超声诊断仪的成像原理和声像图

牙妹

                     超声诊断仪的成像原理和声像图分析

　灰阶超声是医学超声影像技术的重要组成部分之一,也称黑白超声、二维超声、B 型超声或B 超。由于灰阶超声具有无创伤性、可重复性、价廉和方便等优点,并能为广大临床工作者提供许多重要的诊断信息,因此,目前灰阶超声已成为主要的影像诊断技术之一。超声诊断设备还在不断发展和完善,声像图质量也在不断提高,这些都为进一步提高超声诊断水平提供了广阔前景。

1 　物理基础

超声波是频率超过人耳听觉范围的声波。人耳听觉频率范围是20～20000Hz ,因此,超声波的频率大于20000Hz ,用于医学检查的超声波频率为1～20MHz。超声波的发射和接收是根据压电效应原理(piezo - electric ef2fect) 。自然界的石英或人工压电陶瓷受到外力作用时,在对应的两个面上产生相反的电荷,此为正压电效应。反之,在对应面上给予一定的电压则晶体出现厚度改变,产生伸缩现象形成振动,从而产生声波,称为逆压电效应。因此,超声探头中的换能器是利用晶体的逆压电效应,产生和发射超声波,并利用正压电效应接收回声声压并转变成电讯号。

从原理上讲,医学超声成像可以反射法成像,也可以透射法成像,但目前广泛应用的超声成像仪是利用脉冲回波技术的反射法成像。利用脉冲反射回波的超声成像技术是与介质的特性声阻抗(Z) 密切相关的。特性声阻抗为声波传递介质中某点的声压和该点速度的比值,它等于密度(ρ) 与声速(c) 的乘积,即Z =ρ. c 。正常组织与病变组织特性声阻抗不同,形成异常的界面声反射,通过检测这种异常反射就有可能识别病灶区域范围。凡能传播超声的介质内部有特性声阻抗变化的地方便可能成像,其检测参数是声压(声振幅) 。

2 　灰阶超声成像技术

目前,临床广泛使用的超声诊断仪采用了灰阶超声技术,即以回声不同的振幅等级,在声像图中用相应回声的黑白层次来反映灰度分层等级程度。如果回声的振幅大,即回波强度高,称为强回声,反之,称为弱回声。因此,此类超声显像技术称为灰阶超声(brightness modulation 或grey scale) ,B 型超声中的B则是英文Brightness 的缩写。灰阶超声成像系统示意简图如下:

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3 　灰阶超声图像的分析

3. 1 　回声强弱的命名

3. 1. 1 　强回声　反射系数大于50 %以上,灰阶明亮,后方常伴声影,如结石和各种钙化灶等(图2) 。

3. 1. 2 　高回声　反射系数大于20 %左右,灰阶较明亮,后方不伴声影,如肾窦和纤维组织等。

3. 1. 3 　等回声　灰阶强度呈中等水平,如肝、脾等实质脏器等。

3. 1. 4 　低回声　呈灰暗水平的回声,如肾皮质等匀质结构。

3. 1. 5 　弱回声　表现为透声性较好的暗区,如肾锥体和正常淋巴结的回声。

3. 1. 6 　无回声　均匀的液体内无声阻差异的界面,如正常充盈的膀胱和胆囊腔。

3. 2 　回声分布的描述　按声像图中的回声分布情况分为均匀或不均匀,不均匀者包括随机性不均匀和规律性的深度递减。此外,病灶内部的回声分布可用匀质或非匀质表述。

3. 3 　回声形态的命名　包括点状回声、斑片状回声、团状回声、环状回声和带状或线状回声。

3. 4 　特征性回声的描述　一些病灶可以呈现出特征性回声,如: ①“靶环征”及“牛眼征”,是指病灶中心呈高回声,而其周围形成圆环状低回声。可见于肝转移癌。②“驼峰征”,是指实质脏器内的肿瘤向表面隆起。③“双筒枪征”,是指肝门部胆管因阻塞扩张后在声像图上形成与肝门部门静脉平行,且管径相近或更宽。④“假肾征”,是指胃肠道肿瘤时,由其壁增厚与残腔形成的似肾脏的声像图。

3. 5 　病灶后方回声的描述　如回声增强、声衰减、声影和侧方声影等。

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4 　超声伪像的识别与分析

超声伪像是指在超声成像过程中出现某些与被检测目标不相应的征象,并不代表真实的声学界面。

常见的超声伪像有:

4. 1 　多次反射伪像　声束传播过程中,如果通过两个声反射较强的界面时,声束可在两个反射界面之间反复来回传播,在声像图上显示为逐渐减弱的等距离反射信号。

4. 2 　折射伪像　当声束通过声速不等的组织结构时,在界面处产生折射,声束偏转,由此产生反射体实实位置与显示的位置发生错位现象。

4. 3 　镜面反射伪像　超声投射到强反射的平滑大界面时,产生与平面镜相似的反射现象。

4. 4 　束宽效应伪像　又称部分容积效应。由于探头发射的声束具有一定的宽度,尤其是在非聚焦区的声束较宽,使得相邻两个位置的反射界面在声像图上相互重叠。

4. 5 　旁瓣伪像　探头发射的主瓣外侧有多个旁瓣存在,呈放射状分布,其声能一般较弱,但当旁瓣与高反射体相互作用时,产生的回声足以干扰主瓣成像而形成伪像。

在实际超声检查中,要求操作者熟练掌握超声诊断仪的性能,努力获得清晰的声像图,正确分析图像特征,并能有效识别超声伪像,才能对检查做出正确判断。

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好内容

wzq12300

非常精彩的讲座，这对于初学者非常的重要，感谢提供，谢谢了。

luowengao

超声诊断中的漏误诊问题浅析