超聲醫學基礎第1頁/共26頁

超聲醫學超聲醫學(Ultrasonicmedicine)

超聲醫學是聲學、醫學和電子工程技術相結合的一門學科，是研究超聲對人體的作用和反作用規律并加以利用，達到診斷、保健和治療等目的的學科。包括超聲診斷學、超聲治療學和生物醫學超聲工程。超聲診斷學(Ultrasounddiagnostics)

研究和應用超聲的物理物性，以某種方式掃查人體、診斷疾病的科學稱為超聲診斷學第2頁/共26頁

聲波聲波：彈性介質中傳播著的壓力振動。聲波是一種機械波（機械能）。以頻率劃分聲波可以分為三大類： 次聲：f<20Hz 聲(可聽聲)：20Hz<f<2104Hz 超聲：2104Hz<f<2109Hz超聲診斷使用的頻率范圍：2－20MHz(兆赫)第3頁/共26頁

傳播特點：頻率越高，波長越短，傳播距離近。頻率越低，波長越長，傳播距離遠超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。第4頁/共26頁超聲波的傳播及成像原理聲阻抗(特性阻抗)：Z＝c。為介質的密度、c為介質的聲速超聲波在聲阻抗不同的介質中傳播，可產生折射、反射、衍射、散射及多普勒效應，介質則吸收聲波的能量，并產生聲衰減。目前使用的超聲診斷儀都是建立在回波的基礎上，其物理基礎便是人體內的聲阻抗值是不同的，當聲波穿過不同的組織器官時，其回聲產生相應的變化，從而可提取各種診斷信息。聲波遇到氣體時,被全部反射,不能成像。第5頁/共26頁壓電效應：某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態，這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。相反，當在電介質的極化方向上施加電場，這些電介質也會發生變形，電場去掉后，電介質的變形隨之消失，這種現象稱為逆壓電效應第6頁/共26頁超聲診斷技術的發展簡史1880年居里兄弟發現壓電效應1923年首次將聲納用于探測潛艇1945年A?Firestone制成A型脈沖超聲檢測儀。我國自1958年11月開始將A型超聲診斷應用于臨床。1960年代中后期－1980年代初期B型超聲檢查發展并普及，儀器漸趨完善，我國自1978年開始應用B型超聲診斷疾病。1980年代中后期彩色Doppler超聲顯像儀的出現，計算機圖像處理技術的應用，為超聲診斷開創了更加廣闊的領域。第7頁/共26頁超聲診斷儀的基本構成主機：包括基本電路、計算機信號處理器等探頭Probe（換能器Transducer)：核心器件是壓電晶體，其實它是一能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料。其作用是向人體發射和接收超聲波。顯示器：顯示各種類型的超聲圖像探頭的種類：依晶片排列方式的不同分為線陣、凸陣、扇掃、扇括及腔內探頭等不同種類。腹部檢查常用探頭頻率為3.5MHz，表淺部位的檢查常用高頻探頭7-10MHz。第8頁/共26頁第9頁/共26頁多普勒超聲多普勒效應(Dopplereffect) 由奧地利物理學家克里斯丁?約翰?多普勒于1842年首先提出。 在振動源與觀察者作相對運動時聲波密集，在背向運動時聲波疏散，運動產生的這種聲波頻率的變化是可以測量的。這種變化的數值被稱為多普勒頻移(Dopplershift)，這種現象稱為多顯勒效應。第10頁/共26頁

Doppler超聲，是利用多普勒效應的原理，對運動的器官和血流進行檢查。主要是利用血液中運動的紅細胞對聲波的散射，產生多顯勒效應，經偽彩色編碼技術，在二維圖像上顯示彩色血流影像。不同方向的血流以不同的顏色表示，通常設定流向探頭的血流為紅色，背離探頭的血流為藍色。第11頁/共26頁第12頁/共26頁頻譜多普勒第13頁/共26頁用途：1、判斷血流的方向及性質2、判斷血管是否狹窄或閉塞，是否有血栓形成3、檢測腫瘤內血管，為鑒別腫瘤的良惡性提供參考4、在心血管疾病的診斷中，測定是否存在分流與反流，并定量估測第14頁/共26頁超聲圖像診斷定位診斷定性診斷量化診斷第15頁/共26頁應用范圍消化系統實質性臟器泌尿系統婦產科心血管系統淺表小器官、淋巴結肌骨關節、胸腔TCD第16頁/共26頁超聲新技術超聲造影：將超聲造影劑注入周圍血管內直接或經血流循環到達周圍臟器，使該器官達到灰階信號增強或多普勒血流信號增強的目的。原理：震蕩后產生微氣泡，顯示低速血流及細小血管臨床應用：良惡性腫瘤的鑒別，肝癌介入治療后療效判斷第17頁/共26頁第18頁/共26頁三維超聲A超：一維B超：二維三維超聲是通過從人體某部位的不同位置采集二維灰階圖像，然后經計算機快速組合處理形成的立體圖像。應用：胎兒第19頁/共26頁第20頁/共26頁回聲強度無回聲區：病灶內聲波穿透性良好，不產生回聲，不發生衰減，常伴有后方回聲增強?？梢娪诟鞣N囊腫、胸/腹水、血管管腔等。低回聲區：在二維圖像上顯示為暗淡的點狀回聲區。多種實性占位性病變均顯示為低回聲區，尤以惡性腫瘤多見。強回聲、在聲像圖上顯示為極亮的點狀或團塊回聲。各種結石、骨骼、金屬異物等物均為強回聲。第21頁/共26頁檢查前準備消化系統檢查空腹8小時以上泌