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1、超声诊断原理及图像分析原则超声诊断原理及图像分析原则第一节第一节超声诊断物理基础超声诊断物理基础超声的传播超声的传播超声的定义：超声的定义：超声为一种高频振动的机械波，超声为一种高频振动的机械波，其频率超过人耳能听到的声波频率的上限。其频率超过人耳能听到的声波频率的上限。人耳可以听到的声波频率：人耳可以听到的声波频率：2020000Hz（20KHz）超声的频率：超声的频率：20000Hz（20KHz）常用的诊断用超声频率：常用的诊断用超声频率：2.510MHz超声的速度（超声的速度（c）在不同的组织中的传播速度在不同的组织中的传播速度超声在同一介质中，其声速是恒定的，在不同的介质中其声超声在同
2、一介质中，其声速是恒定的，在不同的介质中其声速也会发生改变。速也会发生改变。一般说，固体物含量多，声速高；含水多，声速低；含气脏一般说，固体物含量多，声速高；含水多，声速低；含气脏器中的气体，声速最低。器中的气体，声速最低。根据超声的传播速度，把人体组织分为三类：根据超声的传播速度，把人体组织分为三类：1，软组织，软组织 2，骨与软骨，骨与软骨 3，含气脏器，含气脏器超声的波长（超声的波长（）=c/f在同一介质中，声速恒定，频率与波长的关系在同一介质中，声速恒定，频率与波长的关系成反比成反比超声波的发射与接收超声波的发射与接收声波的发射：将电脉冲转换成机械振动，也即将声波的发射：将电脉冲转换成
3、机械振动，也即将电能转换成声能电能转换成声能逆压电效应逆压电效应声波的接收：将机械振动（声能）转换成电脉冲声波的接收：将机械振动（声能）转换成电脉冲（电能）（电能）正压电效应正压电效应声波的接收声波的接收声波的发射声波的发射换能器（其主要材换能器（其主要材料为压电晶体）料为压电晶体）各种探头（换能器）各种探头（换能器）3.5MHz凸阵探头凸阵探头7.5MHz线阵探头线阵探头3.5MHz扇形探头扇形探头穿刺探头穿刺探头腔内探头腔内探头术中探头术中探头声场声场声场：声场：探头发射的超声所能达到的最大深度及其探头发射的超声所能达到的最大深度及其 周围的空间范围周围的空间范围近场：近场：靠近探头的部分
4、，声束比较平行靠近探头的部分，声束比较平行远场：远场：远离探头的部分，声束开始扩散远离探头的部分，声束开始扩散声束：声束：超声所经过的空间超声所经过的空间束宽：束宽：声束横断面的直径声束横断面的直径声轴：声轴：代表声束主方向的中心轴线代表声束主方向的中心轴线近场近场远场远场声轴声轴人体组织的声学参数人体组织的声学参数密度密度声速声速声阻抗（声阻抗（Z）传递介质中某点的声压和该点的速度比值传递介质中某点的声压和该点的速度比值 Z c（：密度：密度 c:声速声速 ）界面界面 不同声阻抗组织之间形成的接触面不同声阻抗组织之间形成的接触面 大界面：大界面：波长波长 小界面：小界面：波长波长指向性：指向
5、性：当声源直径大于在人体中传播当声源直径大于在人体中传播的波长时，此时声束具有指向性的波长时，此时声束具有指向性可以用声源直径（可以用声源直径（D）与波长（）与波长（）比值）比值衡量衡量 D/10,指向性差；指向性差；D/20，指向性好指向性好人体组织对入射超声的作用人体组织对入射超声的作用人体组织对入射超声可产生多种物理现人体组织对入射超声可产生多种物理现象，表现为声像图的各种特征象，表现为声像图的各种特征1、散射：散射：遇到小界面时（散射体），散射使入射超声的能量遇到小界面时（散射体），散射使入射超声的能量 向各个空间方向分散辐射，故散射无方向性向各个空间方向分散辐射，故散射无方向性提示了
6、脏器内部细小结提示了脏器内部细小结构的回声信息，是超声构的回声信息，是超声成像研究内部结构的重成像研究内部结构的重要依据要依据2、反射：反射：入射声束遇到大界面产生反射现象。大界面反射遵入射声束遇到大界面产生反射现象。大界面反射遵守守Snell定律：定律：1，入射和反射回声在同一平面上；，入射和反射回声在同一平面上；2，入，入射声束与反射声束在法线的两侧；射声束与反射声束在法线的两侧；3，入射角与反射角相等，入射角与反射角相等 反射系数：反射系数：R（Z2Z1）/（Z2Z1）3、折射：折射：入射声束遇到大界面其两侧介质的传播速度不入射声束遇到大界面其两侧介质的传播速度不同，声束在经过这些组织间
7、的大界面时，产生同，声束在经过这些组织间的大界面时，产生声束前进方向的改变。折射角与入射角的正弦声束前进方向的改变。折射角与入射角的正弦比值与界面两侧的声速比值相等比值与界面两侧的声速比值相等sina/sinb=c1/c24、全反射：全反射：如第二介质中的声速大于第一介质，如第二介质中的声速大于第一介质，则折射角大于入射角。入射角增大至某一角度则折射角大于入射角。入射角增大至某一角度时，可使折射角等于时，可使折射角等于900，即折射声束与界面平，即折射声束与界面平行。此时的入射角名：临界角。入射角大于临行。此时的入射角名：临界角。入射角大于临界角时，折射声束完全返回至第一介质，称为界角时，折射
8、声束完全返回至第一介质，称为全反射。全反射。5、衰减衰减（衰减为反射、散射及吸收的总和）（衰减为反射、散射及吸收的总和）衰减与选用的频率及传播的深度成正比衰减与选用的频率及传播的深度成正比6、多普勒效应多普勒效应（DOPPLER）超声在探测移动目标时，其回声频率发生变化利用超声在探测移动目标时，其回声频率发生变化利用多普勒效应可检测血管内有无血流，及血流方向和多普勒效应可检测血管内有无血流，及血流方向和血流速度血流速度正频移正频移负频移负频移入射超声对人体组织的作用入射超声对人体组织的作用生物效应和安全生物效应和安全剂量 空间峰值时间平均声强（空间峰值时间平均声强（SPTAI）（通常规定（通常
9、规定SPTAI100mw/cm2）第二节第二节超声成像原理超声成像原理超声成像包括以下步骤超声成像包括以下步骤1.单轴声束的声照射入人体单轴声束的声照射入人体2.声束的扫查声束的扫查3.人体组织对入射超声的反应回声人体组织对入射超声的反应回声4.回声的放大与前处理回声的放大与前处理5.数字扫描转换器（数字扫描转换器（DSC）6.显示和纪录显示和纪录1、声照射声照射指电脉冲经探头压电晶体产生超声脉冲沿指电脉冲经探头压电晶体产生超声脉冲沿声轴向前发射声轴向前发射。2、声束的扫查声束的扫查线扫线扫 指声束在人体体表进行直线式移动，相邻各条指声束在人体体表进行直线式移动，相邻各条声束间等距又平行；获得
10、一幅矩形声像图声束间等距又平行；获得一幅矩形声像图扇扫扇扫 指声束在人体体表并不位移，而作角度变换，指声束在人体体表并不位移，而作角度变换，相邻各条声束间等长又偏角相等；获得一幅扇相邻各条声束间等长又偏角相等；获得一幅扇形声像图形声像图弧扫弧扫 指声束对准体内某一深度处的目标，而沿体表指声束对准体内某一深度处的目标，而沿体表不同自然曲度作弧形位移；获得一幅一断较长不同自然曲度作弧形位移；获得一幅一断较长的纵切图或者整个腹部的横切全图的纵切图或者整个腹部的横切全图各种探头与其形成的声像图各种探头与其形成的声像图3、回声辉度调制回声辉度调制4、回声放大及前处理回声放大及前处理5、数字扫描转换器（数
11、字扫描转换器（DSC）6、显示和记录显示和记录常见的超声效应与图像伪差常见的超声效应与图像伪差混响效应混响效应 声束扫查体内平滑大界面时，部分声能量返回探头表面声束扫查体内平滑大界面时，部分声能量返回探头表面之后，又与探头的平滑面再次反射，又第二次进入体内，之后，又与探头的平滑面再次反射，又第二次进入体内，形成多次反射。混响效应多见膀胱前壁及胆囊底，大囊形成多次反射。混响效应多见膀胱前壁及胆囊底，大囊肿前壁肿前壁。振铃效应振铃效应 声束在传播途径中，遇到一层甚薄的液体层，声束在传播途径中，遇到一层甚薄的液体层，且液体下方有极强的反射界面为条件，通常在且液体下方有极强的反射界面为条件，通常在胃肠
12、道及肺部。胃肠道及肺部。镜像效应镜像效应 声束遇到深部的平滑界面时，反射回声如测及声束遇到深部的平滑界面时，反射回声如测及离镜面较近靶标后按入射途径反射折返回探头。离镜面较近靶标后按入射途径反射折返回探头。此时在声像图所显示者，为镜面深部与此靶标此时在声像图所显示者，为镜面深部与此靶标距离相等形态相似的声像图。连同声束扫查时距离相等形态相似的声像图。连同声束扫查时所显示该靶标的实际图形一并显示。常见于横所显示该靶标的实际图形一并显示。常见于横膈附近。膈附近。侧壁失落效应侧壁失落效应 大界面回声具明显的角度依赖现象。入射角较大时，大界面回声具明显的角度依赖现象。入射角较大时，回声转向他侧不复回探
13、头，则产生回声失落现象。囊回声转向他侧不复回探头，则产生回声失落现象。囊肿或肿瘤其外周包以光滑的纤维包膜，超声可显示其肿或肿瘤其外周包以光滑的纤维包膜，超声可显示其前后壁，但侧壁不能显示。前后壁，但侧壁不能显示。后壁增强效应后壁增强效应 声束在传播过程中必然随深度的增加而不断增加其衰减，声束在传播过程中必然随深度的增加而不断增加其衰减，为使声像图显示深浅均匀，仪器上加入深度增益补偿为使声像图显示深浅均匀，仪器上加入深度增益补偿（DGC）调节系统。后壁增强效应是指在常规调节的）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。系统下所发生的图像显示效应。声影声影 指在常规指
14、在常规DGC正补偿调节后，在组织内病灶后方所演示的正补偿调节后，在组织内病灶后方所演示的回声低弱后接近无回声平直条状区。声影系声路中具较强回声低弱后接近无回声平直条状区。声影系声路中具较强衰减体。衰减体。高反射体（如气体）或高吸收系数物体（如骨骼、高反射体（如气体）或高吸收系数物体（如骨骼、结石、疤痕）下方具有声影。结石、疤痕）下方具有声影。第三节第三节声像图分类声像图分类A型（型（Amplitude modulation）B型（型（Brightness modulation）M型（型（Time-motion mode）彩色多普勒（彩色多普勒（Color Doppler）能量多普勒（能量多普勒
15、（Power Doppler）频谱多普勒（频谱多普勒（Spectral Doppler）三维超声（三维超声（3D US）以帧频分以帧频分 实时图、准实时图及静止图实时图、准实时图及静止图以扫查及显示方式分以扫查及显示方式分 扇扫、线扫、弧扫、复合扫等扇扫、线扫、弧扫、复合扫等以象素分以象素分 低象素、中象素及高象素图低象素、中象素及高象素图以灰阶分以灰阶分 无灰阶、低灰阶、灰阶、高灰阶图无灰阶、低灰阶、灰阶、高灰阶图第四节第四节超声检查的方法学超声检查的方法学检查前准备检查前准备病人准备病人准备 如检查胆囊时需空腹，如检查胆囊时需空腹，使胆囊充盈；胰腺检查使胆囊充盈；胰腺检查时需饮水充盈胃腔作
16、为时需饮水充盈胃腔作为透声窗。透声窗。如膀胱，妇科或前列腺如膀胱，妇科或前列腺检查时要充盈膀胱检查时要充盈膀胱超声仪或探头的选择超声仪或探头的选择探测方式和途径探测方式和途径探测方式探测方式 直接探测法直接探测法：探头与受检的皮肤或粘膜直接接触探头与受检的皮肤或粘膜直接接触 间接探测法间接探测法：在探测时，探头与人体之间插入水囊：在探测时，探头与人体之间插入水囊或其他材料或其他材料探测途径探测途径 经体表、经腔内或术中经体表、经腔内或术中图像标准方位图像标准方位仰卧位仰卧位横断面横断面 图像左侧示被检查者的右侧结构，图像右侧示图像左侧示被检查者的右侧结构，图像右侧示被检查者左侧结构，图像上方为
17、近腹部结构，被检查者左侧结构，图像上方为近腹部结构，下方为近背部结构下方为近背部结构纵断面纵断面 图像左侧示被检查者的头部结构，图像右侧示图像左侧示被检查者的头部结构，图像右侧示被检查者足侧结构，图像上方为近腹部结构，被检查者足侧结构，图像上方为近腹部结构，下方为近背部结构下方为近背部结构斜断面斜断面 如斜断面接近横断面，则以上述横断面为标准；如斜断面接近横断面，则以上述横断面为标准；斜断面近乎纵断面，则以纵断面所示为标准斜断面近乎纵断面，则以纵断面所示为标准冠状断面冠状断面 近似于纵断面，图像的左侧为头端，右侧为足近似于纵断面，图像的左侧为头端，右侧为足端，如右冠状断面，图像的上方为右侧的结
18、构，端，如右冠状断面，图像的上方为右侧的结构，图像的下方为接近左侧的结构图像的下方为接近左侧的结构常用体位常用体位第六节第六节图像分析方法图像分析方法超声回声的描述超声回声的描述强回声强回声 反射系数大于反射系数大于50以上，灰度明亮，后方常伴声影，以上，灰度明亮，后方常伴声影，如如结石结石和各种钙化斑和各种钙化斑高回声高回声 反射系数大于反射系数大于20左右，灰度较明亮，后方不伴声影，左右，灰度较明亮，后方不伴声影，如如肾窦肾窦和纤维组织等和纤维组织等等回声等回声 灰阶强度呈中等水平，如正常灰阶强度呈中等水平，如正常肝脾肝脾等实质脏器的回声等实质脏器的回声低低回声回声 呈灰暗水平回声，如呈灰暗水平回声，如肾皮质肾皮质弱回声弱回声 表现为透声性较好的暗区，如肾锥体和正常表现为透声性较好的暗区，如肾锥体和正常淋巴结淋巴结无回声无回声 均匀的液体内无声阻抗差异，呈无回声暗区，正常充均匀的液体内无声阻抗差异，呈无回声暗区，正常充盈的胆囊和盈的胆囊和膀胱膀胱即呈典型的无回声区即呈典型的无回声区1.外形外形2.大小大小3.边缘、边界、壁边缘、边界、壁4.支持结构、管道结构支持结构、管道结构