《超声诊断》周永昌

超声成像上海第二医科大学市六临床医学院周永昌超声医学Ultrasonicmedicine超声治疗Ultrasonictherapy超声诊断Ultrasonicdiagnosis超声UltrasonictherapyactionreactionUltrasonicdiagnosisULTRASOUNDHUMANBODY超声ULTRASOUNDUltrasonictherapeuticsHUMANBODYthemalmechanismmechenicalmechanismcavitationalmechanism超声透射transmission反射reflection折射refraction衍射difration散射scattering衰减attenuation吸收absorptionUltrasonicdiagnosticsHUMANBODYULTRASOUND超声成像发展史1950sA型(A-mode)回声图(echogram)1960sM型(M-mode)M型超声心动图(M-modeechocardiograph)1970sB型(B-mode)声像图(sonograph,ultrasonograph)1980s双功(duplex)声像图+多普勒频谱(sonograph+Dopplerspectrum)1990s三功(triplex)声像图+多普勒频谱+彩色多普勒血流显示(sonograph+Dopplerspectrum+colourDopplerflowimageCDFI)1990s三维立体声像图(3diamentions)B-mode的技术突破(1970s)1.双稳态(bistable)灰阶(grayscale)2.静态(static)实时(realtime)B-mode的技术突破(1970s)实时(realtime)B-mode的技术改进◆动态聚焦(dynemicfocusing)◆高频探头(highfrequecyprobe)◆二次谐波(secondharmonicwave)◆造影剂(contrastagent)超声的发生(1)正压电效应(2)逆压电效应压电效应示意图12++--超声的物理特性具有波长（λ）、频率（f）和传播速度（Ｃ）Ｃ＝λ·f超声是机械波超声是疏密波超声的物理特性超声的频率单位为赫兹（Herze,Hz）诊断用的超声频率在2.5MHz-20,0MHz常用的3.5MHz-5.0MHz其单位用兆赫（MegaHerze,MHz）超声的物理特性超声在介质中传播的速度,称为声速。声速与传播的介质的弹性和密度有关，遵循下列公式：C=，一般在固体中声速值最大，液体次之，气体又次之，人体软组织的平均声速为1540m/s，其中脂肪的声速较低（1450m/s）,骨与软骨声速高，约为4500m/s，含气脏器声速最低，仅350m/s。ek/ek/ek/ek/ek/ek/ek/ek/ek/ρ/k声速（soundvelocity）超声传播时有方向性音频波为球面波，超声波由于波长短,其声束(acousticbeam)具有指向性,但仍有一定的扩散角,其扩散角与波长与声源直径有关。Sinθ≈1.22λ/Dθ角为半扩散角λ为波长D为探头直径为消除声束的扩散，现用仪器均采用声束聚焦技术。超声的物理特性C=f·λ在人体软组织中传播时，由于所用频率甚高，故波长短。在3.5MHz条件，波长仅为4.4mm。声速、频率、波长的关系超声的物理特性界面（interface）为两种不同声阻抗介质的接触面。声阻抗（acousticimpedance）为该介质的密度（ρ）和声速（C）的乘积Z=ρCZ1=ρ1C1Z2=ρ2C2r=2121ZZZZwhererisamplitudereflectingcoefficientr=whererisintensityreflectingcoefficient2121ZZZZ2当Z1与Z2相差0.1%时即有回声反射超声的物理特性声阻抗（acousticimpedance）超声的物理特性超声在介质(medium)中传播遇到界面(interface)会有反射、折射、散射和绕射。interfaceSinθiC1SinθtC2=Diffraction衍射或称绕射超声的物理特性Scattering散射超声的物理特性Simplespeckleformation漫反射超声的物理特性多普勒效应(Dopplereffect)fd=│f–fo│=±2v·foCosθ/Cfd=±fd为频移,fo为入射超声频率V为活动物体的速度(血流速度)C为介质的声速Cosθ为移动方向与声轴方向的角度余弦即(血流方向与声束探测方向间的角度余弦)超声诊断利用回声原理Transducer换能器SweepGenerator扫描发生器PulseGeneration脉冲发生器MarkerGenerator标识发生器CompensationCircuitandAmplifier补偿电路和放大器BlockdiagramofabasicA-modecircuitryA型超声仪方框图A-modeA型Amplitudemode回声以波型显示Echogram回声图Ａ型仪B–modeＢ型Brightnessmode回声以光点显示,二维空间展开,成为断面图像。M–modeM型Time–motionmode回声以光点显示，采用时间展开，形成波群曲线。Ｄ–modeＤ型Dopplermode频谱显示超声射向流动的红细胞，接收到红细胞散射回声，提取Dopplershift（多普勒频移）,经ＦＦＴ处理，形成频谱显示。频谱在baseline以上者为迎向探头的血流，baseline以下者为离开探头的血流。baselineＤ–modeＤ型Dopplermode频谱混叠彩色多普勒血流显示ColorDopplerFlowImagingCDFI用自相关处理提取到的多普勒信息,再用伪彩色编码,形成彩色血流图像,叠加到二维声像图上,形成彩色多普勒血流图。彩色多普勒血流显示ColorDopplerFlowImagingCDFI动态实时彩色多普勒血流显示ColorDopplerFlowImagingCDFI动态实时彩色能量图ColorDopplerenergy把提取红细胞散射的多普勒信息，用积分法处理。彩色图像也叠加在二维声像图上。此法与红细胞散射的能量强度有关，与频移无关，故无方向性，不存在混叠。三维显示3diamentionsimaging用机械或电子方法采集一系列B型超声图像，由计算机重建三维（立体）像，有表面三维、血管树三维、透视三维和多平面重投影等多种显示方法。二维声像图是断面图(Tomograph)体位标志(Bodymark)超声扫查线指示断层部位和切面腹部脏器声像图方位腹部纵断面图(Transabdomensagittalsection)图左为头端图右为足端图上为腹图下为背腹部横断面图Transabdomencrosssection图左为人体右侧，图右为人体左侧图上为腹，图下为背肝左叶在图右，肝右叶在图右图上为腹，图下为背肝肋缘下斜断面图Subcostalobliquesection右肋间断面图Intercostalsection胆囊在图右，肝右叶在图左图上为腹，图下为背左肋间断面图Intercostalsection图右为脾膈面图左为脾门图上为腹，图下为背背部纵断面图背部横断面图右肾冠状切面图左肾冠状切面图经直肠超声(transrectalultrasound，TRUS)前列腺横切图前列腺纵切图端射式经直肠探头TRUSend-fireprobe声像图的标尺ＵＳＧ图像特点◇USG是断层图◇以解剖形态学为基础◇以灰度明暗反应回声的有无和强弱◇以回声强弱、多少及其均匀性判断其物理性质◇从脏器剖面的大小、形态、内部结构鉴别正常与病理◇对伪像需要识别和利用◇多普勒频谱提供血流动力学参数◇对血流提取多普勒差频，以伪彩色编码，叠加二维图上，直观地显示血流方向、速度和性质声像图的阅读1.无回声区echofreearea2.低回声区hypoechoicarea3.等回声区isoechoicarea4.高回声区hyperechoicarea5.强回声strongecho6.透声区sonolucent声像图的阅读USG图像的优点◆为非侵入性检查法，无痛苦，无损害，便于复查（早孕等除外）◆价格相对低廉◆不受碘过敏限制◆对软组织成像，其分辨率较CT高100倍◆不用造影剂可显示血流◆切面灵活，容易显示血管或管道长轴◆多普勒频谱可测得七项血流动力学参数USG图像的局限◆超声检查受声窗的影响较大，声窗透声好图像清晰，声窗透声差图像质量不好。◆对有气体和骨骼的部位，超声不能透入检查困难。◆超声图像显示范围小，不如CT、MRI范围广，但用宽景成像技术，可弥补这一缺点。◆切面图规范性差，不如CT、MRI，靠读片作出诊断常有困难，最好检查当时作出诊断。USG分析与诊断1.外形2.边界和边缘回声3.内部结构4.后壁及后方回声5.周围回声强度6.毗邻关系7.量化分析8.功能性检测1.伪像的识别和利用2.注意临床思维3.注意动态观察USG分析注意点伪像（artifact）的识别和利用(一)混响(reverberations)(二)多次内部混响(multipleinternalreverberations)(三)部分容积效应(partialvolumeeffect)(四)旁瓣伪像(sidelobeartifact)(五)声影(acousticshadow）(六)后方回声增强(enhancementofbehindecho)(七)折射声影(refractiveshadow)(八)镜面伪像(mirrorartifact)(九)声速伪像(acousticvelocityartifact)(十)闪烁伪像(twinklingartifact)混响伪像(reverberations)多次内部混响(multipleinternalreverberations)超声在靶(target)内部来回反射，形成彗尾征(comettailsign)，利用子宫内彗尾征可以识别金属节育环的存在。部分容积效应(partialvolumeeffect)因声束宽度太宽，把邻近靶区结构的回声一并显示在声像图上，例如胆囊内出现假胆泥伪像旁瓣伪像(sidelobeartifact)由超声束的旁瓣回声造成，在结石等强回声两侧出现声影(acousticshadow)有强反射或声衰减甚大的靶存在，使超声能量急剧减弱或消失，致其后方没有超声到达，当然也检测不到回声，称为声影，声影可以作为结石、钙化和骨骼等存在的诊断依据。后方回声增强(enhancementofbehindecho)当病灶或靶的声衰减甚小时，其后方回声将强于同等深度的周围回声，称为后方回声增强，囊肿和其他液性结构的后方会出现回声增强，可利用它作鉴别诊断。折射声影(refractiveshadow)有时在球形结构的两侧壁后方会各出现一条细狭的声影，称为折射声影，这是因为超声折射，使后方有一小区失照射，没有回声所致，不可误为结石或钙化。镜面伪像在良好平整的界面前方的靶，声像图上会在界面后方出现一个对称的虚像，切不可当它真的闪烁伪像(twinklingartifact)彩色超声在毛糙结石等后方声影区出现闪烁彩色伪像声速伪像acousticvelocityartifact一．检测脏器的大小、形态、内部结构、血管分布和活动度，判别正常或异常情况，对部分脏器可估测其硬度；二．检测囊性器官的充盈和排空情况；三．检测心脏和血管的血流动力学状态；四．检出体内占位性病灶（除中央性肺占位病灶外）；五．鉴别占位性病灶的物理性质、内部血液供应情况，部分可鉴别良恶性；六．对部分脏器的恶性肿瘤作出临床分期；七．检查体腔积液的存在与否和液量的估计；八．药物或手术治疗后疗效的随访；九．引导穿刺活检、导管置入引流、注药及肿瘤消融。超声检查（ultrasoundexamination）的主要用途谢谢！