|
五、成像缺陷和伪影 超声伪影是对解剖结构或功能（如血流）的错误显示。伪影无处不在，在每次超声检查中都可能会遇到。有各种超声伪影，超声医生必须识别和处理，因为它们可能掩盖正常的解剖结构或病理变化，或被误解为病变。包括设备伪影、技术伪影、患者运动（在兽医学中一直是一个问题）和超声与组织相互作用产生的伪影。为了识别在扫描过程中产生的许多伪影，超声医生必须熟悉超声与组织的相互作用，正如我们已经讨论过的。最终，人们在超声显示器上看到的东西可能不是正确的。Kirberger发表了一篇关于超声伪影的优秀兽医文献综述。 有些伪影是由于设备使用、控制设置或扫描程序不当造成的，可以避免。这些问题将在第四章中进行讨论。其他伪影超声医生是不能控制的，甚至是现代的超声技术设备所固有的基本物理假设。这些基本的物理假设包括超声波以直线传播，超声波以恒定的速度传播，回声仅来自位于主束轴上的物体，回波强度与组织或器官的反射或散射特性有关。当这些假设中的一个或多个不能被满足时，就会出现超声伪影，显示的是不真实、缺失、错位的解剖结构或回声性能、形状或大小不正确。虽然许多伪影是无益的，但也有一些是有益的，并有助于对超声图像的解释（例如，后方回声增强，声影，混响伪影）。Kremkau将超声伪影分为传播伪影和衰减伪影两种类型。 1. 传播伪影 （1）侧叶伪影 侧叶伪影，通常包括旁瓣伪影和格栅瓣伪影，指超声图像上远离声束轴的“幽灵图像”（图1-37 A）。侧叶伪影是由偏离主声束轴的微小次级声波（基础频率相同）产生的。当足够强度的次级声波与高反射界面相互作用并返回到探头时，回声被错误地显示在主束的路径上，即使它们不是来自主声束。弯曲表面（如横膈膜、膀胱或胆囊）以及强反射界面（如空气）是常见导致侧叶伪影的产生（图137 B）。次级回声强度比主声束要小得多，常在无回声结构中出现，你泥沙样回声（图1-38）。泥沙样回声指在无回声结构（如膀胱和胆囊）中出现类似于真正的异常胆汁或尿液的错误回声。侧叶伪影具有阈值效应，当仪器设置（增益、功率）降低时，侧叶伪影将消失或亮度大大降低，而真实结构的回声会依然存在。当探头的焦点位置更深或使用不同的探头时，侧叶伪影可能会消失（见图1-37 C）。这些伪影的形状和强度也随探头的不同而变化。侧叶伪影无处不在。 侧叶伪影包括旁瓣伪影和格栅瓣伪影，在实践中，两者都会在主图像上形成错误的幽灵图像，并且本质上无法区分。从技术上讲，旁瓣伪影可以发生在任何类型的探头，单晶片探头或阵列探头；格栅瓣伪影只发生在阵列探头，由多个压电元件相互作用产生。旁瓣伪影仅略微偏离主声束轴，而格栅瓣伪影则偏离主声束轴角度更大。有文献报道，通过体外研究重现了不同探头类型的旁瓣伪影和格栅瓣伪影，并能在体内识别这些伪影。在这篇文章中，当邻近无回声区域（如尿液）的高反射性物体（如膀胱壁）被成像时，在体内可以出现体外试验实验时形成的伪影。
图1-37 侧叶伪影。A：侧叶伪影示意图。在一个侧叶内的两个强反射点（实际位置）。产生大量回声，被错误地显示在主声束轴上（显示位置）。B：膀胱（UB）内的侧叶伪影（箭头）。C：B中几乎无回声的圆形伪影是由膀胱（UB）腹侧的血肿（箭头）造成的，通过换用低频探头，很容易在其真实位置看到。 （2）切片厚度伪影 切片厚度伪影类似于侧叶伪影，在图像中无回声结构上重叠一个虚假回声。事实上，这两个伪影乍一看可能难以区分。在膀胱和胆囊中，切片厚度伪影类似沉积物（泥沙样物质）（图1-38 A、B）。顾名思义，当超声束厚度（方位角或Z平面）的一部分横跨在囊性结构的壁上时，部分声束在囊内，一部分在囊外。在图像上来自囊外部分的声束的回声被错误地显示在囊性结构中。当声束的整个宽度被放置在囊性结构内时，回声就会消失。切片厚度伪影类似于CT和MRI中的部分体积效应。 有一些方法可以将这种伪影与真实的沉积物区分开来。真实的沉积物通常有一个平坦的界面，而假沉积物的表面是弯曲的。真实的沉积物总是依附于膀胱或胆囊，所以改变动物的体位就会改变沉积物的位置。伪沉积物界面保持垂直于入射声束，而真实沉积物界面随体位而变化（见图1-38 C）。此外，使用高频探头和焦点区内成像，可以减少切片厚度伪影。
图1-38 泥沙样物质。泥沙样物质是侧叶伪影的另一种表现。膀胱和胆囊均可产生侧叶伪影和切片厚度伪影假象。A：膀胱内的远场产生泥沙样物质回声带（箭头）。B：胆囊内呈曲面状泥沙样物质回声（箭头）。C：胆囊中真正的泥沙样物质。注意回声性胆汁和无回声性胆汁之间的界面（箭头）。这是从前腹部的右侧获得的横断面图像，图像的上部是动物的右侧，图像的右侧是动物的腹部，图像的左侧是动物的背部（图像方向见1-36 A）。 （3）混响伪影、振铃伪影、彗星尾伪影 当超声波束在两个高反射界面（气体或金属）之间，或在探头和一个强反射界面之间反复反射时，就会发生混响伪影或多重反射伪影。超声波完全从气体中反射回来，然后在探头和气体之间来回反射，一个超声波脉冲产生多个回声（图1-39）。混响伪影的数量取决于声束的穿透力和探头的灵敏度。如果回声足够强，将显示为初始真实反射界面深处的多次重复反射（图1-40）。皮肤-探头界面是混响伪影（称为外部混响）的常见部位（见图1-39 B）。骨骼、气体或金属等内部反射界面也是内部混响伪影的常见原因。因反射界面的大小、位置、性质和数量不同，混响伪影会有所不同。充气肠段的表面能产生典型的内部混响伪影（图1-40)，探头和动物体之间存在强反射界面（空气）产生接触伪影（图1-3 B）。 每个混响之间的弥漫性回声被称为振铃伪影，是由至少两层气泡之间的喇叭状流体界面产生的。发生病变的肺脏表面和胃肠道成像时常出现振铃伪影。振铃伪影的条纹状特性导致它与彗星尾伪影相混淆。虽然这两个伪影都包含一系列紧密相邻的的回声，甚至呈实线条纹，但是振铃伪影和彗星尾伪影的来源完全不同。振铃伪影来自于气体囊深处的条纹状伪影，而彗星尾伪影是由超声波与金属物体相互作用产生。 彗星尾伪影是一系列紧密相邻的、分散的、非常明亮的、很小的回声，很容易识别。彗星尾伪影的产生是因为金属和周围组织之间声阻抗差异非常大。金属物质（如枪弹丸）或活检针等异物常产生彗星尾伪影。图1-33显示了由金属物体（皮下注射针）产生的彗尾伪影。 混响、振铃和彗星尾伪影通常会掩盖更深的结构。然而，如果在腹膜腔内的气体（继发于肠破裂）、脓肿或可能存在金属颗粒的外部软组织中检测到它们，则这些伪影是有用的。
图1-39 混响伪影。图解超声混响伪影的形成原理。在这个例子中，一部分超声束被肠腔内的气体强烈反射而不返回探头，这部分声束在探头与肠管之间反复反射，形成有规律的间隔的回声界面，向图像深部逐渐延伸。
图1-40 混响伪影。A：在结肠图像中可以看到混响伪影。最浅的回声线是结肠内真正的气体界面(长箭头）。在更深的组织中可以看到两个重复的回声线伪影，间隔相同（箭头）。请注意，由于衰减存在，重复回声的亮度随着深度的增加而减小。在混响伪影之间，有一种被称为振铃伪影的回声。B：胃内气体产生的混响伪影和振铃伪影。混响伪影的重复线不像A中那样明显，振铃伪影更明显。 （4）镜像伪影（多路径伪影） 当遇到隔膜-肺界面等大反射面时，器官或结构的位置解读可能会发生错误。在这些条件下，最常见的是镜像伪影（图1-41)。 镜像伪影是由弯曲的强反射界面产生的，如隔膜-肺界面。部分谐波以非入射的角度被反射回肝脏，回声由肝脏沿着与膈肌-肺界面相同的路径返回到探头。超声仪器假设声波脉冲和反射的回声以直线直接进出探头。如果由于多次反射（多路径）导致回声返回时间延迟，机器将较浅表结构的回声沿着光束轴显示在更深的位置（头侧到膈膜-肺界面）。由于往返时间的增加，在这个错误的位置产生了镜像伪影（图1-42）。 肝脏或胆囊会在胸腔前部到膈肌位置形成镜像伪影。这种伪影与膈肌破裂或肺脏病变相类似。镜像伪影在任何存在强反射的弯曲界面处都会出现。当扫描盆腔入口（结肠）或颈部（气管）时，可以看到镜像伪影，也可能发生在非常意想不到的位置。
图1-41镜像伪影。 图中超声束被反射偏离肺-膈肌界面的曲面，与胆囊相互作用。返回的回声遵循同样的过程，最终到达探头。由于回声返回所需的时间较长，像周围的肝脏一样，胆囊被错误地定位到视野深处。真正的肝和胆囊也会在膈-肺界面右侧的适当解剖位置显示。
图1-42 镜像伪影。 A：肝脏的图像被错误的显示在胸腔（镜像伪影），位于肺回声界面的左侧（****）。可见一个单独的振铃伪影，表明肺表面不规则（箭头）。B：肝脏、胆囊和胆结石的镜像伪影显示在肺-膈肌界面的左侧。 （5）折射伪影 如前所述，折射是超声与组织正常相互作用的一部分。然而，折射也会产生误导性的伪影。当入射的声波穿过具有不同声阻抗的组织时，超声波束就会发生折射。传输到第二个介质的声波方向发生改变（图1-43)。这可能导致反射器（例如，器官）错误显示。幽灵伪影和器官重叠伪影等体内折射伪影已经在人类中被描述过。幽灵伪影也称为双图像伪影或分裂伪影，是女性盆腔检查中常见的伪影。 器官重叠伪影，甚至三次重叠伪影具有相似的物理特征。肥胖患者的肾脏长常出现这种伪影。声束在脾脏或肝脏和邻近的脂肪之间发生折射，并产生肾脏的重叠伪影。声影和后方回声增强伪影也属于折射伪影部分，另外讨论。
图1-43 超声衰减。入射超声波束穿过不同的声阻抗介质（介质1、介质2）时发生反射、折射（透射声束）和散射。I：入射声束，T：探头。 （6）传播速度误差伪影 当声波在同一器官近场的两种组织中传播速度不同时，就会出现传播速度误差伪影。这种伪影会导致器官的边界发生轻微的错位，并显得不规则，还会影响对结构或病变的精确测量。常见的例子是覆盖在左肾上的脾脏和脂肪（图1-44）。因为超声波在脾脏的速度大约为1540 m/sec，但在脂肪中的速度要慢一些（1450 m/sec），肾脏深处的部分脂肪被错误地显示为比实际深度更深，产生了不均匀的边缘。这是因为超声仪器假定所有超声波回声的平均速度为1540 m/sec。 在人类中，肝脏脂肪高回声团块与膈肌后移的伪影位有关。这也可以在犬和猫身上看到， 与肝脏的腹侧或背侧缘相比，在肝脏的中心有大量的脂肪，导致肝脏向头侧移位或横膈膜边缘模糊。这种移位是由于声波在脂肪中速度较低，延长了回声的返回时间，从而增加了距离。 其他的膈肌移位是由腹部或胸腔积液引起的。膈肌不连续是声束在肝脏和液体界面发生折射的结果。
图1-44 传播速度误差伪影。 左肾（LK）表面被伪影抑制（箭头），因为超声波在近场中肾脏邻近的脂肪内传播速度较慢。在近场的左侧，脾脏紧邻肾脏，近场的右侧有一小肠环。 2. 衰减伪影 （1）声影 声影表现为高回声结构深部的低振幅回声区域（低回声到无回声区域）。声影是组织对声波几乎完全反射或吸收的结果。发生衰减的声束的横截面积越大，声影就越大。气体或骨骼能产生这种伪影（见图1-3)。在软组织-气体界面，99%的声波被反射，由于多次反射、混响或两者同时存在，声影看起来有点“脏”（不均匀）（图1-3 a）。在软组织-骨骼界面，超声波束的很大一部分被吸收，因此没有混响，声影看起来比较“干净”(均匀的黑色（图1-45)。尿结石和胆结石类似骨骼，形成强烈、干净的声影（图1-46)。肠道中高浓度的钡造影剂也会产生声影。需要注意的是，少量稀释的钡造影剂不会形成声影，或与肠腔内的气体相区别。 然而，肮脏和干净的声影并不是绝对的。有时，气体会产生鲜明的、干净的声影，相反，钙化的结构会产生肮脏的声影。大小、相对于焦点区域的位置、探头频率和结石的组成是识别远端声影的关键。结石必须靠近探头的焦点区域，并且至少与入射声束一样宽，才能产生明显的声影。 在幽灵伪影中的结石不一定会产生声影。如果结石位于聚焦声束的较宽部分，则声束的衰减不足，也没有明显的声影。声影似乎与结构的内部组成无关，相反与反射界面的性质有关。
图1-45 声影。 猫钙化的右肾上腺显示一个完整（“干净”）的声影（箭头），在肾上腺回声表面的深处显示为无回声空洞。
图1-46 声影。 多发性囊性结石形成一个完整的声影。 （2）侧边声影 在圆形或囊性结构的外侧边缘的远端偶尔可见声影，这是超声束在流体-组织界面折射，声速在通过充满流体的结构时速度降低的结果（图1-5）。这种圆形结构边缘的折射也称为侧边声影，通常可见于圆形结构的边缘，如膀胱、胆囊、肾上腺或肾脏，甚至肾髓质-憩室交界处（图1-47）。 为了更好的理解声束在高声速或低声速的圆形结构内声波传播速度令人迷惑的行为，进行了体内和体外的研究。在声速较高的区域，反射声束由于反射界面的形状而发散，折射声束也由于整个声束的折射角度的变化而发散（散焦）。在声速较低的区域，反射声束再次发散，而折射声束由于该区域的透镜作用而收敛（聚焦）。除了这种行为之外，回声数量的变化（由聚焦作用和囊肿内液体与周围组织之间的差异衰减引起）也会引起侧边声影。 在腹腔积液患者的后腹部进行扫描时，可以看到膀胱壁的中间类似膀胱壁缺损的低回声部分（图1-48）。膀胱壁缺损伪影是由声束折射引起的声影。
图1-47 侧边声影。 A：肾脏边缘（长箭头）和肾脏皮质-髓质交界处(箭头）有黑色的侧边声影。此外，还存在侧叶伪影，图上没有标识。 B：非常小的结构也能够形成侧边声影（箭头），如图中电子光标之间之间的肾上腺。
图1-48 侧边声影。侧边声影造成膀胱壁缺失的错误假象（箭头）。F：腹腔积液。 （3）后方回声增强 后方回声增强（也称为声增强或传播增强）指在低衰减结构末端的回声振幅局部增强（图1-49)。在超声扫描中，通常见于胆囊和膀胱的远端，呈现一个亮度增加的区域。这种伪影有助于区分囊肿与实质性低回声到无回声的结节或肿块。囊肿的边界光滑、清晰，脓肿、肉芽肿和肿瘤的边界不规则、不清晰，这有助于区分不同类型的肿块。 声影和后方回声增强也可能在意想不到的地方发生。高回声团块伴随远端回声增强和无回声团块伴随远端声影偶尔也可以见到。想要理解这些明显相反的表现，必须回顾一些基本的超声物理学特性。声束衰减是吸收、反射和散射的结果，吸收主要发生在软组织（图1-43)。因此，回声性（散射水平）和衰减可能不相关，高衰减或低衰减既能形成高回声，也能形成低回声。虽然散射也可能形成高回声，事实上，高回声肿块伴随远端增强表明病变是低衰减的。
图1-49 后方回声增强。无回声小囊肿（电子光标之间）深处的肝实质比周围相同深度的肝组织更亮（箭头），这是因为穿过囊肿的超声束没有衰减，比通过肝实质的相邻超声束具有更高的能量。被称为后方回声增强。 |
|
|
