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快闪伪像

 路俊芬超声 2018-07-19

网友马相国问:

张老师您好,这是一个导尿管水囊在膀胱內的回声、麻烦您给详细解释一下它发生的原理。谢谢您!


在很多强回声的后面可以出现类似的彩色信号。实时超声显示这些彩色信号快速闪烁变化,它不是由于液体的流动造成的多普勒效应所致,而是一种伪像,称为Twinkling Artifact。很多人机械地将其翻译为闪烁伪像”。但“闪烁伪像这个中文词汇早就已经被由于组织振动所致的Flash artifact所使用,因此当初我第一次在国内介绍Twinkling Artifact时使用了“快闪伪像这一术语,如今快闪伪像已经得到绝大部分超声医师的认可,成为TwinklingArtifact的标准中文术语。

实验研究发现,快闪伪像主要发生在表面不光滑的强回声界面之后,尤其是更容易发生在表面呈结晶样颗粒状不规则的时候。

其发生机制大致有两种解释。

第一种解释:我们知道超声采用的是脉冲波,每一个脉冲中到包含不同频率的超声波,其不同频率的信号按强度分布呈正态分布(高斯分布,下图①)。我们还知道,多普勒超声成像一般采用自相关算法获取相邻两个脉冲的相位信息,进行比较后,相位差被解析为频移信息。当超声波遇到不移动分布均匀的散射体时,其回声信号中频率信息仍然为正态分布,相邻两个脉冲的相位信息不变,因此不会有多普勒频移信号产生。当超声波遇到前述的不规则界面时,声波会在界面内发生多重反射,由于不同频率的超声波的波长不同,脉冲中的不同频率超声波的多重反射的与入射角度的关系也不同,最终导致返回探头的回声信号中的频率分布不再呈现为正态分布,而是呈现为下图②中的不规则分布。由于检查过程中探头与界面之间不可避免的出现位移,致使相邻两个脉冲信号的入射角出现轻微的差异。这样相邻两个脉冲在不规则强回声界面上的回声信号的频率分布就会如下图②、图③那样分布,其相位完全不同,这种相位差就被仪器误认为频移,表现为多普勒信号了。


图 超声脉冲与不光滑界面的关系示意图。左图显示,超声波在不光滑界面内产生多重反射,右图①显示超声脉冲内的频率呈正态分布,右图②③显示两个相邻脉冲的回声信号由于内部多重反射的存在导致频率分布完全不同。


第二种解释与第一解释大致类似。只是认为,两个脉冲在不规则强回声界面上的回声信号的频率分布的不同是由于多重反射放大了仪器固有的相邻脉冲之间的相位差。仪器固有相位差是由于仪器本身的电子时钟不精准所致,因为每个脉冲的发射是由电子时钟按照时间控制的。电子时钟的这种不精确是仪器固有的。


实际工作我们发现,大部分的快闪伪像出现在结晶体的后面。其中以泌尿系统最为常见。快闪伪像已经成为泌尿系结石鉴别诊断的重要征象。在长时间留置于泌尿系统内各种管道(如导尿管、双J管等)的表面常常会沉积一些尿酸盐结晶,其后面也可以产生快闪伪像,正如网友马相国所展示的那样。

此外,在很多其他结构后面的快闪伪像可以作为临床确诊的依据。如胆囊壁上的强回声后的快闪伪像可以作为胆固醇结晶的征象,胰管的强回声后的快闪伪像可以作为慢性胰腺炎的征象。等等。而有研究发现,乳腺结节内出现快闪伪像时良性可能性更大。恶性肿瘤的钙化通常是由于肿瘤细胞的异常代谢所致,而非结晶体的析出,因此与恶性肿瘤有关的钙化通常不会产生快闪伪像。

其他可以产生快闪伪像的结构还有:前列腺钙化(或结石)、甲状腺结节内的胶态晶体、某些动脉斑块内的钙化、某些金属置入体、胆固醇性胆结石等等。

肠腔巨大粪块后方的快闪伪像。

一个良性乳腺结节内强回声后方的快闪伪像。

胆囊壁胆固醇结晶后的快闪伪像

肾脏铸型结石后的快闪伪像。

输尿管末端结石后的快闪伪像。




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