08影像班超声基础课件.ppt

超声诊断学基础湖南中医药大学第一附属医院 袁亮辉1 1第一章 绪论超声医学是声学、医学和电子工程技 术相结合的一门新兴学科，涉及的内容广 泛，在诊断、治疗、康复、监护和普查人 体疾病中有较高的实用价值既可非侵入 性地获得活性器官和组织的精细大体断层 解剖图像和观察大体病理形态学改变，亦 可使用介入性超声或腔内超声探头深入体 内获得超声图像，从而使一些疾病得到早 期诊断2 2超声诊断学的内容n1 脏器病变的形态学诊断和器官的超声大 体解剖学研究n2 功能性检测n3 介入性超声的研究3 3超声诊断学的特点n超声波对人体软组织有良好的分辨能力 ，有利于识别生物组织的微小病变n超声图像显示活体组织为实时显像，可 不用染色处理，有利于检测活体组织n超声信息的显示有许多方法，如A型、B 型、M型、C型和多普勒超声等，根据 不同需要选择使用，可取得多方面的信 息，达到广泛应用的效果4 4超声诊断学的优点1 无放射性损伤，为无创性检查技术 2 取得的信息量丰富，具有灰阶的切面图像 ，层次清楚，接近于解剖真实结构 3 对活动界面能作动态的实时显示，便于观 察 4 能发挥管腔造影功能，无需任何造影剂即 可显示管腔结构。

5 对小病灶有良好的显示能力（1-2mm）5 5n6 能取得各种方位的切面图像，并能根据 图像显示的结构和特点，准确定位和测量 其大小n7 能准确判定各种先天性心血管畸形的病 变性质和部位n8 可检测心脏收缩与舒张功能、血流量、 胆囊收缩功能和胃排空功能n9 能及时取得结果，并可反复多次进行动 态随访观察，对危重病人可在床旁检查6 6超声医学的发展史国外超声发展：n1942年德国K T Dussik发明了第一台A型（一维）超声 波诊断仪n1952年美国J J Wild发明了B型（二维）超声诊断仪n1954年瑞典Edler发明M型超声诊断法n1957年日本里村茂夫发明了多普勒超声诊断法n80年代彩色多普勒超声应用于临床n上世纪末、本世纪初三维、实时三维超声、彩色多普勒能 量图（CDE）、多普勒组织成像（DTI技术）、血管内超 声、超声造影、介入超声和超声组织定征开始应用于临床 并有新的进展7 78 89 91010111112121313二维超声三维超声实时三维超声1414胎儿面部三维图像1515表面成像1616心脏二维与实时三维图1717第二章 超声诊断的基础和原理n1 诊断超声的物理特性n2 超声诊断的显示方式及其意义n3 常见的超声效应与图像伪差1818诊断超声的物理特性第一节1919一、超声的传播Ø定义：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。

Ø人耳可听到的声波频率：20～20000HzØ超声的频率：>20000Hz（20KHz）Ø常用的诊断用超声频率：2.5～10MHzØ声源：能发生超声的物体称为声源，亦称超声换能器，采 用压电陶瓷、压电有机材料或混合压电材料组成Ø超声探头：用换能器制成可供手持检查的器件，可分：单 晶片机扫型、多晶片电子扫描型、多晶片相控扇扫型、相 控环阵机扫型等2020超声的速度（c）Ø超声在同一介质中，声速是恒定的在不同的介质：固体 物含量多，声速高；含水多，声速低；含气脏器，声速最 低Ø根据超声的传播速度，把人体组织分为三类：1，软组织 2，骨与软骨 3，含气脏器 ( 340m/s) 2121超声的波长（ λ ）同一介质中，声速恒定，频率与波长成反比 λ= c/f2222声 场Ø近场：靠近探头的部分，声束比较平行Ø远场：远离探头的部分，声束开始扩散Ø声束：超声所经过的空间Ø束宽：声束横断面的直径Ø声轴：代表声束主方向的中心轴线近场远场声轴2323声束n超声波与一般的声波不同，超声波频率 很高，波长很短，在介质中呈直线传播 ，具有良好的方向性，束射性，故称超 声束n超声声束由主瓣和旁瓣组成，超声成像 主要依靠探头发射的高度指向性的主瓣 并接收其回声反射，即增强主瓣才有利 于诊断。

旁瓣在超声成像中产生伪像24242525声束的聚焦n单晶片型探头：在其表面加置声透镜聚焦n多阵元型探头：需用两种方法1、声束在探头的短轴方向聚焦：加置 半圆柱形声透镜2、声束在探头的长轴方向聚焦：使用 多阵元的相控反射及相控接收2626二、超声分辨力轴向分辨力基本分辨力 侧向分辨力横向分辨力图像分辨力：细微分辨力，对比分辨力多普勒超声分辨力彩色多普勒分辨力：空间分辨力时间分辨力2727轴向分辨力取决于超声频率、脉冲长度 高分辨力:超声频率高、脉冲窄 高频探头:小儿、浅表器官定义：又称“纵向分辨力”指沿声束轴方向 不同深度超声仪可区分的两个点目标的最 小距离的能力即沿声束轴线方向的分辨力反映组织在浅深方向的精细度2828侧向分辨力定义：是指在垂直于超声束轴的平面在 探头长轴方向上可区分两个点目标的最 小距离的能力• 取决于声束的宽度• 声束越窄，分辨力越高• 聚焦提高侧向分辨力2929横向分辨力定义：是指在与声束轴线垂直的平 面上，在探头短轴方向的分辨力， 又称厚度分辨力• 探头有一定厚度，故图像为断层信息的叠加• 它与探头的曲面聚焦及距换能器的距离有关• 厚度分辨力越好，组织的切面情况越真实。

3030三、人体组织的声学参数Ø声阻抗（Z）是指介质密度（ρ）与声速的乘积Z＝ ρ c （ ρ：密度 c :声速 ）超声检查时回声水平的强弱取决于构成界面的各种组织之间声阻抗值的大小3131密度（ ρ ）n各种组织、器官的密度为声阻抗的基本 组成之一n密度的测定前提：活体组织保持正常血 供n密度的单位为g/cm3 3232声速（c）n声波在介质（或媒质）内的传播速度n各种不同组织内的声速不同n凡固体物质含量高者，声速较高n含纤维组织（主要成分为胶原纤维）高者 ，声速较高n含水量较高的软组织，声速较低，体液的 声速更低，含气脏器中的气体，声速最低3333界面不同声阻抗组织之间形成的接触面大界面：> 波长 小界面：< 波长n界面反射是超声波诊断基础，只要有 0.1%声阻抗差异就会产生反射 两介 质声阻抗相差值越大，界面处反射越多 ，回声水平越强，透入第二介质越少； 两介质声阻抗相差越小，则界面处反射 越少，透入第二介质越多3434医学超声常用介质的密度、声阻抗和声速参数介质 密度（g/cm3） 声阻抗（1×105） 声速（m/s）空气（20oC） 0.00118 0.0004 334 生理盐水（37oC）1.002 1.537 1534 血液 1.055 1.656 1570 脂肪 0.955 1.410 1476 肌肉 1.074 1.684 1568 肝脏 1.050 1.648 1570 肾脏 1.038 1.620 1561 颅骨 1.658 5.570 33603535四、人体组织对入射超声的作用n1 散射n2 反射n3 折射n4 全反射n5 绕射n6 衰减n7 会聚n8 发散n9 多普勒效应3636声波传播过程中声束遇到界面远小于波长的微 小粒子，微粒子吸收声波 能量后，大部分超声能量 继续向前传播，小部分能 量激发微粒振动，形成新 的二次声源以球面波方式发射，称为散射。

1、散射3737声波散射示意图背向散射波入射波散射波3838声波产生散射（球面波）3939散射回声无角度依赖性人体 内的散射源主要是血液中的红细胞 和脏器内的微细结构超声检查就是利用这些细胞和 结构所产生的反射和散射，对人体 各组织的生理与病理信息进行分析 诊断4040人体内不同组织器官之间有很多界面，超声波在介质中传播入射至声阻抗不同的两种介质的界面上时，则会发生反射和折射2、超声波的反射、折射 4141超声波的反射与折射n反射：如果介质面的长度大于声束波长（大界面），声波入射到大界面上，一部分声波从界面返回到原介质中传播称之反射n入射角等于反射角：θi =θr 4242入射声束与界面垂直时，回声反射 强；入射声束与界面倾斜时，回声反射 弱如果倾斜角度≥20o，探头便几乎检 测不到回声反射，称之“回声失落”反射系数决定界面回声反射的能量：Z2-Z1R1 = -------------- Z2+Z1 R1代表反射系数，Z1、Z2 代表两种介质声阻抗 4343入射 反射折射垂直入射波在界面上 的反射、折射与透射Z1Z2 透射4444两个介质特性阻抗（Z1和Z2） 差异越大，反射越强。

但反射太强 所剩的超声能量太弱，则影响超声 透入第二层、第三层…介质中去， 故得不到深部组织的诊断信息当Z1和Z2接近时则反射很少 垂直于肝肾界面的入射波，在肝内 只占入射波能量的6％ 4545例：Z水＝1.492kg/(m2 · s)Z气＝0.00428kg/(m2 · s)1.492-0.00428 2R1= = 0.991.492-0.00428 (99%)组织到肺的分界面上入射能量 有50％被反射；组织到骨的分界面 上入射能量有30％被反射 4646由此可见超声由液体、软组织向 气体传播几乎不可能在临床检查时要在探头与人体受 检部位之间涂上超声耦合剂，以减 少空气对声波传递的影响4747声波斜入射时的反射与折射θ θ1θ2入射 反射折射4848反射角θ1、折射角θ2与 入射角θ的关系：反射角θ1 = 入射角θsinθ sinθ2 =c1 c2 4949对于理想的平面,只有在θ1方向才有反射波，其它方向都没有反射，称镜面反射人体表面与镜面相比，比较粗糙，可以在各个方向检测到回波。

5050折射是从第一层介质透过界面进入第二层介 质的透射波，但传播方 向发生改变(声束与界面 不垂直时)超声波若透过下一介质界面向深层传播称为 透射 5151折射超声原理超声波在肝内的反射透射53533、全反射n如第二介质中声速大于第 一介质，则折射角大于入 射角n临界角n入射角大于临界角时，折 射声束完全返回至第一介 质，称为全反射n全反射不遵守Snell定律中 的第三个条件n全反射发生时不能使声束 进入第二介质，该区因“失 照射”而出现“折射声影”C1