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超声成像的原理及诊断基础
(一)超声成像的原理超声成像(ultrasonic imaging)是使用超声波的声成像。它包括脉冲回波型声成像(pulse echo acoustical imaging)和透射型声成像(transmission acousticalimaging)。前者是发射脉冲声波，接收其回波而获得物体图像的一种声成像方法，后者是利用透射声波获得物体图像的声成像方法。目前，在临床应用的超声诊断仪都是采用脉冲回波型声成像。而透射型声成像的一些成像方法仍处于研究之中，如某些类型的超声cT成像(computedtomographbyultrasound)。目前研究较多的有声速cT成像(computedtomogr’aph ofacoustic Velocity)和声衰减CI、成像(computed tomog~’aph of acoustic attenuation)。
目前的医用超声成像都是利用超声波照射人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波，获得人体组织性质与结构的可见图像的方法和技术。它与其他成像技术相比，有自己独特的优点，是其他成像所不能代替的。
1．有高的软组织分辨力在人体组织中，对同样频率的声波和光波，前者的波长要比后者约大106倍，显然声成像的分辨力远低于光学成像。然而，超声成像能提供不透光的人体体内组织和器官的声像，这是光像无法解决的。x光也能获取人体组织的透视图，但它对软组织的分辨力较差。前面已经提到，组织只要有1 ‰的声阻抗差异，就能检测出其反射回波。所以，声像具有很高的软组织分辨力。目前，超声成像已能在近20cm的检测深度范围，获取优于1mm的图像空间分辨力。
2．具有高度的安全性当严格控制声辐照剂量低于安全阈值时，超声可能成为一种无损伤的诊断技术，而且对医务人员更是十分安全。这是放射成像技术不可比的。
3．实时成像它能高速实时成像，可以观察运动的器官。而且节省检查时间。
4．使用方便，费用较低，用途广泛。
(二)超声成像的一般规律
1．所有脉冲回波型声成像凭借回声来反映人体内器官和组织的信息，而回声则来自组织界面的反射和散射体的后散射。回声的强度取决于界面的反射系数、粒子的后散射强度和组织的衰减。
2．组成界面的组织之间声阻抗差异越大，则反射的回声越强。反射声强还和声束的入射角度有关，入射角越小反射声强越大，声束垂直于入射界面时，即入射角为零时，反射声强最大，而入射角为90度时，反射声强为零。因此球形病灶常只有前、后壁回声，侧壁回声消失，出现侧声影。
3．粒子的后散射强度与入射声束的频率以及与粒子的大小、密度有关。
4．组织对声能的衰减取决于该组织对声强的衰减系数和声束的传播距离(即检测深度)。物体衰减特征主要表现在后方的回声。
5．根据上述声成像的一般规律可知囊性物体的声像图特征为：内部为无回声、前壁和后壁回声增强、侧壁回声消失形成侧声影。
6．多重反射超声遇强反射界面，在界面后出现一系列的间隔均匀的依次减弱的影像，称为多次反射，这是声束在探头与界面之间往返多次而形成。
(三)不同器官或组织成分的显像特点各种不同种类和来源的细胞集合起来，构成了形形色色的生物体组织，按照职能的不同生物组织分为4种基本类型：上皮组织、肌肉组织、神经组织和结缔组织。
1．上皮组织特性阻抗比其它组织稍大，在上皮组织表面会产生声反射，上皮组织表面凹凸处及纤毛部分以及汗毛孔很易吸附空气，而空气的特性阻抗要比组织小得多，因此声波将在吸附有气体的上皮组织部分产生强烈的反散或散射。这种现象在皮肤表面特别严重。所以，与探头接触的表皮部位一定要充分涂上声耦合剂，彻底清除掉吸附的气体。通常皮肤呈线状强回声。
2．肌肉组织肌肉组织的密度、声速、特性阻抗以及声衰减等声学参数都要比水和其他相对疏松的软组织的声学参数大。另外，这些声学参数的数值与声波传播的方向有关，即声波在平行于纤维方向或垂直于纤维方向的声学参数不一样。例如平行于纤维方向的声速略大，而垂直于纤维方向的衰减系数要比平行于纤维方向的明显大。常采用这两个方向测得的参数的平均值作为肌肉组织声学参数。肌肉组织回声较脂肪组织强，且较粗糙。
3．神经组织脑部和脊髓的白质由于含髓鞘，白质的声衰减系数比灰质的要大。
4．结缔组织各种结缔组织的密度、结构及成分差别很大。
(1)疏松结缔组织：密度和声速相对较小，散射衰减和总的声衰减也较小。
(2)皮下脂肪：组织密度、声速和衰减都比较小，但与其它结缔组织生长一起，层间交错重叠，造成层间多重反射和散射，致使声衰减比一般组织大得多。通常层状的脂肪是低回声，但肿瘤组织中脂肪与其它组织混杂分布时，常呈强回声。
(3)致密结缔组织：含有丰富的纤维，其密度、声速和特性阻抗相应较大，与别的组织交错分布时，反射回声强，排列均匀的纤维瘤回声则较弱。
(4)骨组织：是一种细胞间质钙化变硬的结缔组织，声速约为软组织的2倍，声阻抗约为软组织的3倍以上，因此超声波在骨组织与软组织的交界面产生较强的反射，难以穿透骨组织；另外骨组织里的管系、空隙引起强烈的散射，产生很大的衰减，所以骨组织表面回声很强，并且在后方有声影。
(5)血液：是一种液性结缔组织，血中的红细胞好似许多极小的散射体，超声多普勒血流测量技术就是依据红细胞的超声散射信息，它属于瑞利散射。 {生殖就医指南网w ww.９１zn.cn.是你知心的朋友} 由于红细胞浓度极大，每一立方毫米的红细胞数多达5×106个，所以一个很小的体积单元，红细胞总的散射声功率还是能被检测出来，从而使超声多普勒血流测量成为可能。血管形成无回声的管状结构，动脉常有明显的搏动，有时能看到红细胞的点状回声。
5．实质性脏器形成均匀的低回声，例如肝脏、脾脏、肾脏。
6．空腔脏器其形状、大小和回声特征因脏器的功能状态改变而有不同。充满液体时表现为无回声区，充满含有气体的肠内容物可形成杂乱的强回声反射，气体及反射常曳有多重反射的斑纹状强回声，称为彗星尾征。
(四)不同组织回声声学类型根据各种组织回声特征，可以把人体组织、器官概括为4种声学类型：
1．无反射型血液、腹水、羊水、尿液、脓汁等液体物质，结构均匀，其内部没有明显声阻抗差异，反射系数近似为零，所以无反射回波，即使加大增益也探查不到反射回波。这种液体的声像图特点是无回声暗区或称液性暗区。由于无反射，吸收少，声能透射好，所以后壁反射增强。
2．少反射型均匀实质的软组织，声阻抗差异较少，反射系数小，回声幅度低，检查用低增益时，相应区域表现为暗区，增加增益时，呈密集反射光点，即少反射型或低回声区。
3．多反射型结构复杂的实质组织，声阻抗差异较大，反射较多且强，探查用低增益时，即可呈现多个反射光点，增加增益时，回声光点更为密集明亮，称为多反射型或高回声区。
4．全反射型软组织与含气组织的交界处，反射系数为99．9％，接近全反射，并在此界面与探头表面之间形成多次反射和杂乱的强反射，致使界面后的组织无法显示。
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