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B超

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1 概述

超声是超过正常人耳能听到的声波,频率在20000赫兹(Hertz,Hz)以上。超声检查是利用超声的物理特性和人体器官组织声学性质上的差异,以波形、曲线或图像的形式显示和记录,借以进行疾病诊断的检查方法。40年代初就已探索利用超声检查人体,50年代已研究、使用超声使器官构成超声层面图像,70年代初又发展了实时超声技术,可观察心脏胎儿活动超声诊断由于设备不似CTMRI设备那样昂贵,可获得器官的任意断面图像,还可观察运动器官的活动情况,成像快,诊断及时,无痛苦与危险,属于非损伤性检查,因之,在临床上应用已普及,是医学影像学中的重要组成部分。不足之处在于图像的对比分辨力和空间分辨力不如CT和MRI高。本文只介绍灰阶B超(grey scale ultrasonic tomography)。

B超是利用超声声束扫描人体,通过对反射信号的接收、处理,以获得体内器官的图象。常用的超声仪器有多种:A型(幅度调制型)是以波幅的高低表示反射信号的强弱,显示的是一种“回声图”。M型(光点扫描型)是以垂直方向代表从浅至深的空间位置,水平方向代表时间,显示为光点在不同时间的运动曲线图。以上两型均为一维显示,应用范围有限。B型(辉度调制型)即超声切面成象仪,简称“超声成像”。是以亮度不同的光点表示接收信号的强弱,在探头沿水平位置移动时,显示屏上的光点也沿水平方向同步移动,将光点轨迹连成超声声束所扫描的切面图,为二维成象。由于B型超声图象清晰、直观层次感强,故在临床广为应用。至于D型是根据超声多普勒原理制成.C型则用近似电视的扫描方式,显示出垂直于声束的横切面声象图。近年来,超声成象技术不断发展,如灰阶显示和彩色显示、实时成象、超声全息摄影穿透式B超、超声计并机断层圾影、三维成象、体腔内B超等。

B超方法常用来判断脏器的位置、大小形态,确定病灶的范围和物理性质,提供一些腺体组织的解剖图,鉴别胎儿的正常与异常,在眼科、妇产科心血系统消化系统泌尿系统的应用十分广泛。目前超声成象技术在中医领域也得到应用,如利用多普勒血流计探测各种脉象的血流情况。从而为脉象的客观化、定量化提供指标;B超也可用来进行中医证的客观化研究。

2 USG的成像基本原理与设备

2.1 超声的物理特性

超声是机械波,由物体机械振动产生。具有波长、频率和传播速度等物理量。用于医学上的超声频率为2.5~10MHz,常用的是2.5~5MHz。超声需在介质中传播,其速度因介质不同而异,在固体中最快,液体中次之,气体中最慢。在人体软组织中约为150m/s。介质有一定的声阻抗,声阻抗等于该介质密度与超声速度的乘积。

超声在介质中以直线传播,有良好的指向性.这是可以用超声对人体器官进行探测的基础。当超声传经两种声阻抗不同相邻介质的界面时其声阻抗差大于0.1%,而界面又明显大于波长,即大界面时,则发生反射,一部分声能在界面后方的相邻介质中产生折射,超声继续传播,遇到另一个界面再产生反射,直至声能耗竭。反射回来的超声为回声。声阻抗差越大,则反射越强,如果界面比波长小,即小界面时,则发生散射。超声在介质中传播还发生衰减,即振幅与强度减小。衰减与介质的衰减系数成正比,与距离平方成反比,还与介质的吸收及散射有关。超声还有多普勒应(Doppler effect),活动的界面对声源作相对运动可改变反射回声的回率。这种效应使超声能探查心脏活动和胎儿活动以及血流状态。

2.2 超声的成像基本原理

人体结构对超声而言是一个复杂的介质,各种器官与组织,包括病理组织有它特定的声阻抗(表1-4-1)和衰减特性。因而构成声阻抗上的差别和衰减上的差异。超声射入体内,由表面到深部,将经过不同声阻抗和不同衰减特性的器官与组织,从而产生不同的反射与衰减。这种不同的反射与衰减是构成超声图像的基础。将接收到的回声,根据回声强弱,用明暗不同的光点依次显示在影屏上,则可显出人体的断面超声图像,称这为声像图(sonogram或echogram)。

表1-4-1 人体不同介质的声速与声阻抗

介 质 密度(g/cm3) 超声纵波速度(m/s) 特征阻抗(105R*) 测试频率(MHz)
空 气 0.001293 332 0.000429 2.9
0.9934 1523 1.513 2.9
血 液 1.055 1570 1.656 1.0
软组织 1.016 1500 1.524 1.0
肌 肉 1.074 1568 1.684 1.0
1.658 3860 5.571 1.0
脂 肪 0.955 1476 1.410 1.0
1.050 1570 1.648 1.0

*R(Rayls)=1kg/m2.s

人体器官表面有被膜包绕,被膜同其下方组织的声阻抗差大,形成良好界面反射,声象图上出现完整而清晰的周边回声,从而显出器官的轮廓。根据周边回声能判断器官的形状与大小。

超声经过不同正常器官或病变的内部,其内部回声可以是无回声、低回声或不同程度的强回声。

无回声:是超声经过的区域没有反射,成为无回声的暗区(黑影),可能由下述情况造成:①液性暗区:均质的液体,声阻抗无差别或差很小,不构成反射界面,形成液性暗区,如血液胆汁、尿和羊水等。这样,血管胆囊膀胱和羊膜腔等即呈液性暗区。病理情、况下,如胸腔积液心包积液、腹水脓液、肾盂积水以及含液体的囊性肿物及包虫囊肿等也呈液性暗区,成为良好透声区。在暗区下方常见回声增强,出现亮的光带(白影)。②衰减暗区:肿瘤,如巨块型癌,由于肿瘤对超声的吸收,造成明显衰减,而没有回声,出现衰减暗区。③实质暗区:均质的实质,声阻抗差别小,可出现无回声暗区。肾实质、脾等正常组织和肾癌及透明性变等病变组织可表现为实质暗区。

低回声:实质器官如肝,内部回声为分布均匀的点状回声,在发生急性炎症,出现渗出时,其声阻抗比正常组织小,透声增高,而出现低回声区(灰影)。

强回声:可以是较强回声、强回声和极强回声。①较强回声:实质器官内组织致密或血管增多的肿瘤,声阻抗差别大,反射界面增多,使局部回声增强,呈密集的光点或光团(灰白影),如癌、肌瘤及血管瘤等。②强回声:介质内部结构致密,与邻近的软组织或液体有明显的声阻抗差,引起强反射。例如骨质、结石、钙化,可出现带状或块状强回声区(白影),由于透声差,下方声能衰减,而出现无回声暗区,即声影(acoustic shadow)。③极强回声:含气器官如肺、充气的胃肠,因与邻近软组织之声阻抗差别极大,声能几乎全部被反射回来,不能透射,而出现极强的光带。

2.3 超声设备

超声设备类型较多。早期应用幅度调制型(amplitude mode),即A型超声,以波幅变化反映回波情况。灰度调制型(brightness mode),即B型超声,系以明暗不同的光点反映回声变化,在影屏上显示9~64个等级灰度的图像,强回声光点明亮,弱回声光点黑暗。

根据成像方法的不同,分为静态成像和动态成像或实时成像(real timeimagimg)两种。前者获得静态声像图,图像展示范围较广,影像较清晰,但检查时间长,应用少,后者可在短时间内获得多帧图像(20~40帧/s)故可观察器官的动态变化,但图像展示范围小,影像稍欠清晰。

超声设备主要由超声换能器即探头(probe)和发射与接收、显示与记录以及电源等部分组成(图1-4-1)。

图1-4-1 脉冲回声式超声设备基本结构示意图

换能器是电声换能器,由压电晶体构成,完成超声的发生和回声的接收,其性能影响灵敏度、分辨力和伪影干扰等。B型超声设备多用脉冲回声式。电子线阵式多探头行方形扫描,电子相控阵式探头行扇形扫描(图1-4-2)。为了借助声像图指导穿剌,还有穿剌式探头。

图1-4-2 实时扫查探头

a.电子线阵式 b.电子相控阵式

探头性能分3.0、3.5、5.8MHz等。兆赫越大,其通透性能越小。根据检查部位选用合适的探头。例如眼的扫描用8MHz探头,而盆腔扫描,则选用3.0MHz探头。一个超声设备可配备几个不同性能的探头备选用。

显示器用阴极射线管,记录可用多帧照相机和录像机等。

3 USG图像特点

声像图是以明(白)暗(黑)之间不同的灰度来反映回声之有无和强弱,无回声则为暗区(黑影),强回声则为亮区(白影)。

声像图是层面图像。改变探头位置可得任意方位的声象图,并可观察活动器官的运动情况。但图像展示的范围不像X线、CT或MRI图像那样大和清楚。

4 USG检查技术

超声探查多用仰卧位,但也可用侧卧位等其他体位。探查过程中可变更体位。

切面方位可用横切、纵切或斜切面。

患者采取适宜体位,露出皮肤,涂耦合剂,以排出探头与皮肤间的空气,探头紧贴皮肤扫描,扫描中观察图像,必要时冻结,即停帧,行细致观察,作好记录,并摄片或录像。

注意器官的大小、形状、周边回声,尤其是后壁回声、内部回声、活动状态、器官与邻近器官的关系及活动度等。

5 USG图像分析与诊断

观察声像图时,首先应了解切面方位,以便于认清所包括的解剖结构。注意周边回声,包括器官和较大肿块的边缘回声,借此可观察其大小、形状、位置与活动情况。应用游标可测量其径线、面积或体积,判断是否增大或缩小;有无局部膨隆;有无移位,活动如何等。要观察器官与较大肿块的内部回声,包括回声的强弱、多少、分布和回声周围情况(例如有无声影)等。因为它可反映组织结构的内部性质。还应注意邻近器官的改变,包括受压移位或浸润破坏等。器官弥漫性病变依器官大小、形状和内部回声的改变进行诊断,较为困难,器官内占位病变则依靠局限性内部回声异常作诊断,较易发现。

将所得声像图的改变进行综合判断。如为局部病变,则应确定病变的位置(例如位于某一器官的哪一部位);病变的大小、数目;病变的物理性质,是液性、实质性、含气性或混合性;病理性质,是炎性或肿瘤性,良性或恶性,原发还是转移,是癌还是肉瘤等。

声像图对发现病变、确定病变位置和大小较易,确定病变为液性、实质性或含气性也较为可靠。鉴别是良性或恶性也有可能、例如良性病变的周边回声清楚,边缘光滑,内部回声均匀,衰减不明显,而恶性病变则周边回声不清,边缘不光滑,轮廓不规则,内部回声不均匀,出血坏死区可无回声,而衰减也较为明显。

6 USG诊断的临床应用

超声对心、腹部和盆部器官包括妊娠的检查应用较多。如对肝癌肝血管瘤肝脓肿肝硬化胆囊结石与肿瘤、胰腺及脾的疾病、腹水的诊断;肾、膀胱、前列腺肾上腺子宫卵巢的检查;眼、甲状腺及乳腺的检查;妊娠的诊断,胎位、胎盘的定位,多胎死胎、胎儿畸形葡萄胎的判定等都有相当的价值(图1-4-3)。

图1-4-3 声像图

a.正常子宫(↓) b.卵巢皮样囊肿(↓) c.妊娠(↓)d.胎头光环(↓) e.子宫前壁胎盘(↓)f.前置胎盘(↑为子宫内口) BL.膀胱 UT.子宫 C.囊肿 P.胎盘 AM.羊水FA.胎儿

应当指出,超声诊断也有它的限制。由于超声的物理性质,使超声对骨骼、肺和胃肠的检查受到限制。声像图表现所反映的是器官和组织声阻抗差的改变,缺少特异性,因之对于病变的性质的判断,需综合分析,并与其他影像学表现和临床资料相结合才可靠。病变过小,直径在0.5cm左右,或声阻抗差不大,不引起反射,则难于由声像图上显示出来。此外,超声设备的性能、检查人员的技术与经验也均影响诊断的结果。

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开放分类:医疗设备
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  • 评论总管
    2019/5/23 13:29:56 | #0
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本页最后修订于 2014年4月3日 星期四 22:30:46 (GMT+08:00)
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