超声伪像丨US Artifacts

公孙云1204 2016-11-08

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伪像，实际不存在的物体、在图像上表现为某种影像称为伪像。我们看到和理解的回声不仅包括希望看到的相关解剖结构的反射，还包括表现为伪象的回声。这些伪像的来源可能是内源性的，由于衰竭或折射的结果，也可能是外源性的，如操作者的失误。对图像伪象缺乏认识往往导致错误的信息和错误的诊断。

与超声束特性相关的伪像

振子发射超声大部分以0°角发射（主瓣），少数出现偏斜放心发射，即旁瓣（side lobe）。（图1）超声在形成图像时默认为回声均来自于0°方向的回声。声束宽度伪像可以通过调整声束形状进行识别。声束的近场宽度和探头尺寸相似，最窄处出现在焦点，偏斜扩大的部位出现在远场。远场声束的宽度可以超过探头的尺寸。当位于旁瓣区的强回声，因与焦点位置的不同而产生不同的图像（如图2）。旁瓣为低能量、放射状包绕主瓣周边的声束。它的能量多来源于径向排列的压电晶体，因此多见于线性阵列探头。当位于旁瓣的强反射源时，回声会被错误是认为来自于主瓣。如图3。作为一种声束宽相关的伪像，腹部探测时，腹壁的筋膜和肌层都是平整的界面，常出现混响伪像，出现在声像图的浅表部位，尤其在胆囊和膀胱等液性器官的前壁，更为明显（图3-2）

图3-2 膀胱前壁混响，可通过调节时间增益减少或消除伪像。

与多重反射相关的伪像

超声发射声波并接收物体的回波，并通过声波往来的时间计算物体的深度。在两个平行的反射界面中，超声波可以来来回回地反射并被探头接收到（图 4a）。此时，多重反射的回波可以被机器记录和显示。第一个反射波显示在正确的位置。依次接收到的回波需要较长时间返回到探头，超声处理器按照探头回波的时间来增加相应的距离。图像中，这种线性等距间隔的多次反射，称为混响伪像（图 4b、 4c）。

慧尾征是一种混响伪像，2个强反射体依次排列且相互靠近。声波在2个界面或靶器官内来回反射。图像上，连续的回波相互靠近且难以区分。另外，后来的声波可以逐渐衰减，并可以表现为声束宽度逐渐减少。慧尾征常见于三角形或圆锥形反射源。过去，振铃伪像被认为是特殊的慧尾征，因为2个伪像的图像非常相似。超声波在气体包绕的液体之间产生强烈的共振。这些振动产生连续的回波并传送回探头（图 5 d）。图像显示为发自气体向后延伸带状或或平行条带状。尽管类似的声像图表现，但这些两个产生机制并不相同。常见于肠道内气体或探头接触不良，也可在超声引导穿刺时用于穿刺针的定位。

镜像图像伪影也是由于机器对反射引起错误的判断产生的。当声束扫描遇到高反射界面例如膈顶部（膈胸膜和含气肺界面）时，声波在该界面似一镜面返回至探头，从而产生虚像。如果膈下为肝实质或脾实质回声，则膈上出现同样的肝实质或脾实质回声伪像；如果膈下肾内有一囊肿，则在膈上相应位置出现囊肿假像。(Fig 6a, 6b)

声速相关的伪像

组织内的声速与组织的密度和弹性常数有关。超声图像常假定声波在人体内以1540 m/sec的恒速运动。实际超声检查中，声束可能遭遇不同的组织，如气体、液体、脂肪、软组织和骨骼。当声束穿过显著低于1540 m/sec的组织时，回波需要较长的时间才能返回探头。图像处理器认为时间的延迟可能是距离太远。因此回波显示的图像比实际的物体要深（图7a, 7b）。这称为声速失真伪像。常见于局部较大面积脂肪组织（Fig 7c, 7d）

当不垂直的声束射入不同声速介质之间界面就会发生折射。折射，是指不垂直的声束通过2种不同声速的介质形成的界面，与反射不同，折射只与入射角度和介质的声速有关，与密度无关。并遵循斯内尔定律：

sinΘr / sinΘi = c2 / c1

C=声速，i=入射角，r=折射角。而超声机器默认回波是直线运动，因此把回波反映的物体错误的放在回波直线的位置上（图8）这种折射伪像常见于骨盆，可能导致图像较实际物体偏大或出现一个复制影像。

不恰当的衰减相关的伪像

当超声波遇到反射体时，较周围组织反射越强则向远处传播的声波强度越弱，反之，反射越弱，向远处传播的声波强度越强。因此，当声束遇到高衰减或强反射体时，向远处传播的声波振幅明显减低(Fig 9a)，从远处组织返回的回波也会消失。临床上，表现为高衰减或强反射后无回声或低回声带，称为声影（shadow）(Fig 9b)

同样，当声束遇到低衰减组织时，声束的振幅将变大(Fig 10a)。远处组织的回波振幅将变大，图像表现为强回声。我们定义为后方回声增强伪像(increased through transmission)，(Fig 10b)，图像显示为其后方回声强于周围组织的带状回声。根据对人体解剖学中组织衰减特性的理解，这些'伪像'可以在超声图像基础上用于确定组织结构组成和缩小鉴别诊断的范围(Fig 11)