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超声诊断

使用超声诊断仪诊断动物疾病的方法。是影像诊断方法的一个重要组成部分,具有无损伤、分辨力强、简便、快速和准确等优点。其应用原理是根据超声波的方向性、反射性、多普勒效应(effect of Doppler)等物理特性,以及动物组织、器官的生物学特性、质地、界面形态和活动状态等对超声波吸收及产生的反射规律,通过对反射规律的分析、研究,可对患病部位、性质或功能障碍作出判断。

使用超声诊断仪诊断动物疾病的方法。是影像诊断方法的一个重要组成部分,具有无损伤、分辨力强、简便、快速和准确等优点。其应用原理是根据超声波的方向性、反射性、多普勒效应(effect of Doppler)等物理特性,以及动物组织、器官的生物学特性、质地、界面形态和活动状态等对超声波吸收及产生的反射规律,通过对反射规律的分析、研究,可对患病部位、性质或功能障碍作出判断。超声诊断能诊断许多脏器的疾病(含某些占位性病变),尤以液性病变的诊断效果更好。对家畜早期妊娠、软组织病变(包括四肢腱、韧带损伤)的诊断和活体测膘都较准确。还能测定骨质密度。

超声波的发生和显示

振动频率在20000赫以上,人耳听不到的声波称超声波,它是由超声诊断仪的换能器发生的。超声诊断仪由主机和探头(换能器)构成(如图1)。探头内有压电晶体片,由于逆压电效应,当主机产生和供给高频交变电场,且与探头压电晶片的固有频率一致时,晶片就随着交变电场的变化沿一定方向发生压缩或拉伸便产生超声波。探头内晶片,根据正压电效应的原理将回声声能再转换为电信号,而以不同方式显示。诊断用的超声波属于纵波,频率多在0.8~10兆赫之间。超声波频率高,波长短,方向性好,超声仪发射的超声波在传播时集中于一个方向,声场分布呈狭窄圆锥状。

图1 脉冲式回声诊断仪基本结构示意图

超声波的传播

超声波在介质内传播时,由于声阻抗值(介质密度×声速)不同,部分声能在声阻抗值改变的界面上产生反射,另一部分声能则在界面后产生折射。超声波在传播过程中若遇到直径小于1/2波长的障碍物(病灶)时,则绕过障碍物继续传播,称为绕射。

超声波的衰减

超声波在传播过程中,随着距离增加,声能逐渐减弱。衰减主要原因:①超声波在传播过程中,由于介质的粘滞性、导热系数和温度等,使声能被吸收;②超声束的扩散和在界面上的散射、反射等,使声能衰减。软组织对超声波的吸收与超声波的频率成正比。

多普勒效应

奥地利物理学家多普勒(Christion Doppler)发现的一种物理现象。当声源与被探测物体发生相对运动时,在一定介质内发生频率改变,相向运动时频率增加,相背运动时频率降低,其频移程度与相对运动速度和方向有关。探头发出的超声波遇到活动脏器和血流界面时,即产生多普勒频移。频移数值在音频范围内,如用扬声器显示,可听到多普勒信号音。中国兽医临床上主要以此方法诊断妊娠;如用示波器显示,即为超声多普勒信号图,根据频移数值可测定血流速度。

超声诊断应用原理

超声诊断多用脉冲反射法(D型超声有脉冲式和连续式两种)。介质的界面反射是超声诊断应用的物理基础。体内各个组织、脏器的声阻抗值各不相同,声阻抗差相差0.1%的界面,即可发生反射。动物机体的组织、器官分实质性、含液性和含气性,均有不同的声阻抗界面和固有反射规律。若出现病变,如积液、蓄脓和新生物等致使声阻抗改变时,即形成新的界面,从而改变原有反射规律。超声诊断是根据正常组织和病变的一定反射规律进行的。其反射规律有:①周边反射。各脏器表面多有被膜,形成良好的界面,故A型超声可从脏器的进波和出波测知其径值。B型超声则显示清晰完整的周边回声,可测得周边的长度和面积。知其大小和形状。各种脏器的大小均有正常值,如发生肿大或占位性病变数值增加,萎缩则数值减小。②无回声。血液、胆汁、尿液和羊水以及胸水、腹水等为均质介质,超声在其中传播时,由于无反射界面,故呈现无回声,在回声图上叫液性平段,在声像图上则叫液性暗区。③少反射和多反射。肝、肾等实质器官中只有少数反射界面,仅见少数反射波(A超)或稀疏光点,当这些脏器发生病变,如炎症、变性等,则反射界面增多,变为多反射波或光点密集。少反射在加大灵敏度时也可呈现多反射。④多次衰减反射。肺及胃肠内的气体与机体组织的声阻抗差相差近4000倍,故产生多次衰减反射。⑤动态反射。心脏、动脉和胎心等处于运动状态的脏器,因反射界面与反射距离在不断变化,其反射波和光点位置也随之移动,并产生多普勒效应等。M型超声可显示曲线,实时显像法可见动态的活动图像。D型超声出现多普勒信号音和曲线图,A型超声的波形在扫描时基线上左右移动。⑥衰减反射。超声在癌肿和脂肪沉积多的脏器中,常出现衰减反射。表现脏器出波降低或消失,光点稀疏,出现衰减平段或衰减暗区。

超声诊断的类型

依换能器接收的回声信号显示方式不同,分为不同的超声诊断类型。兽医临诊应用的主要有四种。

A

A型超声诊断

即示波超声诊断,属幅度调制型。将回声信号显示为波形,示波屏上横坐标表示反射界面的距离,纵坐标表示反射信号的强弱。它将动物体脏器中各界面反射信号显示为波型。根据波型的分布及振幅高低等不同反射规律来判断疾病。所用仪器有单相和双相超声诊断仪。

探头频率的选择,视探查器官和部位而定,一般探查浅表部位、小病灶用较高频率(5.0兆赫以上),需要较强穿透力(如颅脑等)时用较低频率,一般脏器常用2.5~3.0兆赫。探查部位一般要剪毛或剃毛探测方式分为直接和间接两种,兽医多用直接法,即借助耦合剂(常用液体石蜡)使探头与被查部位密贴。探测时务必使探头与被测界面垂直,方能获得最佳波形。探查的目的不同,所用手法也不一样。常用:①滑行探查法,将探头在体表缓慢移动,同时观察波型出现的范围,用于测定脏器或病变的体表投影。②扇形扫查法,以探头为支点,使声束向上下、左右方向来回摆动,以寻找小的占位性病变和早期妊娠诊断

波型的命名:一般根据反射波幅度分为平段(又分为实质性、液性和衰减平段三种,分别见于较均质组织,如肝脏、肾脏;浆膜腔积液和囊肿等;后者见干癌肿)、微波、小波、低波、中波、高波和饱和波(图2),代表界面回声的强弱;根据反射波数目分为稀疏、较密和密集,表示界面回声数目;根据反射波形态分为单波、复波、丛状波和锯齿波等;根据波的意义分始波、进波、出波、底波和多次反射波等;按波的来源分胎心反射、胎动反射、肠腔反射和脑中线波等。

图2 各种波幅示意

可用于:①鉴别病变的物理性质(实质性、液性和含气性),对液性病变的诊断具有较高的准确性。②探查实质性脏器有无肿大和病变范围。③较准确地测定某些脏器的径值

B

B型超声诊断

属辉度调制型。以不同辉度的光点表示界面反射讯号的强弱,反射强则亮,反射弱则暗,称为灰阶成像(gray scale display)。采用连续扫描,可显示脏器的二维切面图像。当成像速度达到每秒24~30幅时,则能显示脏器的活动状态,称为实时(real time)显像。B型超声显像仪分为方形和扇形两种。

声像图回声命名:按其形态分为光点、光团、光带和光环等;按回声多少分为暗区(无回声)、稀疏、较密和密集。暗区又分实质性、液性和衰减暗区。分析声象图时应特别注意:①周边回声特征。形态光滑完整性、后壁光带回声强度或消失;②内部回声情况。回声的特征、辉度、密度、分布和有无声影等。

B型超声诊断主要用于妊娠诊断,心脏、胸膜腔和肺脏疾病诊断,肝、胆、肾等腹部脏器疾病诊断,眼科疾病和软组织(肌肉、腱和韧带)疾病等的诊断。它能直观、形象地显示各部位的图像。能仔细观察某些活动脏器的活动状态。

D

D型超声诊断

即超声频移诊断,利用多普勒效应原理来探测活动脏器(心、血管和胎心等)的方法。D型超声诊断有连续式和脉冲式两类,兽医临诊主要用前者诊断动物妊娠和某些心脏疾病。

M

M型超声诊断

B型扫描中加入慢扫描锯齿波,使回声光点从左至右自行移动扫描,以观察动态脏器界面活动规律。其纵坐标为扫描时间线(回声代表被探测结构所处的深度位置),横坐标为光点慢扫描时间。当探头固定一点探查时,从光点移动可观察反射波的深度及其活动状况,显示出时间位置曲线图。此法用于探查心脏,即称M型超声心动图。其临诊应用是根据瓣膜形态、厚度、反射强弱、活动速度改变及心壁外的暗区有无等变化,诊断各种类型的心内膜炎(瓣膜增厚、赘生物、二尖瓣狭窄)、心包积液(包括牛创伤性心包炎)以及房、室间隔缺损等疾患。

超声诊断的临床应用

超声诊断在畜牧兽医方面的应用包括动物的繁殖及其妊娠诊断,各种组织和脏器疾病的诊断和活体测膘等。

液性病变的超声诊断

超声在含液性病变如囊肿、脓肿和浆膜腔积液(胸腔积液、腹腔积液)等均质介质中传播时,由于无声阻抗差存在则无任何反射,仪器在正常灵敏度下,A型超声于示波屏显示在明显进出波之间为无振幅的基线,加大灵敏度仍无反射波即液性平段;B型超声则显示为无回声暗区。脓汁比较粘稠或积液中有坏死组织存在时,液平段内可出现少许微小波或稀疏细小光点,超声可用于确诊各部位的脓肿、囊肿、血肿和胸、腹腔积液等液性病变,并能确定液性病变的穿刺部位、进针深度和方向。

心包积液和创伤性心包炎超声诊断:某些病理性因素或在牛患创伤性心包炎时,心包囊可出现数量不等的积液。A型、M型和B型超声均可用于诊断心包内的液体。心包内有多量液体积聚时,将心包的壁层和脏层分开,心脏被液层包裹,在A型超声仪的示波屏上显示出液性平段;B型超声的荧光屏上显示围绕心脏的无回声暗区;M型超声心动图可见心包膜和室间隔有液性暗区,心包膜有不同程度增厚。

动物早期妊娠诊断

A型、D型和B型超声均能用于诊断动物的妊娠,现已用于奶牛、黄牛、马、绵羊、山羊、猪、犬、猫、兔、大猩猩、猴和鼠等动物的妊娠诊断超声诊断妊娠的优点是早期、准确,快速、简便,可现场检查。探头频率一般用2.5~3.0兆赫。探查途径有直肠内、腹壁、阴道内三种。A型超声诊断妊娠有报警、波型和声光三种显示方式。报警式是妊娠子宫随着胚胎发育,胎囊内有一定量羊水且子宫体积增大后而发出报警(声音)。波型主要根据动物妊娠后胚胎(胎儿)发育增大和羊水增多,因而在示波屏上出现子宫体积增大、胎体反射波、羊水平段(有胎前、胎后两个平段)、胎心和胎动反射。D型超声是根据胎儿血流、胎心搏动和胎动时,产生各种特征性多普勒信号音,主要有胎血音、胎心音、胎动音和妊娠子宫中动脉血流音。B型超声诊断早孕主要是根据胚泡(孕囊)呈无回声暗区,随着胚胎发育可见悬浮于其中的图像,胎儿存活可见胎心搏动和胎体活动图像。

胆石症的超声诊断

超声诊断胆结石的检出率很高。用A型探查牛的胆结石时,首先找到胆囊液性平段,有结石存在时,在液性平段中可见结石反射波——一般呈单高波、复波或低中波;沙石样结石可出现微小波或毛刷样小波。用B型超声探查,胆囊内结石的声像图是胆囊有强回声斑块,结石后方有声影(特强回声下方的无回声区)。