三、超声诊断基础

（一）人体组织的声阻与衰减系数

超声诊断是通过人体各种组织声学特性的差异来区分不同组织。按照声学特性。人体组织大体上可分为软组织和骨骼两大类，软组织的声阻与水近似，骨骼则属固体。人体组织的声速、声阻抗、声吸收系数、衰减系数等反映人体组织的基本声学特性，人体不同组织的声学特性不同，见表1。人体各种软组织的平均声速约为1540米/秒，声衰减系数约与声频率成正比。声频率1兆赫时，衰减系数约1分贝 /1厘米。

表15-1-1人体正常组织的声速、密度、声阻及衰减系数

超声在人体内传播时，在两种不同组织的界面处产生反射和折射，在同一组织内传播，由于人体组织的不均匀性而发生散射。超声通过不同器官和组织产生不同的反射与散射规律，仪器利用这些反射和散射信号，显示出脏器的界面和组织内部的细微结构，作为诊断的依据。

（二）正常脏器的回声规律：

1.含液体脏器如胆囊、膀胱、血管、心脏等，壁与周围脏器及内部液体间为界面、液体为均匀的无回声区（图15-1-4A）

2.实质性软组织脏器如肝、脾、肾等脏器均有包膜，周围有间隙，内部各有一定结构，如肝可以显示脏器轮廓、均匀的肝实质与肝内管道结构（图15-1-4A）

3.含气脏器如肺、由于肺泡内空气与软组织间声阻差异极大，在其交界面上产生全反射（几乎100％），并形成多次反射（图15-1-4B），即超声不能进入正常肺泡。胀气的胃肠亦如此。

4.正常骨骼与周围软组织的差异大，在软组织与骨皮质交界处产生强反射，进入骨骼的超声由于骨松质组织吸收极多而不能穿透（除颅骨外）。其后方形成无回声区称声影（图15-1-4C）。

图15-1-4正常人体组织与病理组织反射规律

A、实质性脏器（肝）与含液体脏器（胆）的声象图规律。

B、含气脏器（肺）的多次反射。

C、骨骼的声象图（脊柱）

D、肝肿瘤、内部回声不均匀、较强回声区呈团状，肝表面不平。

E、胆囊内结石、胆囊无回声区中一强回声光团，后方有声影。

（三）病变脏器的回声规律：

当脏器有病变时，由于病变组织与正常组织的声学特性不同，超声通过时产生不同正常的回声规律，各种病变组织亦各有其声学特性、其反射规律亦不相同。如肝内液性病变为无回声区，肝癌为强弱不均的实质性回声区、边缘不整齐（图15-1-4D），胆囊内结石则在无回声区中有强回声光团，后方有声影（图15-1-4E）。

（四）超声多普勒：

利用多普勒效应原理检测运动物体。当发射超声传入人体某一血液流动区，被红细胞散射返回探头，回声信号的频率可增可减，朝向探头运动的血流，探头接收到的频率较发射频率增高，背离探头的血流则频率减低。接收频率与发射频率之差称多普勒频移或差频。多普勒频移（fd）与发射频率（fo）、血流速度（V）、超声束与血流间夹角（θ）的余弦成正比，与声速（C）成反比，公式为：

fd= ±2v/λ =±2 v/C fo

fd=± 2v^．cosθ /C fo

V=fd C/2fo^．cosθ

式中fd、cosθ仪器均可显示，fo及C为已知，可以计算出V。声束与血流方向平行时可记录到最大血流速度，声束与血流方向垂直时则测不到血流信号。

目前常用的超声多普勒有连续波多普勒（CWD）、脉冲波多普勒（PWD）及彩色多普勒（CDFI）。

（1）连续波多普勒以频谱显示，可单独使用，亦可与二维超声心动图结合。接收取样线经过部位上所有频移信号，其优点为可以测定高速血流，常用于测定心脏瓣口狭窄或返流的高速血流。缺点为不能区分信号来源深度。

（2）脉冲波多普勒亦以频谱显示，与二维超声相结合，可以选择心脏或血管内任一部位的小容积血流显示血流实时频谱，频谱可显示血流方向（朝向探头的血流在基线上，背离探头的血流在基线下），血流性质（正常的层流呈空窗型如图14-1-5，湍流则呈充填型如图15-1-6），血流速度（频谱上信号的振幅）、血流持续时间（横座标显示时间）。可供定性、定量分析。其特点为所测血流速度受探测深度及发射频率等因素限制。通常不能测高速血流。

（3）彩色多普勒：脉冲多普勒原理，在心脏或血管内多线、多点取样，回声经处理后进行彩色编码，显示血流速度剖面图，以红色代表朝向探头的血流、兰色代表背离探头的血流、与二维超声心动图套叠显示，可直观地显示心脏或血管的形态结构及血流信息的实时动态图像，信息最大，敏感性高，并可引导脉冲或连续多普勒取样部位，进行定量分析。

图15-1-5正常脉冲多普勒频谱

左图示超声束经血管内层流血流 右图为所显示正常血流频谱（空窗型）

图15-1-6脉冲多普勒湍流频谱

左图示超声束经狭窄后的湍流血流。右图为湍流频谱（充填型）

（五）超声对人体的影响

超声是一种机械能，超声的产热和空化效应在人体内是否产生，取决于使用仪器的功率和频率，现在超声诊断仪的功率为10毫瓦/平方厘米，（超声治疗仪为0.5～2.5瓦/平方厘米），根据国内外实验研究证明对机体无损害作用，但对胎儿的检查时间不宜太长。