文档介绍：超声诊断学讲义
影像学教研室
2012-10-12
第一章 总论
第一节 超声医学概况
一、定义和范畴
超声医学(Ultrasonic Medicine)是利用超声波的物理特性与人体器官、组织的声学特性相互作用后得到诊断或治疗效果的一门学科
,包括超声诊断学和超声治疗学。发射的超声波在人体器官、组织传播过程中,由于声的透射、反射、折射、衍射、衰减、吸收而产生各种信息,将其接收、放大和信息处理形成波型、曲线、图像或频谱,籍此进行疾病诊断的方法学,称为超声诊断学(Ultrasonic Diagnostics)。由于它具有操作简便、安全、迅速、无痛苦和无放射性等优点,临床应用十分广泛。对人体的许多部位和脏器如肝脏、胆囊、胰腺、脾脏、泌尿系统、子宫以及双附件、产科、肌肉、眼球及眼眶、甲状腺、乳腺、心脏、血管等,超声波诊断均显示出极大的优势。
二、超声医学的发展
20世纪50年代初开始应用超声波疗法,50年代末期兴起超声诊断。超声诊断学和超声治疗学迅速发展,尤其前者发展更快。最早的一维A型超声诊断法目前基本已被淘汰,取而代之的是二维的B型超声诊断法和彩色多普勒超声诊断法。此两种检查目前在临床上广泛应用。随着超声新技术不断出现,各种超声诊断方法和治疗方法也陆续问世。
介入性超声发展迅速①腔内探头不断改进,从经食道、经***、经直肠发展到胃镜超声、膀胱镜超声、腹腔镜超声以及血管内超声。②体腔内造影剂,尤其是微泡造影剂心肌显影、造影剂二次谐波显像,使微血管内低速血流显影进一步发展。③超声引导下穿刺:不仅做细胞学检查、组织学活检、引流,还可注入药物治疗;近年来微波、激光、射频、冷冻、高温等消融治疗也离不开超声的引导。
多普勒组织成像技术:多普勒技术不仅用于血流,而且用于室壁、血管壁,滤去血流的速度信号,仅保留室壁的信号,对冠心病室壁运动的检测有量化指标。
三维超声、四维超声技术、自然组织谐波、二次谐波、超宽视野成像技术、全数字化技术、面阵探头等使超声分辨率越来越高,应用范围越来越广。
第二节 超声诊断基础知识
一、超声波的物理特性
(一)超声波的定义及有关物理量
超声波是指频率每秒在2万赫兹(Hz)以上,超过人耳听阈高限的声波。它为高频机械波的一种。~10MHz,~5MHz最为常用。用于血管内超声检查的探头频率达到20MHz。
超声波在弹性介质中以规则的纵波形式传播,有波长(λ)、频率(f)及声速(c)、周期(T)四个主要物理量。
(λ):在波的传播方向上,质点完成一次振动的距离:
(T):质点完成一次振动所需要的时间为一个周期。
(f):单位时间内质点完成一个振动过程的次数。
(c):单位时间内声波在介质中的传播距离。
上述物理量间的关系为:T=1/f ,C=λ/T=f ·λ
(二)超声波的物理特性
由于超声波的频率极高,波长又极短,故具有良好的方向性,在介质中直线传播。据此,可利用定向传播的超声波束来寻找和定位病灶。
2. 反射、折射和散射
超声波在介质内传播过程中,由于不同介质的声阻抗不同、界面大小不一,可发生反射、折射及散射等现象。
超声波在介质中传播时,由于介质的粘滞性和导热性等因素,一部分声能不可逆地转换成介质的其他形式的能量,使声能耗损,称为吸收。声能的吸收,声束在远场的扩散和界面上的反射与折射等,均使声能在介质中随传播距离的增加而逐渐减弱,这种现象称为衰减。
超声波在同一介质中传播时,由于速度基本相同,超声波频率越高,则波长越短,越能检测到细小的目标,即其纵向分辨力越好,但其能检测的范围越小;相反,频率越低,穿透性越好,超声波能检测的范围越大,但是对细小目标的检测能力越低。
5. 多普勒(Doppler)效应
声源发射超声的频率固定,如遇到与声源作相对运动的界面,造成反射频率不同于发射频率,这种现象称多普勒效应。发射频率与反射频率之差称多普勒频移;频移的增或降,取决于声源与接收界面相对运动的方向。界面向着声源运动时,反射声波频率增高,为正频移,界面背离声源运动时,反射声波频率降低,为负频移。频移的大小与相对运动的速度成正比。心壁、血管壁、瓣膜、血流等都是人体中的运动体,当超声照射到它们时会产生多普勒效应。
二、超声成像基本原理
(一)超声波的发射和接收
对某些非对称结晶材料进行一定方向的加压或拉伸时,其表面将会出现符号相反的电荷,这种现象称为压电效应,是一种电能与机械能的相互转换的现象。
当在压电晶体的一定方向上施加压力或拉力时,晶体被压缩或膨胀,两侧表面出现异种电荷的现象,称正压电效应。将该晶体置于交变电场(两侧