超声在医学中的应用
超声在医学中的应用,分为诊断、治疗与其他三个方面。
超声在诊断中的应用 分为A型技术、B型技术、C型技术和F型技术四个方面。
A型技术 根据有无回声、回声测距及活动性回声作诊断分析。
❶无回声区为该区内无反射界面,其内容为液体。用于诊断胸腔、腹腔、心包积液、其他脏器的积液与各种囊肿、脓肿性病变;
❷利用回声测距可获得脑中线位置、脏器厚度、大小等测值;
❸心脏(包括胎心) 及大血管的确定,心率计数等。
B型技术 根据B型声象图上各种特征作形态学定性或定量诊断、生理学诊断和谱分析。
(1) 定性分析: 根据人体不同软组织的声阻抗和衰减等特性和某些病变中的改变,从声象图上可定性分析炎症、积液、肿瘤、纤维化等病理变化。
(2)量化诊断:以软组织声速为1,540m/s的数值为标准,可进行各种长度、面积等测量,亦可测定时间,进而计算各导出参数。
❶测距: 用一对至四对光标测量各径线或厚度,从屏幕上直读数据,其精度在声束方向受声速改变的影响;
❷测面积及周长:光标沿被测区周边勾划一周后,即可显示该区的面积及周长,其精度受声速改变、折射及侧向分辨力所影响;
❸测心率:于M型心动曲线上取几个周期中曲线特定对应点间的时距,除以周期数后,自动显示每分钟心律,可精确至每分钟1次左右;
❹测曲线斜率:于被测线段两端各置放一光标,则可算出该线的上升或下降斜率;
❺测体积:先对被测体积的几何形态进行数学模拟,再输入必须的测量数据即可显示体积或容量值;
❻径线、面积或体积与其他参数间的相互关系: 例如,用回归方程推算胎儿双顶径、腹围或腹部断面面积与出生体重间的关系;
❼容量改变及其导出参数:如在左心室的舒张期末及收缩期末作容积测定后,输入心率等数据,即可算出每搏排血量、每分钟排血量、喷血分数、排血指数等参数;
❽回声振幅(灰阶)的量化:例如,在固定发射声强及接收机增益条件下,当利用仪器中设计的后处理(Post proccesing) 灰阶下限调节,使图象上某一选定点的光点正好消失时,则屏幕上灰阶下限读值即代表该点回声振幅级。
(3)生理学诊断: 生理学诊断系根据某些脏器、组织因生理性变化而在声象图上或多普勒超声图上的各种有规律的表现。例如脏器的活动、蠕动、收缩与舒张,卵巢、子宫内膜等的周期性改变,某些组织或器官的年龄性改变,胎儿生长、发育的状态及其变化,超声多普勒效应对血流动力学的研究等等。
(4)谱分析: 谱分析系用规律的谱线或光点表示某一定点、定区或时间的回声群体中某种信息参数的分布图形,其原理与光谱分析相同。已用于临床诊断的谱分析系统有两类。
❶回声振幅(灰阶)谱分析: 在划出感兴趣(ROI)区后,分析此区内回声振幅的组成成分及各成分占的比例。以其中次数最多者作为100%,余均显示其相对百分数,可作出灰阶百分直方图。
❷超声多普勒流速声谱分析:应用快速富里叶变换(FFT)技术,将血流流速多普勒频移中的各种频率成分随时间的变化显示为谱图,从声谱图曲线的窄谱、宽谱、曲线下填充、双向曲线以及不同心时相段中的异常声谱等,可判别血流为平流、流速增加、流速剖面改变、湍流或涡流等,并可容易地发现返流或分流。
C型技术 已用于乳房诊断; 对心脏成象亦在研究中。
F型技术 用于乳房或其他脏器成象研究,但尚未广泛应用。
超声在治疗中的应用 应用超声对人体组织所产生的各种物理、化学与生物效应,达到治疗疾病的目的。根据所应用的主要效应与治疗范围的不同,可分为一般超声理疗和破坏性治疗。
❶一般超声理疗: 应用超声声压作用下组织、细胞间的微流作用与热效应而达到深部组织的按摩和加温作用,促进血液循环,改善新陈代谢;
❷破坏性治疗:利用超声的空化、分散、腐蚀、分离及产生组织焦化等效应,使用较大声强的超声或聚焦声束,选择性破坏某一神经或组织结构,或使之粉碎成小粒而脱落或吸出。
超声治疗可用于慢性、外伤性肌肉及韧带疾病,风湿性、风湿样肌炎,周围神经性功能障碍(如周围性面神经瘫痪、坐骨神经痛等),刺激慢性溃疡愈合(如治疗小腿慢性溃疡等)。超声治疗时,声头必须移扫,不可固定直射。超声在其他方面的应用 超声因其频率范围可向高处发展、又能制成较强功率的换能器,故可在其他领域内获得更为广泛的发展。
❶超声显微镜:频率为3GHz的超声,其波长为0.5μm左右,可获得<0.5μm的分辨力,实验室中可发现光学显微镜所不能获得的声阻抗、衰减等信息图形,而显示被测生物组织的内部细节;
❷超声CT:有透射式和反射式两种实验型式。透射式可得到声速数据与衰减数据的两种象图,通过分析两图中异常区的表现判断肿块的病理变化;
❸超声内窥镜:在纤维光束内腔镜的顶部安装一个透声小盒,盒内装一旋转式侧壁型探头,则可在该装置中观察脏器腔、壁及邻近器官的情况。亦可制成镜腔内插入式探头作实时成象观察。
❹超声导盲:应用调频式超声,调频波在一段频率范围内呈锯齿波扫描。盲人可应用调频超声的多普勒差频频率及音色判别运动及活动物体;
❺超声粉碎:可粉碎细胞膜,分离细胞膜及细胞质,以提取膜抗原;粉碎不透明晶体并水洗吸出,以治疗白内障;粉碎齿周沉积物,去除齿石;
❻聚焦超声加热: 用于治疗肿瘤的实验研究;
❼聚焦超声选区破坏: 如于颅骨底部用聚焦超声破坏脑垂体前叶的一部分,以治疗柯兴综合征、糖尿病等。