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超声诊断是利用声波传播产生的回声显像进行诊断,要掌握超声的物理性质、原理,以解剖学、物理学等形态学为基础,并与临床医学密切结合。超声波在传播的过程中,遇到声学性质(声学密度,声速)不同的介质的分界面时就发生反射,反射回来的声波称为回声或回波;将回声加以接收,转变成电信号,经过两次放大;检波、修饰,显示为波形(A超)或图像(B超)于荧光屏上,来进行诊断和鉴别诊断,也称为回声诊断法。由于眼球和眼眶位置表浅,构造规则,从前到后如角膜、晶体、玻璃体和视网膜,界面清楚,声衰减较少,是最适合超声检查和诊断的器官。同其他医学影像方法比较,超声检查有简便、迅速、经济和无损伤等优点,因而颇受临床医生的重视。超声诊断的不足之处是特异性不够高。由于不同疾病的病理组织结构不一样,对超声波的反射、吸收就不一样。虽然能够利用回声来作病变组织的诊断和鉴别诊断,但是,病灶的声学切面不像病理组织学切面那样直接和精确,只能间接地从组织的声学性质来推断其组织结构,将病灶按其声学性质分类,再结合其他临床资料而做出诊断。
声学参数 一、声速 声速(c)就是声波在某种介质中的传播速度。它同各种介质的弹性模量及密度有着密切关系,弹性支配介质内部质点给定位移的力,而密度支配介质内部给定的力所产生的加速度。一般说来,在人体组织中,含固体物高的,声速最高;含纤维组织高的,声速较高;含水量较高的软组织,声速较低;含体液的,声速更低;脏器中含气体的,声速最低。
二、密度 各种组织、脏器的密度(ρ)为重要声学参数中声特性阻抗(声阻抗)的基本组成之一。密度的测量应在活体组织保持正常血供时,任何降低动脉血供或致使静脉淤血,以及组织固定后的测量值均缺乏真实意义。密度的单位为g/cm3。
三、阻抗 声波是如何穿过一个介质,这常常归结于该介质的声特性阻抗(Z)。根据定义,声特性阻抗既和介质的密度(ρ)有关,又与超声穿过该介质内的声速(c)有关,即 Z=ρ×c 9-11 在实际应用中,可以把介质密度看成声阻抗,当声波经过均质性的介质时,它基本上是按直线持续传播,而当遇到密度不同的两种或两种以上介质时,在介质界面上,就产生反射和折射。由于介质的密度是固体大于液体,液体大于气体(水银除外),所以超声在介质中的速度也是如此。同样,声阻抗也照此推理,如表9-3所示。 声阻抗是传声介质的一个重要参数,也是超声诊断中最基本的物理量。由于人体各组织的声阻抗相差不大,界面声反射量适中,声像图中各种回声显像均通过声阻抗来实现。
四、界面 在声波的通路中,形成两种介质的边界的面,称为界面。由声阻抗不同的两种介质形成的界面大小与超声波长有关,界面尺寸小于超声波长时,称小界面;界面尺寸大于超声波长时,称大界面。 均质体与无界面区:在人体组织、脏器中如由分布十分均匀的小界面所组成,称均质体;无界面区只在清晰的液区中出现。液区内各小点的声阻抗均一致。人体内无界面区在生理情况中可见于胆囊内胆汁、膀胱内尿液、成熟滤泡以及眼球玻璃体;在病变情况中可见于胸水、腹水、心包积液、盆腔积液、囊肿、肾盂输尿管积水等。
表9-3 人体正常组织的密度、声速及声阻抗 媒质(介质) 密度(g/cm3) 声速(m/s) 声阻抗(×105g/cm2·s) (×105g/cm2·s) 空气(20℃) 0.00118 334.8 0.0004 水(20℃) 1482 血液 1.055 1570 1.656 血浆 1.027 1571 大脑 1.038 1540 1.599 小脑 1.030 1470 1.514 脂肪 0.955 1476 1.410 软组织(平均值) 1.016 1500 1.524 肌肉(平均值) 1.074 1568 1.684 肝 1.060 1535~1580 1.640~1.680 肾 1.039 1560 1.620 脾 1.040 1566 1.630 脑脊髓 1.000 1522 1.500 颅骨 1.658 3360 5.570 甲状腺 1.620~1.660 胎体 1.023 1505 1.540 羊水 1.013 1474 1.493 胎盘 1541 角膜 1550 晶状体 1.136 1650 1.874 房水 0.994~1.012 1495 1.468~1.513 玻璃体 0.992~1.010 1495 1.483~1.510 巩膜 1630 体液 0.9973 1495.6 1.492 骨 1.380~1.810 2700~41000 3.570~7.380 |