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胸腔超音波簡介

超音波診斷在心臟病、肝膽疾病、與婦產科方面的應用,早已是耳熟能詳。胸腔超音波診斷起步較晚。但在這幾年來,也有相當多的新發現與進展,特別是近十餘年來,在台灣許多胸腔科醫師的努力,開發了很多超音波掃描在胸腔疾病的新用途,並建立了許多胸腔超音波影像的基本知識、各種胸腔疾病病灶的超音波影 像、和胸腔超音波的可能適應症。台灣在此一方面的知識與技術,可能在世界上是居於領導地位!在台灣的胸腔科醫師,應用超音波幫助胸腔疾病的診斷與治療也最 多,目前超音波幾乎成了胸腔科醫師日常臨床診斷與病人處置上,不可或缺的一項利器。


接受胸腔超音波檢查應注意事項

  • 本科於星期一至星期五下午做胸腔超音波檢查,請準時到二樓胸腔科超音波室報到。
  • 若有尿毒症、長期接受血液透析治療、出血傾向、或有對局部麻醉劑過敏的病史,應事先通知醫師。
  • 若須接受「超音波指引經皮細針肺臟抽吸或生檢」(Ultrasonography-guided Transcutaneous Fine-Needle Lung Aspiration and/or Biopsy),則應遵照醫師指示吸氣、呼氣、或憋住呼吸,以減低發生氣胸的機率。
  • 接受「超音波指引經皮細針肺臟抽吸或生檢」的病人,若有短暫、少量血痰,係屬正常現象,不須過度驚慌;若有大量或持續喀血,則須立即至本院急診處就診。
  • 接受「超音波指引經皮細針肺臟抽吸或生檢」的病人,若發生呼吸困難,須考慮是否發生氣胸,須立即至本院急診處就診。

胸腔超音波檢查的優點

  • 非侵襲性 (Non-invasive)、無放射線曝露之虞。
  • 可在短時間內完成。
  • 可在病床側 (Bed-side) 進行,對重症病患較為方便。
  • 可反覆施行,有利於追蹤病情。
  • 利用超音波指引 (Ultrasonography-guided),可做「實時性」(Real-time) 的檢查,例如:腫瘤細針抽吸或生檢 (Fine Needle Aspiration / Biopsy)、胸水抽吸或引流、與肋膜生檢 (Pleural Biopsy),藉以提升侵略性檢查的安全性。
  • 彩色都卜勒超音波 (Color Doppler) 有助於肺部血管性病灶(例如:Pulmonary AV malformation)的診斷,也可減低侵略性檢查造成出血的機率。

胸腔超音波的基本原理

超音波影像產生的原理,是利用Piezoelectric Crystal作成的「探頭」(Transducer or Probe),將電能轉換成 1-15 MHz (Herz, cycle/sec) 的超音波,由探頭平行或扇形地射出。超音波透過「可傳導音波的介質或組織」,當碰到不同密度的組織介面時,部份的能量會被反射回來,這些反射回來的音波能量,再被探頭的 Piezoelectric Crystal接收到,轉換成電能訊號 (Electric Signals),變成「灰白對比色調」(Gray Scale)的影像,呈現在螢幕上。螢幕上灰白影像的強度,係由反射回來的超音波能量大小來決定,反射回來的能量越大,在螢幕上呈現的亮點越白;螢幕上灰 白影像點的深淺位置,係由超音波射出後,又反射回來的時間所決定。各種不同的組織,由於密度的不同,對於超音波的傳導也不一樣,如下表所列:

Half-power Distance of Ultrasound in Various Tissues

組織

Half-power Distance (cm)

380

血液

15

軟組織

1.0 - 5.0

肌肉

0.6 - 1.0

骨頭

0.2 - 0.7

空氣

0.008

肺組織

0.005

由上表可知:含水的組織是最佳的音波導體,超音波可以在走了380公分的距離後,能量才會減半,因此被反射回來的能量很少,在超音波螢幕上呈現出黑色的無回音區。反之,骨頭與肺組織都是超音波的部良導體,超 音波在這些組織的穿透力很差,只可穿透0.05-0.7公分的組織,能量即被減為一半,大部分的能量被反射回來,在超音波螢幕上是呈現一白色影像。由於表 面的軟組織與含氣的肺組織,其密度相差很大,因此大部分的超音波音束到達「肋膜-肺界面」(Pleura-Lung Interface),即被反射回來,沒有足夠的能量可以勾勒出肺部深處的構造,對肺部疾病的診斷有困難,僅限於緊貼肋膜的肺部病灶。超音波影像應用於肺 部疾病的診斷,比其他部位要延遲很多,主要是因為:正常的肺組織是充滿空氣的,並且被肋骨所包圍著,而空氣與骨頭均是超音波的不良導體,因此肺部在做超音 波掃描時,大部分的音波會被反射回來,超音波無法穿透,對於肺部深層的病灶,超音波的解像力很差。為了克服這些困難,在做胸腔超音波掃描時,要善用所謂的 「音感視窗」(Acoustic Window)。幸運的是,雖然正常的肺組織是超音波的不良導體,但是當病變發生時,原先充滿著空氣的肺組織,會被實質化 (Consolidation),被發炎細胞、癌細胞或滲出液所取代,變成超音波的優良導體,經由這些肺部病變區,超音波影像可將病灶的特質顯現出來,更可藉此部位,而透視到肺內較深部的病灶。至於胸壁、肋膜、前後縱膈、即橫膈周圍的病變,因為沒有空氣的隔絕,也都是理想的超音波檢查部位。

儀器與操作方法

胸腔超音波掃描所使用之儀器,一般是採用高頻率之實時性 (Real-time) 超音波,探頭可區分為直線型 (Linear-array)、扇型 (Sector) 、或弧型 (Convex)。直線型探頭的影像較不會失真,但是接觸面太大;扇型與弧型的接觸面較小,可以利用較小的Acoustic Window看清楚整個病灶,但是病灶的形狀可能會被扭曲。探頭所使用的頻率,以3.5、3.75 MHz為佳,對於較表淺的病灶,可能須採用5.0或7.5 MHz探頭。由於每個病人的體型不同,皮下脂肪組織厚薄不一,以同一超音波強度檢查不同病人之同性質病灶,可能會得到完全不同之影像。因此在做超音波檢查 前,應先做「音波強度的矯正」,以病人本身的肝臟影像,作為實質化 (Consolidation) 病灶的標準影像;而以空腹之正常膽囊音波作為液態之標準影像。

操作時,病人可採坐姿或臥姿,以病灶側朝上,也可將手臂上舉,置於頭部上方,如此可使肋間距離變寬,以利於操作。若須做超音波指引 (Ultrasonography-guided) 胸腔穿刺、引流、或切片生檢時,須另備有專用的導引穿刺探頭 (Puncture Probe),此種探頭有導引槽與穿刺角度,並可在穿刺中,實時地觀察針頭所穿過的位置,較為安全。病人在做 Ultrasonograpy-guided Percutaneous Fine Needle Aspiration and/or Biopsy 時,必先檢查病人有無出血傾向,凝血情形是否正常…等,而且在生檢過程中,最好病人能停止呼吸,以減少氣胸或喀血…等併發症。 >>Top

超音波指引切片生檢的好處

  • 比X光(螢光屏)(Fluoroscopy) 或電腦斷層攝影方便。
  • 對於人體沒有放射線的傷害。
  • 可在任何方向操作。
  • 可正確地把握病灶的部位,避開周圍重要器官。
  • 在實時性影像監視下,可以直接看到生檢針頭的位置,可導引針頭到病灶位置,不受病人移動位置、呼吸、或心跳週期的影響,即使病灶接近心臟血管,在超音波的指引下,也也安全地得到診斷。

以高雄長庚醫院經驗而言,至今已有千餘人接受超音波指引下穿刺檢查,其併發症發生率在1%以下,常見的併發症為輕微氣胸和喀血。胸腔超音波檢查操作簡單、安全、且診斷價值高,實在是一值得推廣的診斷工具。

病灶在超音波上的影像定義

  • 實質化 (Consolidation):homogeneous hypoechoic, wedge-shaped parenchymal lesions
  • 塌陷 (Atelectasis): consolidation, with volume reduction, fluid bronchogram, no air-bronchogram
  • 肋膜積水 (Pleural effusion): space of various echogenicities located between visceral and parietal pleura
  • 肋膜結節 (Pleural nodule): round-hypoechoic lesion with well-defined margins located in either visceral or parietal pleura
  • 肋膜變厚 (Pleural thickness): thickness greater than 3 mm
  • 腫瘤 (Tumor): hypoechoic nodule or mass with or without central echogenicity, located in peripheral or central part of lung
  • 壞死性肺炎 (Necrotizing pneumonia): hypoechoic or anechoic cystic spaces (< 2 cm) with or without air-fluid level in the consolidated lung
  • 肺膿瘍 (Lung abscess): hypoechoic or anechoic cystic spaces (> 2 cm) with or without air-fluid level in the consolidated lung

胸腔超音波檢查的適應症

    • 胸壁病變: 起源於胸壁、肋骨的腫瘤或膿瘍,不易由理學檢查定位者,利用超音波檢查,不但可以區分病灶的性質,並可作為生檢的指引,安全性高而且無深入傷及肺葉之危險。
    • 肋膜病變: 胸腔超音波對於肋膜病變的鑑別診斷特別有用,它可以區分肋膜病灶的性質(例如:腫瘤、肋膜纖維化、肋膜積水),對於「單側胸腔均勻性不透光」 (Homogeneous Opacity of Hemithorax),胸部X光診斷的正確性只有55%,但是利用超音波掃描,可達97%之診斷率,許多複合性病灶(Complex Lesions),例如:肋膜積水加上肺實質病變或腫瘤,均可利用超音波檢查出來,並可在超音波指引下生檢,立即可得到診斷。對於少量的肋膜積水、或「包 被性積液」(Loculated Effusion)與「膿胸」(Empyema),在理學檢查或是X光透視下不易抽到時,可用超音波指引抽到檢體,做出正確的病因診斷;並可選擇最適當之 位置,放置胸管引流。對於局部性的肋膜病變 (Focal Pleural Lesions),超音波可作為「肋膜病灶切片生檢」(Pleural Biopsy)的指引,也可利用Tru-Cut Needle來取代傳統的肋膜生檢針,如:Cope Biopsy Needle;即使在沒有肋膜積水存在下,利用超音波指引做肋膜病灶的切片生檢,也是很安全且成功率高。而肋膜積液的超音波影像,也可以作為肋膜積液性質 的參考
    • Anechoic: Transudate 一定是屬於 Anechoic,但是 Exudate 與 Hemothorax 也可能表現出 Anechoic
    • Complex, Non-septated: 有 Floating Materials,是 Exudate
    • Complex, Septated: Exudate, Organizing Effusion
    • Homogeneous Echogenic: Empyema, Tumor, Organizing Effusion, Post-pleurodesis
    • Fibrin Bands: TB, Cancer, Hemothorax, Parapneumonic Effusion
    • Floating Particles: Hemothorax, Empyema, Cancer, Lymphoma, Hydropneumothorax
    • 縱膈腫瘤: 前後縱膈腫瘤均是胸腔超音波檢查的適應症,超音波可提供縱膈腫瘤之性質、與周圍重要器官,例如:心臟、大血管之關係,超音波對於血管組織之影像比電腦斷層 攝影更佳,不須使用造影劑,即可將血管組織分辨得很清楚。利用超音波指引,做縱隔腫瘤的切片生檢,是非常容易操作而且安全的檢查。
    • 肺內之周邊病灶: 肺內周邊腫瘤在超音波掃描影像,是呈現出一均勻性低回音區 (Hypoechoic),若有侵犯到肋膜,則肋膜之音波影像會消失,腫瘤往往邊緣清楚,種留下方有回音增強 (Post-echoic Enhancement)。腫瘤內之超音波影像,往往會隨著腫瘤變大而回音增加,有時可變成高低回音部均勻的情形 (Heterogenous Echogenicity),表示腫瘤內有中央壞死 (Central Necrosis) 的情形出現。依據台大醫院的經驗,肺周邊腫瘤在超音波指引下,做細針抽吸細胞學檢查 (Fine Needle Aspiration Cytology) 或切片生檢 (Biopsy),其成功率可達 96%,而診斷率也有 84%,這種方法對於惡性腫瘤的診斷價值較良性者為高,良性病灶往往仍須靠切片得到較大的組織,才能夠診斷。
    • 實質化的肺病灶: 呈楔形,邊緣不規則,內音波較腫瘤不均勻,有樹枝狀的點狀高回音,由肺門向周邊伸出,稱之為Air-Bronchogram。若是因為近端腫瘤阻塞氣道而造成萎陷 (Collapse) 或阻塞性肺炎 (Obstructive Pneumonitis),則可以看到和肺血管平行的充滿液體的管狀構造,稱為 Fluid-Bronchogram,利用 Color Doppler 判定血流之有無,可以與血管相區別。
    • 肺膿瘍: 在超音波指引下抽取膿液做細菌學培養,可提供比經氣管抽痰培養更可靠的病源菌資料,作為治療的參考。而大的肺膿瘍並可利用超音波指引做胸外引流。
    • 肺尖腫瘤 (Pancoast Tumor): 一般診斷不易,超音波可提供腫瘤侵犯周圍肋膜與胸壁組織的情形,並可在超音波指引下,做抽吸細胞學檢查或切片生檢,診斷率可高達 91%。
    • 橫膈周圍病變: 橫膈周圍病變,可利用肝臟、脾臟做 Acoustic Window,而得到清楚的影像,像橫膈周圍腫瘤、橫膈附近膿瘍、橫膈本身病變,都可以用超音波來作鑑別診斷。
    • 心包膜病變: 心包膜積液、腫瘤…等病變,超音波可做正確診斷。對於心包膜積液,在超音波指引下抽取之,安全性高,並可做導管引流,對於惡性心包膜積液 (Malignant Pericardial Effusion),也可在超音波指引下做硬化治療 (Sclerosing Therapy)。

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