超聲診斷學講義

1、超聲診斷學講第一章第一章超聲診斷的成像原理與應用超聲診斷的成像原理與應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.了解超聲影像技術的發(fā)展動態(tài)及其在醫(yī)學影像技術中的地位。了解超聲影像技術的發(fā)展動態(tài)及其在醫(yī)學影像技術中的地位。（教材：《醫(yī)學影像學》第六版1317頁）醫(yī)學影像診斷學（medicalimageology）是一門新興的醫(yī)學診斷技術，它包括超聲顯像、普通X線診斷、X線電子計算機體層成像(CT)、核素成

2、像、磁共振成像(MRI)等。超聲診斷學以電子學與醫(yī)學工程學的最新成就和解剖學、病理學等形態(tài)學為基礎，并與臨床醫(yī)2（θ）。因而超聲成像中多使用聚焦式聲束，以提高成像質量。2.2.2反射、折射和散射：①反射、折射：當聲波從一種介質向另一種傳播時，如果兩者的聲阻抗不同，就會在其分界面上產生反射和折射現象，使一部分能量返回第一種介質。另一部分能量，穿過界面進入第二種介質，繼續(xù)向前傳播。當兩種不同介質的聲阻抗差大于0.1℅時，便能產生超聲反射。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，發(fā)生散射現象。③繞射：聲波在傳播過程中，如遇到直徑小于超聲半個波長的障礙時，其聲波會繞過障礙物而繼續(xù)傳播為繞射。如障礙物直徑比波長的12小，則繞射現象更為明顯。所以，診斷用的超聲波儀器，常規(guī)要求對探測的對象加以選探，以使波長較被探測對象小很多，使繞身現象不顯著或很小發(fā)生，從而提高分辨率。2.2.3吸收與衰減：質點振動在介質中傳播時，引起能量的傳播。隨著傳播距離的增加、質

4、點振動的振幅逐漸減少，亦即超聲能量逐漸減弱。此種現象稱為超聲的衰減（attenuation）。衰減的程度與介質的性質密切相關。惡性腫瘤＞一般病理組織，一般病理組織＞正常組織，實質性組織＞液體。超聲診斷儀有TGC裝置，目的是補償超聲傳播時能量的衰減。2.2.4多普勒效應：當聲源和介質界面發(fā)生相對運動時，介質接收到的頻率與聲源的固有頻率之間會產生一定差異（頻移），這種現象稱為多普勒效應（Dopplereffect）。關系式為：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為反射界面運動的速度，c為超聲在介質中的聲速，cosθ為反射界面運動方向與入射聲束方向間的角度。如界面朝向探頭運動，頻率升高；若界面背離探頭運動，則頻率減低；界面運動越快，頻移數值越大。心壁、血管壁、瓣膜等的運動和血液（主要是紅細胞）的流動均可引起多普勒效應。聲阻抗特性、聲衰減特性和多普勒效應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，反射波的強度也隨發(fā)射波的強度呈正比例地增加或減少，即兩者間呈一種線性關系。實際上，超聲波在組織中傳播時呈非線性傳播。超聲波在組織中傳播時形成壓縮區(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的傳播速度不同導致波形逐漸畸變并導致諧波的產生。因此，在介質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生的二次諧波信號進行超聲成像的技術叫二次諧波成像。如利用人體組織來源的二次諧波進行成像，叫自然組織諧波成像（nativetissueharmonicimaging）；如利用聲學對比劑來源的二次諧波進行成像，則稱為對比劑諧波成像，或簡稱為二次諧波成像（s