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B超

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1 概述

超聲是超過正常人耳能聽到的聲波,頻率在20000赫茲(Hertz,Hz)以上。超聲檢查是利用超聲的物理特性和人體器官組織聲學性質上的差異,以波形、曲線或圖像的形式顯示和記錄,借以進行疾病診斷的檢查方法。40年代初就已探索利用超聲檢查人體,50年代已研究、使用超聲使器官構成超聲層面圖像,70年代初又發展了實時超聲技術,可觀察心臟胎兒活動超聲診斷由于設備不似CTMRI設備那樣昂貴,可獲得器官的任意斷面圖像,還可觀察運動器官的活動情況,成像快,診斷及時,無痛苦與危險,屬于非損傷性檢查,因之,在臨床上應用已普及,是醫學影像學中的重要組成部分。不足之處在于圖像的對比分辨力和空間分辨力不如CT和MRI高。本文只介紹灰階B超(grey scale ultrasonic tomography)。

B超是利用超聲聲束掃描人體,通過對反射信號的接收、處理,以獲得體內器官的圖象。常用的超聲儀器有多種:A型(幅度調制型)是以波幅的高低表示反射信號的強弱,顯示的是一種“回聲圖”。M型(光點掃描型)是以垂直方向代表從淺至深的空間位置,水平方向代表時間,顯示為光點在不同時間的運動曲線圖。以上兩型均為一維顯示,應用范圍有限。B型(輝度調制型)即超聲切面成象儀,簡稱“超聲成像”。是以亮度不同的光點表示接收信號的強弱,在探頭沿水平位置移動時,顯示屏上的光點也沿水平方向同步移動,將光點軌跡連成超聲聲束所掃描的切面圖,為二維成象。由于B型超聲圖象清晰、直觀層次感強,故在臨床廣為應用。至于D型是根據超聲多普勒原理制成.C型則用近似電視的掃描方式,顯示出垂直于聲束的橫切面聲象圖。近年來,超聲成象技術不斷發展,如灰階顯示和彩色顯示、實時成象、超聲全息攝影穿透式B超、超聲計并機斷層圾影、三維成象、體腔內B超等。

B超方法常用來判斷臟器的位置、大小形態,確定病灶的范圍和物理性質,提供一些腺體組織的解剖圖,鑒別胎兒的正常與異常,在眼科、婦產科心血系統消化系統泌尿系統的應用十分廣泛。目前超聲成象技術在中醫領域也得到應用,如利用多普勒血流計探測各種脈象的血流情況。從而為脈象的客觀化、定量化提供指標;B超也可用來進行中醫證的客觀化研究。

2 USG的成像基本原理與設備

2.1 超聲的物理特性

超聲是機械波,由物體機械振動產生。具有波長、頻率和傳播速度等物理量。用于醫學上的超聲頻率為2.5~10MHz,常用的是2.5~5MHz。超聲需在介質中傳播,其速度因介質不同而異,在固體中最快,液體中次之,氣體中最慢。在人體軟組織中約為150m/s。介質有一定的聲阻抗,聲阻抗等于該介質密度與超聲速度的乘積。

超聲在介質中以直線傳播,有良好的指向性.這是可以用超聲對人體器官進行探測的基礎。當超聲傳經兩種聲阻抗不同相鄰介質的界面時其聲阻抗差大于0.1%,而界面又明顯大于波長,即大界面時,則發生反射,一部分聲能在界面后方的相鄰介質中產生折射,超聲繼續傳播,遇到另一個界面再產生反射,直至聲能耗竭。反射回來的超聲為回聲。聲阻抗差越大,則反射越強,如果界面比波長小,即小界面時,則發生散射。超聲在介質中傳播還發生衰減,即振幅與強度減小。衰減與介質的衰減系數成正比,與距離平方成反比,還與介質的吸收及散射有關。超聲還有多普勒應(Doppler effect),活動的界面對聲源作相對運動可改變反射回聲的回率。這種效應使超聲能探查心臟活動和胎兒活動以及血流狀態。

2.2 超聲的成像基本原理

人體結構對超聲而言是一個復雜的介質,各種器官與組織,包括病理組織有它特定的聲阻抗(表1-4-1)和衰減特性。因而構成聲阻抗上的差別和衰減上的差異。超聲射入體內,由表面到深部,將經過不同聲阻抗和不同衰減特性的器官與組織,從而產生不同的反射與衰減。這種不同的反射與衰減是構成超聲圖像的基礎。將接收到的回聲,根據回聲強弱,用明暗不同的光點依次顯示在影屏上,則可顯出人體的斷面超聲圖像,稱這為聲像圖(sonogram或echogram)。

表1-4-1 人體不同介質的聲速與聲阻抗

介 質 密度(g/cm3) 超聲縱波速度(m/s) 特征阻抗(105R*) 測試頻率(MHz)
空 氣 0.001293 332 0.000429 2.9
0.9934 1523 1.513 2.9
血 液 1.055 1570 1.656 1.0
軟組織 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

人體器官表面有被膜包繞,被膜同其下方組織的聲阻抗差大,形成良好界面反射,聲象圖上出現完整而清晰的周邊回聲,從而顯出器官的輪廓。根據周邊回聲能判斷器官的形狀與大小。

超聲經過不同正常器官或病變的內部,其內部回聲可以是無回聲、低回聲或不同程度的強回聲。

無回聲:是超聲經過的區域沒有反射,成為無回聲的暗區(黑影),可能由下述情況造成:①液性暗區:均質的液體,聲阻抗無差別或差很小,不構成反射界面,形成液性暗區,如血液膽汁、尿和羊水等。這樣,血管膽囊膀胱和羊膜腔等即呈液性暗區。病理情、況下,如胸腔積液心包積液、腹水膿液、腎盂積水以及含液體的囊性腫物及包蟲囊腫等也呈液性暗區,成為良好透聲區。在暗區下方常見回聲增強,出現亮的光帶(白影)。②衰減暗區:腫瘤,如巨塊型癌,由于腫瘤對超聲的吸收,造成明顯衰減,而沒有回聲,出現衰減暗區。③實質暗區:均質的實質,聲阻抗差別小,可出現無回聲暗區。腎實質、脾等正常組織和腎癌及透明性變等病變組織可表現為實質暗區。

低回聲:實質器官如肝,內部回聲為分布均勻的點狀回聲,在發生急性炎癥,出現滲出時,其聲阻抗比正常組織小,透聲增高,而出現低回聲區(灰影)。

強回聲:可以是較強回聲、強回聲和極強回聲。①較強回聲:實質器官內組織致密或血管增多的腫瘤,聲阻抗差別大,反射界面增多,使局部回聲增強,呈密集的光點或光團(灰白影),如癌、肌瘤及血管瘤等。②強回聲:介質內部結構致密,與鄰近的軟組織或液體有明顯的聲阻抗差,引起強反射。例如骨質、結石、鈣化,可出現帶狀或塊狀強回聲區(白影),由于透聲差,下方聲能衰減,而出現無回聲暗區,即聲影(acoustic shadow)。③極強回聲:含氣器官如肺、充氣的胃腸,因與鄰近軟組織之聲阻抗差別極大,聲能幾乎全部被反射回來,不能透射,而出現極強的光帶。

2.3 超聲設備

超聲設備類型較多。早期應用幅度調制型(amplitude mode),即A型超聲,以波幅變化反映回波情況。灰度調制型(brightness mode),即B型超聲,系以明暗不同的光點反映回聲變化,在影屏上顯示9~64個等級灰度的圖像,強回聲光點明亮,弱回聲光點黑暗。

根據成像方法的不同,分為靜態成像和動態成像或實時成像(real timeimagimg)兩種。前者獲得靜態聲像圖,圖像展示范圍較廣,影像較清晰,但檢查時間長,應用少,后者可在短時間內獲得多幀圖像(20~40幀/s)故可觀察器官的動態變化,但圖像展示范圍小,影像稍欠清晰。

超聲設備主要由超聲換能器即探頭(probe)和發射與接收、顯示與記錄以及電源等部分組成(圖1-4-1)。

圖1-4-1 脈沖回聲式超聲設備基本結構示意圖

換能器是電聲換能器,由壓電晶體構成,完成超聲的發生和回聲的接收,其性能影響靈敏度、分辨力和偽影干擾等。B型超聲設備多用脈沖回聲式。電子線陣式多探頭行方形掃描,電子相控陣式探頭行扇形掃描(圖1-4-2)。為了借助聲像圖指導穿剌,還有穿剌式探頭。

圖1-4-2 實時掃查探頭

a.電子線陣式 b.電子相控陣式

探頭性能分3.0、3.5、5.8MHz等。兆赫越大,其通透性能越小。根據檢查部位選用合適的探頭。例如眼的掃描用8MHz探頭,而盆腔掃描,則選用3.0MHz探頭。一個超聲設備可配備幾個不同性能的探頭備選用。

顯示器用陰極射線管,記錄可用多幀照相機和錄像機等。

3 USG圖像特點

聲像圖是以明(白)暗(黑)之間不同的灰度來反映回聲之有無和強弱,無回聲則為暗區(黑影),強回聲則為亮區(白影)。

聲像圖是層面圖像。改變探頭位置可得任意方位的聲象圖,并可觀察活動器官的運動情況。但圖像展示的范圍不像X線、CT或MRI圖像那樣大和清楚。

4 USG檢查技術

超聲探查多用仰臥位,但也可用側臥位等其他體位。探查過程中可變更體位。

切面方位可用橫切、縱切或斜切面。

患者采取適宜體位,露出皮膚,涂耦合劑,以排出探頭與皮膚間的空氣,探頭緊貼皮膚掃描,掃描中觀察圖像,必要時凍結,即停幀,行細致觀察,作好記錄,并攝片或錄像。

注意器官的大小、形狀、周邊回聲,尤其是后壁回聲、內部回聲、活動狀態、器官與鄰近器官的關系及活動度等。

5 USG圖像分析與診斷

觀察聲像圖時,首先應了解切面方位,以便于認清所包括的解剖結構。注意周邊回聲,包括器官和較大腫塊的邊緣回聲,借此可觀察其大小、形狀、位置與活動情況。應用游標可測量其徑線、面積或體積,判斷是否增大或縮小;有無局部膨隆;有無移位,活動如何等。要觀察器官與較大腫塊的內部回聲,包括回聲的強弱、多少、分布和回聲周圍情況(例如有無聲影)等。因為它可反映組織結構的內部性質。還應注意鄰近器官的改變,包括受壓移位或浸潤破壞等。器官彌漫性病變依器官大小、形狀和內部回聲的改變進行診斷,較為困難,器官內占位病變則依靠局限性內部回聲異常作診斷,較易發現。

將所得聲像圖的改變進行綜合判斷。如為局部病變,則應確定病變的位置(例如位于某一器官的哪一部位);病變的大小、數目;病變的物理性質,是液性、實質性、含氣性或混合性;病理性質,是炎性或腫瘤性,良性或惡性,原發還是轉移,是癌還是肉瘤等。

聲像圖對發現病變、確定病變位置和大小較易,確定病變為液性、實質性或含氣性也較為可靠。鑒別是良性或惡性也有可能、例如良性病變的周邊回聲清楚,邊緣光滑,內部回聲均勻,衰減不明顯,而惡性病變則周邊回聲不清,邊緣不光滑,輪廓不規則,內部回聲不均勻,出血壞死區可無回聲,而衰減也較為明顯。

6 USG診斷的臨床應用

超聲對心、腹部和盆部器官包括妊娠的檢查應用較多。如對肝癌肝血管瘤肝膿腫肝硬化膽囊結石與腫瘤、胰腺及脾的疾病、腹水的診斷;腎、膀胱、前列腺腎上腺子宮卵巢的檢查;眼、甲狀腺及乳腺的檢查;妊娠的診斷,胎位、胎盤的定位,多胎死胎、胎兒畸形葡萄胎的判定等都有相當的價值(圖1-4-3)。

圖1-4-3 聲像圖

a.正常子宮(↓) b.卵巢皮樣囊腫(↓) c.妊娠(↓)d.胎頭光環(↓) e.子宮前壁胎盤(↓)f.前置胎盤(↑為子宮內口) BL.膀胱 UT.子宮 C.囊腫 P.胎盤 AM.羊水FA.胎兒

應當指出,超聲診斷也有它的限制。由于超聲的物理性質,使超聲對骨骼、肺和胃腸的檢查受到限制。聲像圖表現所反映的是器官和組織聲阻抗差的改變,缺少特異性,因之對于病變的性質的判斷,需綜合分析,并與其他影像學表現和臨床資料相結合才可靠。病變過小,直徑在0.5cm左右,或聲阻抗差不大,不引起反射,則難于由聲像圖上顯示出來。此外,超聲設備的性能、檢查人員的技術與經驗也均影響診斷的結果。

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  • 評論總管
    2018/10/22 11:16:28 | #0
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