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超声检查技术基础
  • 医学影像
  • 2012-07-09 17:08:39
  • 来源: 谢富强
  • 超声成像的基本原理和过程主要依据超声波在介质中传播的物理特性,其中最为主要的是声阻抗特性,声衰减特性和多普勒特性。

    一、超声成像的基本原理及超声诊断类型

    (一)超声成像的基本原理

    超声成像的基本原理和过程主要依据超声波在介质中传播的物理特性,其中最为主要的是声阻抗特性,声衰减特性和多普勒特性。

    机体结构对于超声而言是一个复杂的介质,各种器官与组织,包括病理组织均有它特定的声阻抗和衰减特性,因而构成声阻抗上的差别和衰减上的差别。超声射入机体内由表面到深层,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和衰减。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,根据回声的强弱用明暗不同的光点依次显示在荧光屏上,通过不同的扫查方式便可显示出机体的断面超声图像。

    1.声阻抗

    声阻抗为声波传递介质中某点的声压和该点速度的比值,它等于密度与声速的乘积。超声通过声阻抗差达到1%的介质即可在其交界面上产生反射。机体各组织声阻抗皆有不同,故反射回波亦不同。脏器与脏器之间,脏器内的结缔组织与其他组织之间,正常组织与病理组织之间,各个不同病理组织之间,声阻抗都有不同程度的差异,从而构成多种反射界面,形成亮暗不等,疏密不均,大小不一的许多反射光点。

    2.超声的分辨力

    超声的分辨力是超声能够区分两个物体间的最小距离。根据方向不同,将分辨力分为横向分辨力和纵向分辨力。

    横向分辨力是指超声能分辨与声束相垂直的界面上两物体(或病灶)间的最小距离,以mm计。纵向分辨力是指声束能够分辨位于超声轴线上两物体(或病灶)间的最小距离。

    (二)超声诊断类型

    1.A型(Amplitude Mode)超声诊断法 又称超声示波诊断法或幅度调制型超声诊断法,简称A型(A-mode)超声或A超。A型超声诊断法是将超声回声信号以波的形式显示出来,纵坐标表示波幅的高度即回声的强度,横坐标表示回声的往返时间即超声所探测的距离或深度;有些A型超声诊断仪将超声所探测的深度以液晶数字显示出来(如A型超声测膘仪)。
    A型超声诊断法现主要用于动物背膘的测定、妊娠检查(A型警报型)某些疾病诊断(如脑包虫病等)。

    2.B型(Brightness Mode)超声诊断法 又称超声断层显像法或辉度调制型超声诊断法,简称B型(B-mode)超声或B超。B型超声诊断法是将回声信号以光点明暗,即灰阶的形式显示出来。光点的强弱反应回声界面反射和衰减超声的强弱。这些光点、光线和光面构成了被探测部位二维断层图像或切面图像,这种图像称为声像图。

    B型超声广泛地应用于动物各组织器官的疾病的诊断,如心血管系统疾病、肝胆疾病、肾及膀胱疾病、生殖系统疾病、脾脏病变、眼科疾病、内分泌腺病变及其它软组织病变的的诊断,也广泛地应用于动物妊娠检查、背膘和眼肌面积的测定。

    3.M型(Motion Type)超声诊断法 又称超声光点扫描法,亦属辉度调制式,只是在声像图上加入了慢扫描锯齿波,使回声信号从左向右自行移动扫描。纵坐标为扫描时间(即超声传播时间),横坐标为光点慢扫描时间。当探头固定在一点扫描时,从光点移动可观察被扫描物体的深度及其活动状况,显示时间位置曲线图,如M型超声心动图。

    M型超声主要应用于心血管系统的检查,可以动态地了解心血管系统形态结构和功能状况,并获取相应的心血管生理或病理的技术指标。

    4.D型(Doppler Mode)超声诊断法 即多普勒(Doppler)法,简称D型(D-mode),是应用多普勒效应原理设计的。当探头与反射界面之间有相对运动时,反射信号的频率发生改变,即多普勒频移,用检波器将此频移检出,加工处理,即可获得多普勒信号音。D型超声诊断法主要用于检测体内运动器官的活动,如心血管活动、胎动及胃肠蠕动等,多适用于妊娠诊断等。

    D型超声的主要优点是机械结构简单、体积小、携带方便(如耳机式)。由于D型超声是以不同的信号音来反映动物某一组织器官的机能状态的,因而,正确分辨这些音响的强度、性质、节律、频率等是科学使用这一类型仪器的关键。此外,由于产生某一特性音响的原因是非特异性的,所以,仔细甄别可能的原因是真确诊断的要领。

    5.多普勒彩色流体声像图(Doppler Color Flow) 最新相控阵多普勒能用色彩记录体液,如血液流速,并且在监视屏上以彩色二维灰阶声像图的形式表现出来。例如,黄色、桔黄色和红色表示液体向探头方向流动,黄白色代表流动速度很快。液体的流向远离探头时表现为蓝色或绿色,高流速的液体表现为绿白色。多普勒彩色流体声像图可以在广泛的组织区域内获得体液平均流速。

    (三)声像图的描述

    B型、M型和D型超声的回声在监视屏上以光点的形式表现出来,从而组成声像图。声像图上的光点状态是超声诊断的重要或唯一依据。

    1.回声强度 回声强度是指声像图中光点的亮度或辉度。回声强度是由回声振幅的高低决定的,回声振幅越高,辉度越高,反之则低。回声强度可用灰阶衡量。与正常组织相比较,把回声强度分为以下四种:

    (1)弱回声或低回声 指光点辉度低,有衰竭现象。

    (2)中等回声或等回声 指光点辉度等于正常组织的回声强度(辉度)。

    (3)较强回声或回声增强 指辉度高于正常组织器官的回声强度(辉度)。

    (4)强回声或高回声 明亮的回声光点,伴有声影或二次、多次回声。

    2.回声次数 回声次数是指回声量。

    (1)无回声 即在正常灵敏度条件下无回声光点的现象,无回声区域又称作暗区。根据产生无回声的原因,把暗区分为以下三种:①液性暗区 超声不在液体中反射,加大灵敏度后暗区内仍不出现光点;如为浑浊的液体,加大灵敏度后出现少量光点。四壁光滑的液性病灶多出现二次回声且周边光滑、完整。②衰减暗区 由于声能在组织器官内被吸收而出现的暗区称为衰减暗区,加大灵敏度后可出现少数较暗的光点;严重衰减时,即使加大灵敏度也不会出现光点。③实质性暗区 均一的组织器官内因没有足够大的声学界面而无回声,出现实质性暗区;如加大灵敏度,则出现不等量的回声且分布均匀。

    (2)稀疏回声 光点稀少且小,间距在1.0mm以上。

    (3)较密回声 光点较多,间距0。5~1。0mm之间。

    (4)密集回声 光点密集且明亮,间距0.5mm以下。

    3.回声形态 回声形态指声像图上光点形状。常见的有以下几种:

    (1)光点 细而圆的点状回声。

    (2)光斑 稍大的点状回声。

    (3)光团 回声光点以团块状出现。

    (4)光片 回声呈片状。

    5)光条 回声呈细而长的条带状。

    (6)光带 回声为较宽的条带状。

    (7)光环 回声呈环状,光环中间较暗或为暗区,如胎儿头部回声。有些器官或病灶内部出现回声称为内部回声。光环是周边回声的表现。

    (8)光晕 光团周围形成暗区,如癌症结节周边回声。

    (9)网状 多个环状回声聚集在一起构成筛状网,如脑包虫回声。

    (10)云雾状 多见于声学造影。

    (11)声影 由于声能在声学界面衰竭、反射、折射等而丧失,声能不能达到的区域(暗区),即特强回声下方的无回声区。有些脏器或肿块底边无回声,称底边缺如;如侧边无回声则称为侧边失落。

    (12)声尾 或称蝌蚪尾征,指液性暗区下方的强回声,如囊肿。在特强声学界面上,超声波在肺泡壁上反复反射,声能很快衰减,称为多次重复回声(3次以上)。

    (13)靶环征 以强回声为中心形成圆环状低回声带,如肝脏病灶组织的回声。

    二、声像图的特点及超声扫查法

    (一)声像图的特点

    1.断层图像,改变探头位置或方向可获得任意方位的声像图。

    2.图像上明暗不同的灰度反应了回声的强弱、或有无,从而分辨解剖结构的层次,显示脏器和病变的形态轮廓和大小以及某结构的物理性质。

    3.超声图像为实时图像,由于显示速度快,可观察活动脏器的运动情况。

    4.图像容易受气体和脂肪的干扰影响图像质量。
    5.显示范围小,不能同时显示多器官之间的整体关系。

    (二)超声扫查方法

    1.常用的扫查面

    (1)矢状面扫查 是纵切面的一种,扫查面由前向后并与机体长轴平行。

    (2)横向扫查 又叫横切面,扫查面与机体长轴垂直。

    (3)斜向扫查 即扫查面与机体长轴成一定角度。

    (4)冠状面扫查 是纵切面的一种,即扫查面与腹部和背部平行或与机体额状面平行。

    2.常用的扫查方法

    (1)编织式扫查法 即在选定某一成像平面后,依次将探头沿该平面做多个平行的断面图;再做多个与该平面垂直的断面图。

    (2)立体扇形断面法 即定点摆动扫查法,在选定某一成像平面后,不移动探头在体表的位置,而顺序改变探头与体表之间的角度,可在一个立体的扇形范围内观察分析脏器和病灶的整体情况。

    (3)十字交叉法 即纵横平面相交扫查法,适用于圆形病灶。

    三、B超图像分析与识读

    (一)健康动物肝胆系统检查法和声像图表现

    1.扫查方法

    依被检部位不同采取各种体位(立位、仰卧位及坐位)保定。局部剪毛(或剃毛)、涂耦合剂。探头与皮肤保持垂直并充分密合。扫查部位在右侧10-12肋间、剑突后方和沿肋弓扫查。所用探头频率以5MHz为宜。

    2.声像图表现

    正常肝脏实质为均匀分布的细小光点,中等回声。肝内管道结构呈树状分布。肝内门静脉壁回声较强,肝静脉及其一级分支也能显示,但管壁很薄、回声弱。肝内胆管与门静脉并行,管径较细。肝内动脉一般难以显示。

    正常胆囊的纵切面呈梨形或长茄形,边缘轮廓清晰,胆囊壁为纤细光滑的中等回声带。囊腔内为无回声区,后壁和后方回声增强。横切面上,胆囊显示为圆形无回声区。

    (二)健康动物脾脏的检查法和声像图表现

    1.扫查方法

    仰卧或右侧卧,扫查位置在左侧10-12肋间或最后肋弓及肷部。所用探头频率以5MHz以上为宜。

    2.声像图表现

    正常脾脏的声像图整体回声强度均高于肝脏,脾实质呈均匀中等回声,光点细密。脾包膜呈光滑的细带状回声。外侧缘呈弧形,内侧缘凹陷,为脾门。脾静脉、脾动脉为管状无回声。

    (三)健康动物胰腺的检查法和声像图表现

    1.扫查方法

    探查时可采用仰卧位、右侧卧位或站立位。通常用5。0MHz或7。5MHz线阵或凸阵探头在仰卧位下探查。

    2.声像图表现

    胰腺内部声像图呈均匀细小光点回声,多数回声稍强于肝。

    (四)健康动物肾脏的检查法和声像图表现

    1.扫查方法

    立位、卧位或坐位,左、右12肋间上部及最后肋骨上缘。所用探头频率以5MHz以上为宜。

    2.声像图表现

    肾包膜回声强而平滑;肾皮质为低强度均质微细回声;肾髓质呈多个无回声暗区或稍显低回声;肾盂及其周围脂肪囊呈放射状排列的强回声结构;在皮质和髓质交界处可见呈点状回声的弓形血管。根据扫查面不同可显示肾静脉、后腔静脉、肝或脾。

    (五)健康动物膀胱的检查法和声像图表现

    1.扫查方法

    一般采用体表探查法,取站立或仰卧保定位,于耻骨前缘后腹部做纵切面和横切面扫描。需要显示膀胱下壁结构时可在探头与腹壁间垫上增距垫。雄性动物远段尿道探查多在会阴部或怀疑有结石的阴茎部垫以增距垫扫查。所用探头频率以5MHz以上为宜。

    2.声像图表现

    膀胱内充满尿液者呈无回声暗区,周围由膀胱壁的回声带所环绕,轮廓完整,光洁平滑,边界清晰。近段尿道在膀胱尾端可部分显现,雄性前列腺可作为定位指标之一。远段尿道常显示不清,当做尿道插管或注入生理盐水扩充尿道后可显示清晰。

    (六)健康动物前列腺的检查法和声像图表现

    1.扫查方法

    与膀胱类似,可经耻骨前缘向后扫查,膀胱积尿有助于前列腺影像显现。所用探头频率以5MHz为宜。

    2.声像图表现

    其横切面呈双叶形,纵切面呈卵圆形。前列腺包膜回声清晰光

    本文作者

    谢富强

    中国农业大学动物医学院副教授,中国兽医影像技术分会副理事长,小动物医..
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