医学影像诊断学-超声诊断学(公开课课件).ppt
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- 医学影像 诊断 超声 公开 课件
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1、 超声诊断学超声诊断学昆明医科大第二附属医院昆明医科大第二附属医院超声诊断科超声诊断科医学影像诊断学是一门新兴的医学诊断技术,它包括超声显像、普医学影像诊断学是一门新兴的医学诊断技术,它包括超声显像、普通通X线诊断、线诊断、CT、核素成像、磁共振成像等。目前超声诊断已成为、核素成像、磁共振成像等。目前超声诊断已成为一门成熟的学科,在临床诊断与治疗决策上发挥着重要作用。一门成熟的学科,在临床诊断与治疗决策上发挥着重要作用。1880年年Curie兄弟发现了压电效应,压兄弟发现了压电效应,压电效应可产生超声波。电效应可产生超声波。1937年,年,Dussik设计了第一台实用的超设计了第一台实用的超声
2、成像仪。声成像仪。1949年美国的年美国的Howry和和Bliss集成了第一集成了第一台台B超仪器。超仪器。20世纪世纪60年代,美国年代,美国Physionics生产了生产了第一台商用第一台商用B超扫描仪。超扫描仪。第一章第一章 超声基础超声基础目的要求目的要求掌握超声诊断成像原理掌握超声诊断成像原理了解超声影像技术的发展动态及了解超声影像技术的发展动态及其在医学影像技术中的地位其在医学影像技术中的地位声波的定义声波的定义物体的机械性振动在具有质点物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中的传播现象称和弹性的媒介中的传播现象称为波动(即振动的传播),而为波动(即振动的传播),而引起人耳听觉器官
3、有声音感觉引起人耳听觉器官有声音感觉的波动则称为声波(的波动则称为声波(Sonic wave, sound wave)。)。超声波的定义超声波的定义人耳的听阈范围,其振动频率为人耳的听阈范围,其振动频率为20赫赫(Hertz;Hz)20千赫(千赫(KHz)。超过)。超过人耳听阈上限的声波,即人耳听阈上限的声波,即大于大于20千赫千赫的称超声波(的称超声波(Ultrasonic wave)简称)简称超声,临床常用的超声频率在超声,临床常用的超声频率在210 MHz之间之间。基本概念基本概念 1 1、超声成像、超声成像 是利用超声波的物理特性和人体器官组织的声是利用超声波的物理特性和人体器官组织的
4、声学特性相互作用后产生的信息学特性相互作用后产生的信息, ,并将其接收并将其接收. .放大和信息处理放大和信息处理后形成图形后形成图形. .曲线或其它数据曲线或其它数据, ,借此进行疾病诊断的检查方法借此进行疾病诊断的检查方法. .2 2、介质、介质: :是传播声音的媒介物是传播声音的媒介物. .如空气如空气. .液体液体. .固体等固体等. .3 3、均匀介质、均匀介质: :声场内介质声阻抗一致声场内介质声阻抗一致. .4 4、非均匀介质、非均匀介质: :声场内介质声阻抗不一致声场内介质声阻抗不一致. .5 5、声源、声源: :是能发声的物体是能发声的物体. .在超声成像中在超声成像中, ,
5、探头晶体片振动产探头晶体片振动产生超生波生超生波. .故探头晶体片就是声源故探头晶体片就是声源. .6 6、声场、声场: :超声振动波及的范围超声振动波及的范围. . 7 7、界面:两种不同声阻抗物体的接触面、界面:两种不同声阻抗物体的接触面. .8 8、界面反射:、界面反射: 超声在非均匀介质中传播时超声在非均匀介质中传播时. .从一种介质从一种介质进入另一种介质进入另一种介质. .即通过界面时即通过界面时. .就有反射就有反射. .9 9、大界面:界面尺寸大于超声束直径,呈镜面反射。、大界面:界面尺寸大于超声束直径,呈镜面反射。1010、小界面:界面尺寸小于超声束直径,呈散射。、小界面:界
6、面尺寸小于超声束直径,呈散射。 超声波的产生超声波的产生超声波超声波-机械波机械波,物体的机械振动产生,物体的机械振动产生换能器换能器-压电晶体压电晶体正压电效应正压电效应-声能声能电能电能(回声接收器)(回声接收器)逆压电效应逆压电效应-电能电能声能(超声发生器)声能(超声发生器)超声波有三个基本物理量超声波有三个基本物理量 频率(频率(f)单位时间内质点振动的次数,一般以每秒振动次)单位时间内质点振动的次数,一般以每秒振动次数表示,单位为赫兹,每秒振动数表示,单位为赫兹,每秒振动1次为次为1赫兹。赫兹。 波长(波长()声波传播过程中相邻的两个周期中,对应点的)声波传播过程中相邻的两个周期中
7、,对应点的距离或相邻的两个波峰或波谷间的距离。距离或相邻的两个波峰或波谷间的距离。 声速(声速(c)在单位时间内声波在介质中传播的距离,常用)在单位时间内声波在介质中传播的距离,常用单位为单位为m/s或或cm/s。人体软组织平均声速为:。人体软组织平均声速为:1540m/s,或近似于是或近似于是1500m/s。三者的关系三者的关系 c=f或或=c/f 超声波的物理性能超声波的物理性能 束射性或指向性:由于超声波频率很高,波长很短,故在束射性或指向性:由于超声波频率很高,波长很短,故在介质中呈直线传播,具有良好的束射性或指向性。介质中呈直线传播,具有良好的束射性或指向性。反射、折射、散射:当声波
8、从一种介质向另一种介质传播反射、折射、散射:当声波从一种介质向另一种介质传播时,如果两者的声阻抗不同,就会在其分界面上产生反射时,如果两者的声阻抗不同,就会在其分界面上产生反射或折射。当两种不同介质的声阻抗差大于或折射。当两种不同介质的声阻抗差大于0.1%时,便能时,便能产生超声反射。产生超声反射。如果界面的尺寸小于声束的直径,为小界面。入射超声遇如果界面的尺寸小于声束的直径,为小界面。入射超声遇到小界面时,发生散射现象。到小界面时,发生散射现象。绕射:声波在传播过程中,如遇到直径小于超声半个波长绕射:声波在传播过程中,如遇到直径小于超声半个波长的障碍时,其声波会绕过障碍物而继续传播为绕射。的
9、障碍时,其声波会绕过障碍物而继续传播为绕射。吸收与衰减:质点振动在介质中传播时,引起吸收与衰减:质点振动在介质中传播时,引起能量的传播。随着传播距离的增加、质点振动能量的传播。随着传播距离的增加、质点振动的振幅逐渐减少,亦即超声能量逐渐减弱。此的振幅逐渐减少,亦即超声能量逐渐减弱。此种现象称为超声的衰减。超声诊断仪有种现象称为超声的衰减。超声诊断仪有TGC装装置,目前是补偿超声传播时能量的衰减。置,目前是补偿超声传播时能量的衰减。多普勒效应:当声源和介质界面发生相对运动多普勒效应:当声源和介质界面发生相对运动时,介质接收到的频率与声源的固有频率之间时,介质接收到的频率与声源的固有频率之间会产生
10、一定差异(频移),这种现象称为多普会产生一定差异(频移),这种现象称为多普勒效应。勒效应。声阻抗特性、声衰减特性和多普勒效应是超声声阻抗特性、声衰减特性和多普勒效应是超声成像的最基本的物理特性。成像的最基本的物理特性。声阻抗(声阻抗(Acoustic Acoustic impedanceimpedance)是用来表示是用来表示介质传播超声波能力的一个重介质传播超声波能力的一个重要的物理量,其数值的大小由要的物理量,其数值的大小由介质密度介质密度 与声波在该介质中与声波在该介质中的传播速度的传播速度C C的乘积所决定,的乘积所决定,即:即: Z=C Z=C ,单位为,单位为KgKgm2sm2s。
11、可以理解为声波在介。可以理解为声波在介质中传播时所受到的阻力。质中传播时所受到的阻力。 非线性传播:在传统的超声成像过程中,由于超声成非线性传播:在传统的超声成像过程中,由于超声成像的反射波频率与发射波频率相同,反射波的强度随像的反射波频率与发射波频率相同,反射波的强度随发射波的强度呈正比例地增加或减少,即两者间呈一发射波的强度呈正比例地增加或减少,即两者间呈一种线性关系。实际上,超声波在组织中传播时呈非线种线性关系。实际上,超声波在组织中传播时呈非线性传播。超声波在组织中传播时形成压缩区和稀疏区性传播。超声波在组织中传播时形成压缩区和稀疏区.前者压力高前者压力高.后者压力低后者压力低.两者压
12、力差引起超声波传播速两者压力差引起超声波传播速度的改变度的改变.这种超声波传播速度不同导致波形变形导致这种超声波传播速度不同导致波形变形导致谐波产生谐波产生.超声波在组织中传播时超声波在组织中传播时.除与发射频率一样的除与发射频率一样的 超声波(基波)外超声波(基波)外.还有整倍于(还有整倍于(2倍倍.3倍倍)基波频)基波频率的波率的波-谐波谐波超声诊断仪的基本组成及构造超声诊断仪的基本组成及构造超声诊断仪最基本的结构分为超声诊断仪最基本的结构分为I、II、III、IV四个部分;四个部分;I产生高频产生高频脉冲交变电压;脉冲交变电压;II探头,发射超探头,发射超声并接收超声;声并接收超声;II
13、I回声信息的回声信息的接收、处理部分;接收、处理部分;IV为显示器,为显示器,显示回声的信息。显示回声的信息。超声换能器超声换能器超声仪器超声仪器超声诊断仪的类型超声诊断仪的类型 A型超声诊断仪属一维超声、回声强度以振型超声诊断仪属一维超声、回声强度以振幅显示、探头由单晶片构成,主要用于腹部、幅显示、探头由单晶片构成,主要用于腹部、头颅、眼、胸腔等检查。头颅、眼、胸腔等检查。B型超声诊断仪二维光点显示,探头由多晶型超声诊断仪二维光点显示,探头由多晶片组成,以光点显示。片组成,以光点显示。 M型超声诊断仪是一维光点显示、光点的亮型超声诊断仪是一维光点显示、光点的亮度代表回声的强度,探头单晶片,用
14、于心脏、度代表回声的强度,探头单晶片,用于心脏、胎心、血管检查、胎心、血管检查、 A型B型B型M型 频谱多普勒仪(连续式多普勒、脉冲式多普勒频谱多普勒仪(连续式多普勒、脉冲式多普勒 )CW:一维频谱显示、探头由二个晶片组成,:一维频谱显示、探头由二个晶片组成,用于检测高速血流用于检测高速血流 PW:一维频谱显示,由单晶片组成,兼收发。:一维频谱显示,由单晶片组成,兼收发。常与二维超声结合,用于检测血流速度、方向、常与二维超声结合,用于检测血流速度、方向、性质等。性质等。 彩色多普勒血流显像:以二维光点显示,以彩彩色多普勒血流显像:以二维光点显示,以彩色代表血流方向、性质及速度。彩色多普勒仪色代
15、表血流方向、性质及速度。彩色多普勒仪都具有都具有B型、型、M型、连续波、脉冲波多普勒功型、连续波、脉冲波多普勒功能、可根据需要任意选用。能、可根据需要任意选用。超声的诊断基础超声的诊断基础超声诊断的超声诊断的主要原理主要原理是利用超声波在生是利用超声波在生物组织中的传播特性,亦即从超声波与物组织中的传播特性,亦即从超声波与生物组织相互作用后的声信息中提取所生物组织相互作用后的声信息中提取所需的医学信息。当利用超声诊断仪向人需的医学信息。当利用超声诊断仪向人体组织中发射超声波,遇到各种不同的体组织中发射超声波,遇到各种不同的物理界面时,便可产生不同的反射、散物理界面时,便可产生不同的反射、散射、
16、折射、吸收和衰减的信号差异。将射、折射、吸收和衰减的信号差异。将这些不同的信号差异加以接收放大和信这些不同的信号差异加以接收放大和信息处理,显示各种可供分析的图像,从息处理,显示各种可供分析的图像,从而进行医学诊断。而进行医学诊断。一一.人体组织器官的声像图表现类型人体组织器官的声像图表现类型 反射类型反射类型 组织器官组织器官 二维声像图表现二维声像图表现无反射型无反射型 血液等液性物质血液等液性物质 液性暗区液性暗区少反射型少反射型 心肌、肝、脾等心肌、肝、脾等 低亮度低亮度 实质脏器实质脏器 低回声区低回声区多反射型多反射型 心瓣膜、肝包膜等心瓣膜、肝包膜等 高亮度高亮度 高回声区高回声
17、区全反射型全反射型 肺气、肠气等肺气、肠气等 极高亮度极高亮度 高回声区高回声区 后伴声影后伴声影二二.人体不同组织回声强度顺序人体不同组织回声强度顺序 1.肾中央区(肾窦)胰腺肝、脾实质肾皮质肾髓肾中央区(肾窦)胰腺肝、脾实质肾皮质肾髓质(肾锥体)血液胆汁和尿液。质(肾锥体)血液胆汁和尿液。2.正常肺(胸膜正常肺(胸膜-肺)、软组织肺)、软组织-骨骼界面的回声最强;骨骼界面的回声最强;软骨回声很低,甚至接近于无回声。软骨回声很低,甚至接近于无回声。3.病理组织中,结石、钙化最强;纤维化、纤维平滑肌病理组织中,结石、钙化最强;纤维化、纤维平滑肌脂肪瘤次之;典型的淋巴瘤回声最低,甚至接近无回声。
18、脂肪瘤次之;典型的淋巴瘤回声最低,甚至接近无回声。人体组织器官的声像图表现类型:无回声、低回声、高回声、强回声三.超声图像观察与分析外形外形边界和边缘回声边界和边缘回声内部结构特征内部结构特征后壁及后方回声后壁及后方回声周围回声强度周围回声强度毗邻关系毗邻关系脏器活动情况脏器活动情况脏器结构的连续性脏器结构的连续性血流的定性分析血流的定性分析血流的定量分析血流的定量分析超声在临床中的应用超声在临床中的应用无创伤、无痛苦、无电离辐射无创伤、无痛苦、无电离辐射广泛应用于内、外、妇产、儿科和广泛应用于内、外、妇产、儿科和眼科等临床各科。眼科等临床各科。许多内脏、软组织器官病变的许多内脏、软组织器官病
19、变的首选首选影像检查方法影像检查方法超声对人体的影响超声对人体的影响超声是一种机械能,超声的产热和超声是一种机械能,超声的产热和空化效应在人体内是否产生,取决空化效应在人体内是否产生,取决于使用仪器的功率和频率,现在超于使用仪器的功率和频率,现在超声诊断仪的功率为声诊断仪的功率为1010毫瓦毫瓦/ /平方厘平方厘米,(超声治疗仪为米,(超声治疗仪为0.50.52.52.5瓦瓦/ /平方厘米),根据国内外实验研究平方厘米),根据国内外实验研究证明对机体无损害作用,但对胎儿证明对机体无损害作用,但对胎儿的检查时间不宜太长。的检查时间不宜太长。 超声成像的新技术超声成像的新技术组织多普勒成像组织多普
20、勒成像彩色多普勒能量图彩色多普勒能量图腔内超声检查腔内超声检查声学造影检查声学造影检查三维超声成像三维超声成像超声造影超声造影超声弹性成像超声弹性成像第二章第二章 浅表组织器官疾病浅表组织器官疾病 的超声诊断的超声诊断目的和要求目的和要求掌握超声诊断在眼、甲状腺、乳腺、肾掌握超声诊断在眼、甲状腺、乳腺、肾上腺、阴囊、睾丸等器官疾病的适应证及上腺、阴囊、睾丸等器官疾病的适应证及其临床意义其临床意义 检查方法一一. 仪器条件:仪器条件:设备:彩超设备:彩超探头:高频线阵,频率探头:高频线阵,频率7.5-12MHz二二. 检查前准备检查前准备 无需特殊准备。无需特殊准备。正常眼声像图表现临床价值临床
21、价值 USG不受角膜白斑、白内障、玻璃体不受角膜白斑、白内障、玻璃体出血等因素限制。出血等因素限制。 USG不但能显示金属异物,还可显示非不但能显示金属异物,还可显示非金属异物,定位准确。金属异物,定位准确。 对视网膜脱离可区别实质脱离还是液对视网膜脱离可区别实质脱离还是液性脱离。性脱离。对眼球突出的诊断与鉴别诊断有价值对眼球突出的诊断与鉴别诊断有价值。甲状腺疾病的适应证甲状腺疾病的适应证1. 甲状腺弥漫性病变:甲状腺弥漫性病变:甲亢、单纯性甲甲亢、单纯性甲状腺肿、结节性甲状腺肿、亚急性甲状状腺肿、结节性甲状腺肿、亚急性甲状腺炎、慢性甲状腺炎。腺炎、慢性甲状腺炎。2. 甲状腺局灶性疾病:甲状腺
22、局灶性疾病:甲状腺囊肿、甲甲状腺囊肿、甲状腺腺病瘤、甲状腺癌、甲状腺转移癌状腺腺病瘤、甲状腺癌、甲状腺转移癌3. 甲状腺肿物活检甲状腺肿物活检正常甲状腺声像图正常甲状腺声像图临床价值临床价值 USG能够清楚地显示出甲状腺及结节能够清楚地显示出甲状腺及结节的形态大小,鉴别其囊实性质。还可的形态大小,鉴别其囊实性质。还可在超声引导下行穿剌细胞学检查。在超声引导下行穿剌细胞学检查。乳腺疾病的适应证乳腺疾病的适应证1.确定乳腺内有无肿块或病变确定乳腺内有无肿块或病变2.确定肿块是囊性或实性,提示良性确定肿块是囊性或实性,提示良性或恶性。或恶性。(1)乳腺囊性增生症)乳腺囊性增生症 (2)乳腺纤维腺瘤)
23、乳腺纤维腺瘤 (3)乳腺癌)乳腺癌 (4)乳腺炎或脓肿)乳腺炎或脓肿3.隆乳(假体植入)及其并发症隆乳(假体植入)及其并发症4.介入性超声应用介入性超声应用正常乳腺临床价值临床价值 USG无辐射损伤、无痛苦、无无辐射损伤、无痛苦、无禁忌症,能清楚地显示出乳房结禁忌症,能清楚地显示出乳房结构和病理特征,对乳腺疾病的普构和病理特征,对乳腺疾病的普查、筛选以早期发现肿瘤起到一查、筛选以早期发现肿瘤起到一定作用。定作用。 阴囊、睾丸疾病的适应证阴囊、睾丸疾病的适应证 1.阴囊肿大原因不明(鞘膜积液、疝)阴囊肿大原因不明(鞘膜积液、疝) 2.睾丸、附睾肿物的诊断与鉴别诊断睾丸、附睾肿物的诊断与鉴别诊断3
24、.阴囊急症的鉴别诊断阴囊急症的鉴别诊断4.精索静脉曲张精索静脉曲张5.隐睾隐睾正常睾丸临床价值临床价值 USG易于区别疝和鞘膜积液,有助易于区别疝和鞘膜积液,有助于发现小肿瘤,能正确判断阴囊血于发现小肿瘤,能正确判断阴囊血肿和确定睾丸是否损伤,彩超对睾肿和确定睾丸是否损伤,彩超对睾丸扭转有重要价值。丸扭转有重要价值。第二章第二章肝、胆、胰、脾疾病的诊断肝、胆、胰、脾疾病的诊断目的要求:目的要求:1. 熟悉肝、胆、胰、脾常见疾病超声熟悉肝、胆、胰、脾常见疾病超声图像特征。图像特征。2. 掌握掌握肝、胆、胰、脾疾病的超声诊肝、胆、胰、脾疾病的超声诊断适应证及其临床意义。断适应证及其临床意义。仪器:
25、黑白二维超声、彩色多普勒超声。探头:线阵、凸阵、扇形探头均可。频率3.5-5.0MHZ。 检查前准备检查前准备 肝脾肝脾检查前一般不需要做特殊准备检查前一般不需要做特殊准备胆道胆道系统检查前准备:通常空腹系统检查前准备:通常空腹8小小时以上时以上胰腺胰腺检查前准备:通常空腹检查前准备:通常空腹8-12小小时,如显示不清时,可饮水时,如显示不清时,可饮水500-800ml或胃超声显影液或胃超声显影液200-300ml检查体位:仰卧位、侧卧位、坐位、检查体位:仰卧位、侧卧位、坐位、立位、俯卧位。立位、俯卧位。 肝脏疾病的适应证肝脏疾病的适应证1.(1)了解肝脏大小、形态和位置)了解肝脏大小、形态和
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