图像编辑和自动识别等功能。如 Aloka SSD-1400 型数字化超声诊断仪等，具有电脑声束成像、连续的动态频率扫描、宽频带(RSP)探头、智能 B 模式增益控制(ABC)、图像处理选择(IPS)、广泛的多普勒图像和数字化图像管理辅助系统(DMS)等功能。III III超声诊断仪的性能要求超声诊断仪的性能要求功能状态良好的超声诊断仪性能必须稳定且符合以下要求：1)电源性能稳定。在外接电源电压上下波动10%时对仪器灵敏度无影响，持续工作34 小时时仪器性能无改变。2)辉度和聚焦良好
21、。在室内日常光照条件下，A 型超声诊断仪波型清晰，B 型超声诊断仪光点明亮。3)A 型超声诊断仪始波饱和且较窄，B 型超声诊断仪盲区较小、扫描线性较好,M 型超声扫描光点分布均匀且连续性好。4)A 型超声诊断仪对信号的放大能力均匀，波级清楚，B 型超声诊断仪对强弱信号的放大能力一致，灰界明显。5)时标距离和扫描深度应准确且符合其机械和电子性能。6)仪器的配套设施和各个配备探头与主机应保持一致性。7)M 型超声诊断仪的超声心动图(UCG)、心电图(ECG)和心音图(PCG)等多种显示的同步性强。8)D 型超声诊断仪电器性能稳定，灵敏度正常，信号失真度小，结构简单旦牢固。IVIV超声诊断仪的基本操
22、作规程超声诊断仪的基本操作规程1)电压必须稳定在 199240V 之间。6)扫查。2)选用合适的探头。7)调节辉度、对比度、灵敏度和视窗深度。3)打开电源，选择超声类型。8)冻结、存储、编辑、打印。4)调节辉度及聚焦。9)关机、断电源。5)动物保定，剪（剔)毛，涂耦合剂（包括探头发射面）。V V超声诊断仪的基本维护要点超声诊断仪的基本维护要点仪器应放置平稳、防潮、防尘、防震。切不可与腐蚀剂或热源接触。仪器持续使用 2h 后应休息 15min，一般不应持续使用经常开机，防止仪器因长时间不使用而出现内部短路、4h 以上，夏天应有适当的降温措施。击穿以至烧毁。开机前和关机前，仪器各操纵键应复位。不可
23、反复开关电源（间隔时间应在5s 以上）。导线不应折曲、损伤。配件连接或断开前必须关闭电源。探头应轻拿轻放，切不可撞击；探头使用后应揩拭干净，仪器出现故障时应请人排查和修理。5 5、超声诊断切面超声诊断切面常用超声诊断切面每一探头都有其超声发射面，探查时以发射面紧贴皮肤，在探查部滑行扫查或探头位置不变而改变探头方向做扇形扫查，也可做横切面、纵切面或实状切面扫查，从而构建脏器扫查的立体图象。6 6、B B 超声像图基础超声像图基础B B 超声像图超声像图回声强度（弱回声/等回声/强回声）回声次数（无回声暗区/稀疏回声/密集回声）回声形态（光点/光斑/光团/光条/）回声强度（声像图中光点的亮度或辉度
24、）回声强度（声像图中光点的亮度或辉度）：弱回声或低回声：光点亮度低，有衰竭现象中等回声或等回声：与正常组织回声强度相等较强回声或回声增强强回声或高回声：明亮的回声光点，伴有声影或二次、多次回声回声次数回声次数无回声（暗区），包括：液性暗区（液体中不反射）衰减暗区（被吸收，加大灵敏度可出现少量光点）实质性暗区稀疏回声（光点稀而小，间距在1.0mm 以上）较密集回声（光点较多，间距在0.51.0mm）密集回声（光点密集而明亮，间距0.5mm）回声形态：回声形态：光点：细而圆的点状回声光斑：稍大的点状回声光团：团块状出现的光点光片：回声呈片状光条：回声呈细而长的条带状光带：回声为较宽的条带状光环：中间较暗或为暗区，如胎儿头部光晕：光团周围形成暗区，如癌症结节周边的回声网状：多个环状回声聚集在一起构成筛网状，如牛、羊脑包虫的回声云雾状：多见于声学造影声影：特强回声下方的无回声区声尾：液性暗区下方的强回声，如囊肿靶环征：以强回声为中心形成圆环状低回声带，如肝脏病灶组织的回声各脏器正常声像图各脏器正常声像图