超声医学基础.ppt
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参见附件(265kb)。
一. 概念
? 超声医学(Ultrasonic medicine)
超声医学是声学、医学和电子工程技术相结合的一门学科，是研究超声对人体的作用和反作用规律并加以利用，达到诊断、保健和治疗等目的的学科。包括超声诊断学、超声治疗学和生物医学超声工程。
? 超声诊断学(Ultrasound diagnostics)
研究和应用超声的物理物性，以某种方式扫查人体、诊断疾病的科学称为超声诊断学
超声显像法：Ultrasonograph, Ultrasonogram
声像图：Sonograph, Sonogram
二. 超声波(Ultrasound)
? 振动的传播称为波动(简称波)。分为机械波和电磁波。声波是一种机械波。
? 人类使用的声波范围达17个数量级,即f 10-4Hz-1013Hz。
? 以频率划分声波可以分为三大类：
次声：10-4Hz
声(可听声)：16Hz
超声： 2?104Hz
? 超声诊断使用的频率范围：2 -20MHz( 兆赫)
三.超声波的传播及成像原理
? 声阻抗(特性阻抗)：Z＝?c。?为介质的密度、c为介质的声速
? 超声波在声阻抗不同的介质中传播，可产生折射、反射、衍射、散射及多普勒效应，介质则吸收声波的能量，并产生声衰减。
? 目前使用的超声诊断仪都是建立在回波的基础上，其物理基础便是人体内的声阻抗值是不同的，当声波穿过不同的组织器官时，其回声产生相应的变化，从而可提取各种诊断信息。
? 声波遇到气体时,被全部反射,不能成像。
四.超声诊断技术的发展简史
? 1880年发现压电效应
? 1923年首次将声纳用于探测潜艇
? 1945年A?Firestone制成A型脉冲超声检测仪。我国自1958年11月开始将A型超声诊断应用于临床。
? 1960年代中后期-1980年代初期B型超声检查发展并普及，仪器渐趋完善，我国自1978年开始应用B型超声诊断疾病。
? 1980年代中后期彩色Doppler超声显像仪的出现，计算机图像处理技术的应用，为超声诊断开创了更加广阔的领域。
五.超声诊断仪的基本构成
? 主机：包括基本电路、计算机信号处理器等
? 探头Probe(换能器Transducer)：核心器件是压电晶体，其作用是向人体发射和接收超声波。
? 显示器：显示各种类型的超声图像
? 探头的种类：依晶片排列方式的不同分为线阵、凸阵、扇扫、扇括及腔内探头等不同种类。腹部检查常用探 头频率为3.5MHz，表浅部位的检查常用高频探头7-10MHz。
六.超声诊断的种类
(1)A型(Amplitude mode)超声诊断法，简称A超
是将回声以波的形式显示出来，根据回声波幅的高低、多少、形状及有无进行诊断。因其一维波形显示的局限性，目前仅用于眼科检查。
(2)B型(Brightness mode)超声诊断法，简称B超
是将回声信号以光点的形式显示成二维图像(2-dimentional ultrasonograph)目前广泛应用于临床的是实时显像(Real-time imaging)。
(3)M型(Motion type)超声诊断法
是B型超声的一种特殊显示方式，能够显示体内属层组织对体表的距离随时间变化的曲线、与A超相同，均反映一维空间结构，常用于以及检查，即M型超声心动图。
(4)D型(Doppler)超声诊断法
通称为Doppler超声，是利用多普勒效应的原理，对运动的器官和血流进行检查。广泛应用于临床的是彩色多普勒超声及经颅多普勒超声诊断。
? 多普勒效应(Doppler effect)
由奥地利物理学家克里斯丁?约翰?多普勒于1842年首先提出。
在振动源与观察者作相同运动时声波密集，在背向运动时声波疏散，运动产生的这种声波频率的变化是可以测量的。这种变化的数值被称为多普勒频移(Doppler shift)，这种现象称为多显勒效应。
彩色多显勒血流显像(Color Doppler flow imaging, CDFI)或彩色多显勒显像(Color Doppler imaging,CDI)
? 主要是利用血液中运动的红细胞对声波的散射，产生多显勒效应，经伪彩色编码技术，在二维图像上显示彩色血流影像。不同方向的血流以不同的颜色表示，通常设定流向探头的血流为红色，背离探头的血流为蓝色。彩色多普勒超声诊断仪同时具备频谱多普勒(Spectral Doppler)功能，可在彩色图像上定点取样，显示Doppler频谱图，并听取多普勒信号音。
彩色多普勒能量图
(Color Doppler energy, CDE)
? 又称超声血管造影(Ultrasonic angiography)，是彩色多普勒超声技术的发展，以其不受探测角度的影响、能显示CDI所不能显示的低流量和低流速血流为主要特点。
? 用于肿瘤内血管的检测、实质脏器的血流灌注的检测、实质脏器梗死的判定、胎盘血流及周围血管病变的检查等。
彩色多普勒超声的临床意义
? 判断血流的方向及性质(层流、湍流或涡流)，测定血流速度及各种指数(RI阻力指数＝ ，PI动脉指数＝ ， TAMX为时间最大平均血流速度)。
? 在心血管疾病的诊断中，测定是否存在分流与反流，并定量估测；
? 判断血管是否狭窄或闭塞，是否有血栓形成；
? 检测肿瘤内血管，为鉴别肿瘤的良恶性提供参考；
? 移植肾排异反应的判断。
经颅多普勒超声
(Transcranial Doppler, TCD)
? 用较低频率的多普勒超声探查颅内动脉，显示为多普勒频谱图，用来诊断各种脑血管疾病，如脑血管畸形、脑动脉瘤，脑血管痉挛等
(5)三维成像法
是近年来发展起来的医学影像技术，能显示直观的立体图像，可提供比二维超声更为丰富的信息。主要用于心脏疾病的研究与临床诊治，在妇产科、眼科、腹部及周围血管成像等方面有一定的应用。
七.常用超声诊断术语及临床意义
? 无回声区：病灶内声波穿透性良好，不产生回声，不发生衰减，常伴有后方回声增强。可见于各种囊肿、胸/腹水、血管管腔等。
? 低回声区：在二维图像上显示为暗淡的点状回声区。多种实性占位性病变均显示为低回声区，尤以恶性肿瘤多见。
? 等回声区：病灶与周围组织的回声强度一致或近似，与邻近组织不易区分，给诊断带来一定的困难。如显示为等回声的肝癌。
? 强回声、在声像图上显示为极亮的点状或团块回声。各种结石、骨骼、金属异物等物均为强回声 ......
一. 概念
? 超声医学(Ultrasonic medicine)
超声医学是声学、医学和电子工程技术相结合的一门学科，是研究超声对人体的作用和反作用规律并加以利用，达到诊断、保健和治疗等目的的学科。包括超声诊断学、超声治疗学和生物医学超声工程。
? 超声诊断学(Ultrasound diagnostics)
研究和应用超声的物理物性，以某种方式扫查人体、诊断疾病的科学称为超声诊断学
超声显像法：Ultrasonograph, Ultrasonogram
声像图：Sonograph, Sonogram
二. 超声波(Ultrasound)
? 振动的传播称为波动(简称波)。分为机械波和电磁波。声波是一种机械波。
? 人类使用的声波范围达17个数量级,即f 10-4Hz-1013Hz。
? 以频率划分声波可以分为三大类：
次声：10-4Hz
声(可听声)：16Hz
超声： 2?104Hz
? 超声诊断使用的频率范围：2 -20MHz( 兆赫)
三.超声波的传播及成像原理
? 声阻抗(特性阻抗)：Z＝?c。?为介质的密度、c为介质的声速
? 超声波在声阻抗不同的介质中传播，可产生折射、反射、衍射、散射及多普勒效应，介质则吸收声波的能量，并产生声衰减。
? 目前使用的超声诊断仪都是建立在回波的基础上，其物理基础便是人体内的声阻抗值是不同的，当声波穿过不同的组织器官时，其回声产生相应的变化，从而可提取各种诊断信息。
? 声波遇到气体时,被全部反射,不能成像。
四.超声诊断技术的发展简史
? 1880年发现压电效应
? 1923年首次将声纳用于探测潜艇
? 1945年A?Firestone制成A型脉冲超声检测仪。我国自1958年11月开始将A型超声诊断应用于临床。
? 1960年代中后期-1980年代初期B型超声检查发展并普及，仪器渐趋完善，我国自1978年开始应用B型超声诊断疾病。
? 1980年代中后期彩色Doppler超声显像仪的出现，计算机图像处理技术的应用，为超声诊断开创了更加广阔的领域。
五.超声诊断仪的基本构成
? 主机：包括基本电路、计算机信号处理器等
? 探头Probe(换能器Transducer)：核心器件是压电晶体，其作用是向人体发射和接收超声波。
? 显示器：显示各种类型的超声图像
? 探头的种类：依晶片排列方式的不同分为线阵、凸阵、扇扫、扇括及腔内探头等不同种类。腹部检查常用探 头频率为3.5MHz，表浅部位的检查常用高频探头7-10MHz。
六.超声诊断的种类
(1)A型(Amplitude mode)超声诊断法，简称A超
是将回声以波的形式显示出来，根据回声波幅的高低、多少、形状及有无进行诊断。因其一维波形显示的局限性，目前仅用于眼科检查。
(2)B型(Brightness mode)超声诊断法，简称B超
是将回声信号以光点的形式显示成二维图像(2-dimentional ultrasonograph)目前广泛应用于临床的是实时显像(Real-time imaging)。
(3)M型(Motion type)超声诊断法
是B型超声的一种特殊显示方式，能够显示体内属层组织对体表的距离随时间变化的曲线、与A超相同，均反映一维空间结构，常用于以及检查，即M型超声心动图。
(4)D型(Doppler)超声诊断法
通称为Doppler超声，是利用多普勒效应的原理，对运动的器官和血流进行检查。广泛应用于临床的是彩色多普勒超声及经颅多普勒超声诊断。
? 多普勒效应(Doppler effect)
由奥地利物理学家克里斯丁?约翰?多普勒于1842年首先提出。
在振动源与观察者作相同运动时声波密集，在背向运动时声波疏散，运动产生的这种声波频率的变化是可以测量的。这种变化的数值被称为多普勒频移(Doppler shift)，这种现象称为多显勒效应。
彩色多显勒血流显像(Color Doppler flow imaging, CDFI)或彩色多显勒显像(Color Doppler imaging,CDI)
? 主要是利用血液中运动的红细胞对声波的散射，产生多显勒效应，经伪彩色编码技术，在二维图像上显示彩色血流影像。不同方向的血流以不同的颜色表示，通常设定流向探头的血流为红色，背离探头的血流为蓝色。彩色多普勒超声诊断仪同时具备频谱多普勒(Spectral Doppler)功能，可在彩色图像上定点取样，显示Doppler频谱图，并听取多普勒信号音。
彩色多普勒能量图
(Color Doppler energy, CDE)
? 又称超声血管造影(Ultrasonic angiography)，是彩色多普勒超声技术的发展，以其不受探测角度的影响、能显示CDI所不能显示的低流量和低流速血流为主要特点。
? 用于肿瘤内血管的检测、实质脏器的血流灌注的检测、实质脏器梗死的判定、胎盘血流及周围血管病变的检查等。
彩色多普勒超声的临床意义
? 判断血流的方向及性质(层流、湍流或涡流)，测定血流速度及各种指数(RI阻力指数＝ ，PI动脉指数＝ ， TAMX为时间最大平均血流速度)。
? 在心血管疾病的诊断中，测定是否存在分流与反流，并定量估测；
? 判断血管是否狭窄或闭塞，是否有血栓形成；
? 检测肿瘤内血管，为鉴别肿瘤的良恶性提供参考；
? 移植肾排异反应的判断。
经颅多普勒超声
(Transcranial Doppler, TCD)
? 用较低频率的多普勒超声探查颅内动脉，显示为多普勒频谱图，用来诊断各种脑血管疾病，如脑血管畸形、脑动脉瘤，脑血管痉挛等
(5)三维成像法
是近年来发展起来的医学影像技术，能显示直观的立体图像，可提供比二维超声更为丰富的信息。主要用于心脏疾病的研究与临床诊治，在妇产科、眼科、腹部及周围血管成像等方面有一定的应用。
七.常用超声诊断术语及临床意义
? 无回声区：病灶内声波穿透性良好，不产生回声，不发生衰减，常伴有后方回声增强。可见于各种囊肿、胸/腹水、血管管腔等。
? 低回声区：在二维图像上显示为暗淡的点状回声区。多种实性占位性病变均显示为低回声区，尤以恶性肿瘤多见。
? 等回声区：病灶与周围组织的回声强度一致或近似，与邻近组织不易区分，给诊断带来一定的困难。如显示为等回声的肝癌。
? 强回声、在声像图上显示为极亮的点状或团块回声。各种结石、骨骼、金属异物等物均为强回声 ......
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