超聲診斷學(xué)講義

1、超聲診斷學(xué)講第一章第一章超聲診斷的成像原理與應(yīng)用超聲診斷的成像原理與應(yīng)用目的要求目的要求:1.掌握超聲診斷的成像原理。掌握超聲診斷的成像原理。2.了解超聲影像技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及其在醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中的地位。了解超聲影像技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及其在醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中的地位。（教材：《醫(yī)學(xué)影像學(xué)》第六版1317頁）醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)（medicalimageology）是一門新興的醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)，它包括超聲顯像、普通X線診斷、X線電子計(jì)算機(jī)體層成像(CT)、核素成

2、像、磁共振成像(MRI)等。超聲診斷學(xué)以電子學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)的最新成就和解剖學(xué)、病理學(xué)等形態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，并與臨床醫(yī)2（θ）。因而超聲成像中多使用聚焦式聲束，以提高成像質(zhì)量。2.2.2反射、折射和散射：①反射、折射：當(dāng)聲波從一種介質(zhì)向另一種傳播時(shí)，如果兩者的聲阻抗不同，就會(huì)在其分界面上產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象，使一部分能量返回第一種介質(zhì)。另一部分能量，穿過界面進(jìn)入第二種介質(zhì)，繼續(xù)向前傳播。當(dāng)兩種不同介質(zhì)的聲阻抗差大于0.1℅時(shí)，便能產(chǎn)生超聲反射。②

3、散射：如果界面的尺寸小于聲束的直徑，為小界面。入射超聲遇到小界面時(shí)，發(fā)生散射現(xiàn)象。③繞射：聲波在傳播過程中，如遇到直徑小于超聲半個(gè)波長(zhǎng)的障礙時(shí)，其聲波會(huì)繞過障礙物而繼續(xù)傳播為繞射。如障礙物直徑比波長(zhǎng)的12小，則繞射現(xiàn)象更為明顯。所以，診斷用的超聲波儀器，常規(guī)要求對(duì)探測(cè)的對(duì)象加以選探，以使波長(zhǎng)較被探測(cè)對(duì)象小很多，使繞身現(xiàn)象不顯著或很小發(fā)生，從而提高分辨率。2.2.3吸收與衰減：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)在介質(zhì)中傳播時(shí)，引起能量的傳播。隨著傳播距離的增加、質(zhì)

4、點(diǎn)振動(dòng)的振幅逐漸減少，亦即超聲能量逐漸減弱。此種現(xiàn)象稱為超聲的衰減（attenuation）。衰減的程度與介質(zhì)的性質(zhì)密切相關(guān)。惡性腫瘤＞一般病理組織，一般病理組織＞正常組織，實(shí)質(zhì)性組織＞液體。超聲診斷儀有TGC裝置，目的是補(bǔ)償超聲傳播時(shí)能量的衰減。2.2.4多普勒效應(yīng)：當(dāng)聲源和介質(zhì)界面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，介質(zhì)接收到的頻率與聲源的固有頻率之間會(huì)產(chǎn)生一定差異（頻移），這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)（Dopplereffect）。關(guān)系式為：fd＝｜fr－

5、ft｜＝＋2vfrcosθc，式中：fd為頻移，ft為入射超聲頻率，fr為反射超聲頻率，v為反射界面運(yùn)動(dòng)的速度，c為超聲在介質(zhì)中的聲速，cosθ為反射界面運(yùn)動(dòng)方向與入射聲束方向間的角度。如界面朝向探頭運(yùn)動(dòng)，頻率升高；若界面背離探頭運(yùn)動(dòng)，則頻率減低；界面運(yùn)動(dòng)越快，頻移數(shù)值越大。心壁、血管壁、瓣膜等的運(yùn)動(dòng)和血液（主要是紅細(xì)胞）的流動(dòng)均可引起多普勒效應(yīng)。聲阻抗特性、聲衰減特性和多普勒效應(yīng)是超聲成像的最基本的物理特性。2.2.5非線性傳播：在傳

6、統(tǒng)的超聲成像過程中，由于超聲成像的反射波頻率與發(fā)射波頻率相同，反射波的強(qiáng)度也隨發(fā)射波的強(qiáng)度呈正比例地增加或減少，即兩者間呈一種線性關(guān)系。實(shí)際上，超聲波在組織中傳播時(shí)呈非線性傳播。超聲波在組織中傳播時(shí)形成壓縮區(qū)和稀疏區(qū)，前者壓力高，后者壓力低，兩者間的壓力差引起超聲波傳播速度的改變。這種聲波傳播過程中各點(diǎn)的傳播速度不同導(dǎo)致波形逐漸畸變并導(dǎo)致諧波的產(chǎn)生。因此，在介質(zhì)中傳播的超聲波除了與發(fā)射頻率一樣的超聲波（稱為基波）以外，還含有整倍于（2倍

7、、3倍等…）基波頻率的波，后者稱為諧波（harmonics）。諧波的次數(shù)越高，頻率越高，組織中衰減越大，振幅也越小，故目前可用于超聲成像的多為二次諧波。這種接收和利用由超聲波非線性傳播所產(chǎn)生的二次諧波信號(hào)進(jìn)行超聲成像的技術(shù)叫二次諧波成像。如利用人體組織來源的二次諧波進(jìn)行成像，叫自然組織諧波成像（nativetissueharmonicimaging）；如利用聲學(xué)對(duì)比劑來源的二次諧波進(jìn)行成像，則稱為對(duì)比劑諧波成像，或簡(jiǎn)稱為二次諧波成像（s