第三章超聲成像技術(shù)及偽像

《超聲診療學(xué)》

第三章超聲成像技術(shù)及偽差

漳州市中醫(yī)院超聲科：謝金攀學(xué)習(xí)目的1、掌握超聲成像的基本要求;超聲顯示方式及其意義。2、熟悉超聲成像中的常見(jiàn)偽差及應(yīng)對(duì)措施。

第一節(jié)超聲成像的基本要求1、超聲成像的分類(lèi)2、聲束聚焦3、對(duì)數(shù)放大器及功能4、時(shí)間增益補(bǔ)償/深度增益補(bǔ)償5、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換6、后處理7、灰階處理超聲成像的分類(lèi)掃描成像速度功能實(shí)時(shí)成像每秒24幀以上實(shí)時(shí)觀察顯示與記錄各種靜態(tài)和活動(dòng)臟器的情況準(zhǔn)實(shí)時(shí)成像介于之間觀察一些臟器的活動(dòng)情況，但顯示不連續(xù)靜態(tài)成像每秒幾幀以下只能顯示靜態(tài)補(bǔ)充了解：頻幀（FR）是指超聲儀每秒鐘成像的幀數(shù)，單位Hz。

聲束聚焦

作用：對(duì)聲束的分布加以限制，使得焦區(qū)的聲束變窄。

意義：提升超聲的（側(cè)向和橫向）辨別力。非電子聚焦電子聚焦焦點(diǎn)位置固定可變主要提高橫向分辨力縱向分辨力方式聲透鏡、聲反射、壓電材料凹面聚焦相位控制：分段式或折線(xiàn)式聚焦應(yīng)用多晶體探頭的短軸多晶體探頭的長(zhǎng)軸單晶體探頭對(duì)數(shù)放大器及功能

背景原因：超聲振幅（超聲信號(hào)）差別尤其大，最大可達(dá)106倍以上。1、壓縮強(qiáng)信號(hào)，確保信號(hào)失真度??；2、有效放大弱信號(hào)，確保信號(hào)不丟失；3、克制噪聲，確保系統(tǒng)具有較高的信噪比。補(bǔ)充了解：動(dòng)態(tài)范圍（DR）：用對(duì)數(shù)值替代絕對(duì)值來(lái)顯示，超聲回波信號(hào)幅度的對(duì)數(shù)值范圍就是動(dòng)態(tài)范圍，單位為分貝（dB）。時(shí)間增益補(bǔ)償(TGC)/深度增益補(bǔ)償(DGC)作用：對(duì)不同深度的相同病變?nèi)阅苋〉孟嘟穆曄駡D表達(dá)。方式：經(jīng)過(guò)變化圖像亮度。折線(xiàn)式和曲線(xiàn)式調(diào)整。背景原因：衰減

數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換（DSC）補(bǔ)充了解：模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量所體現(xiàn)的信息，模擬信號(hào)其特點(diǎn)是幅度連續(xù)(連續(xù)的含義是在某一取值范圍內(nèi)能夠取無(wú)限多種數(shù)值)。模擬信號(hào)按一定的時(shí)間間隔T抽樣后的抽樣信號(hào)，因?yàn)槠洳ㄐ卧跁r(shí)間上是離散的，但此信號(hào)的幅度依然是連續(xù)的，所以依然是模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)指自變量是離散的、因變量也是離散的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)是用兩種物理狀態(tài)來(lái)表達(dá)0和1的，幾乎復(fù)雜的信號(hào)處理都離不開(kāi)數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)器輸入信號(hào)(超聲回波電信號(hào))輸出信號(hào)(在屏幕上顯示出來(lái))模/數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)/模轉(zhuǎn)換后處理后處理

常用7種：作用：線(xiàn)性處理整個(gè)聲像圖信號(hào)按一定的比例進(jìn)行放大或縮小。對(duì)數(shù)處理提升弱并抑制強(qiáng)信號(hào)指數(shù)處理加強(qiáng)強(qiáng)信號(hào)并抑制弱信號(hào)S形曲線(xiàn)處理強(qiáng)、弱信號(hào)抑制，中等信號(hào)放大反S形曲線(xiàn)處理對(duì)強(qiáng)、弱信號(hào)都進(jìn)行強(qiáng)化，對(duì)中間信號(hào)進(jìn)行抑制。窗口提升處理提升強(qiáng)化某一范圍的信號(hào)，其余信號(hào)不受影響。窗口抑制處理加強(qiáng)抑制某一范圍的信號(hào)?；译A處理以不同的聲像圖亮度級(jí)別來(lái)顯示相應(yīng)回聲的振幅強(qiáng)弱?；译A數(shù)（由系統(tǒng)位數(shù)決定）越大，系統(tǒng)能夠區(qū)別振幅變化的能力就越強(qiáng)。人眼能夠辨別的灰階范圍：12~16級(jí)補(bǔ)充了解：灰階：灰色色調(diào)的數(shù)量，表達(dá)圖像上黑色到白色之間的灰度（亮度：Brightness）等級(jí)，故灰階超聲成像又稱(chēng)為B型超聲成像。第二節(jié)超聲顯示方式及其意義1、脈沖回聲法2、差頻回聲法3、非線(xiàn)性血流成像法4、時(shí)距測(cè)速法5、其他脈沖回聲法一維縱軸橫軸：時(shí)間軸應(yīng)用A型（振幅調(diào)制型）回聲信號(hào)的振幅一般代表人體軟組織的淺深（可在電子標(biāo)尺上直讀）目前在眼科臨床仍有應(yīng)用M型（活動(dòng)顯示型）為距離軸，代表界面深淺；回聲信號(hào)以光點(diǎn)輝度的形式顯示心臟超聲檢查探頭發(fā)射短脈沖超聲，脈沖反復(fù)頻率（PRF）500~1000Hz或更高。B型（輝度調(diào)制型）：回聲信號(hào)的強(qiáng)弱以光點(diǎn)亮度表達(dá),顯示二維斷層聲像圖。A型超聲B型超聲差頻回聲法（一維）多普勒超聲脈沖多普勒（PW）連續(xù)多普勒（CW）探頭發(fā)射及接收方式單晶片（或一組）發(fā)射或接收雙晶片（或兩組），其中一個(gè)連續(xù)發(fā)射，另一個(gè)連續(xù)接收距離選通有（可選擇不同的檢查深度）無(wú)（缺乏距離分辨力）頻譜混疊流速過(guò)高時(shí)會(huì)（最大顯示頻率受脈沖重復(fù)頻率的限制，故檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)信號(hào)受限）理論上不會(huì)（檢查目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度沒(méi)有限制）用于多個(gè)目標(biāo)的檢查單個(gè)目標(biāo)的檢查彩色多普勒超聲：在脈沖多普勒基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，采用選通門(mén)進(jìn)行多通道多點(diǎn)采樣，將其所接受的信號(hào)經(jīng)自有關(guān)技術(shù)處理后并以偽彩色編碼方式來(lái)顯示血流信號(hào)，顯示二維頻譜信號(hào)目的速度。一般以紅色表達(dá)朝向探頭方向運(yùn)動(dòng)的血流，以藍(lán)色表達(dá)背離探頭方向流動(dòng)的血流，以亮度表達(dá)血流的速度。非線(xiàn)性血流成像法非線(xiàn)性血流成像法是超聲造影顯像的一種措施。高頻諧波有利于提升成像的精度和清楚度。（諧波本身因?yàn)槌暤姆蔷€(xiàn)性效應(yīng)產(chǎn)生，故名非線(xiàn)性血流成像法）在血管內(nèi)注入造影劑，產(chǎn)生大量穩(wěn)定的微小氣泡，信號(hào)經(jīng)濾波處理，提取二次諧波的信息成像。背景知識(shí)了解：一般把振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率，稱(chēng)為基頻或基波，而諧波是指頻率等于基頻整數(shù)（n）倍的正弦波，能量更大。在某些諧波豐富的情況下，濾去基波（基頻），利用諧波的信息進(jìn)行成像，稱(chēng)諧波成像。諧波成像的措施主要分為兩大類(lèi)：對(duì)比諧波成像和組織諧波成像（THI）。對(duì)比諧波成像是利用超聲造影劑的諧波進(jìn)行成像的技術(shù)。組織諧波成像是利用組織的非線(xiàn)性聲學(xué)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行成像。其他超聲成像技術(shù)時(shí)距測(cè)速法：直接對(duì)血流速度進(jìn)行彩色編碼。三維超聲四維超聲：三維超聲圖像加上時(shí)間維度參數(shù)。彈性成像超聲新技術(shù)：炫彩成像（HDliveFlowSilhouette）上市機(jī)型：GE

Voluson

E10第三節(jié)超聲偽差1、混響效應(yīng)2、振鈴效應(yīng)3、鏡像效應(yīng)4、側(cè)壁失落效應(yīng)5、后壁增強(qiáng)效應(yīng)6、聲影7、旁瓣效應(yīng)8、部分容積效應(yīng)9、衰減偽差混響效應(yīng)VS振鈴效應(yīng)多次反射產(chǎn)生條件常見(jiàn)于相同點(diǎn)不同點(diǎn)混響效應(yīng)①平滑大界面；②兩邊聲阻抗差別大；③前面組織衰減?、侔螂浊氨?、膽囊底部及大囊腫前壁；②含氣的腸道掃描圖中也可出現(xiàn)。振鈴效應(yīng)③交界處聲束接近全反射①胃腸道及肺部等含氣部位的檢查中；②膽囊壁內(nèi)膽固醇小體伴少量液體時(shí)；③換能器與皮膚局部耦合不好亦會(huì)出現(xiàn)?；祉懶?yīng)（早孕，膀胱內(nèi)透聲差）腸氣干擾小結(jié)石的慧尾征衰減偽差，后壁增強(qiáng)效應(yīng)VS聲影衰減偽差增益補(bǔ)償產(chǎn)生條件常見(jiàn)于不良后果低衰減組織后壁增強(qiáng)效應(yīng)TGC“過(guò)補(bǔ)償”①被掃查組織中某一區(qū)域的聲強(qiáng)衰減比周?chē)M織小很多。②低頻換能器的后壁增強(qiáng)效應(yīng)更明顯。①囊腔、膿腫及其他液區(qū)；②某些小腫瘤如小肝癌亦可見(jiàn)。衰減偽差：造成對(duì)后方組織的識(shí)別影響高衰減組織聲影TGC正補(bǔ)償①“失照射型”聲影：聲束遇到強(qiáng)反射體，如骨骼、氣體、鈣化物和金屬植入物等；②“衰減型”聲影：聲束遇到衰減較強(qiáng)且較厚的組織，如韌帶或纖維組織等；③“側(cè)后”聲影：聲束在組織內(nèi)全反射，因聲束掃到圓形組織或病灶的邊緣時(shí)入射角過(guò)大。同左側(cè)后聲影旁瓣效應(yīng)（1）主瓣和旁瓣：在鄰近探頭的一段距離內(nèi)，聲束寬度幾乎相等，稱(chēng)為近場(chǎng)區(qū)；聲束在近場(chǎng)區(qū)的強(qiáng)度分布是高下起伏的，稱(chēng)為復(fù)瓣區(qū)，其中強(qiáng)度最大、處于聲源中心的一種為主瓣，其軸線(xiàn)與聲源表面垂直。主瓣周?chē)蕦?duì)稱(chēng)分布的數(shù)對(duì)小瓣稱(chēng)旁瓣，最接近主瓣的旁瓣為第1旁瓣。旁瓣效應(yīng)（2）定義：旁瓣效應(yīng)指第一旁瓣成像重疊效應(yīng)所產(chǎn)生的偽差。旁瓣也能夠產(chǎn)生回聲信號(hào)，但超聲儀器將其視為中軸主瓣的回聲，與主瓣圖像重疊產(chǎn)生偽差。但旁瓣對(duì)同一靶標(biāo)的測(cè)距長(zhǎng)且圖形甚淡。旁瓣效應(yīng)（3）在結(jié)石強(qiáng)回聲兩側(cè)出現(xiàn)“狗耳（dog

ear）”樣圖形容積效應(yīng)1

（聲束寬度偽像）產(chǎn)生機(jī)制：當(dāng)檢驗(yàn)?zāi)康某叽绮徊恍∮诼暿鴮挾?，或者尺寸雖然不小于束寬，但只有部分處于聲束內(nèi)時(shí)，則檢驗(yàn)?zāi)康木蜁?huì)與周?chē)M織的回聲重疊。容積效應(yīng)（聲束寬度偽像）2容積效應(yīng)（聲束寬度偽像）3側(cè)壁失落效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)制：當(dāng)①掃查曲率半徑大的界面時(shí)，假如②入射角尤其大，則反射角也過(guò)大，使反射聲束會(huì)發(fā)生偏離而不能被探頭接受，造成兩側(cè)壁在聲像圖上不被顯示。聲像圖上可清楚顯示細(xì)薄的前、后壁，但側(cè)壁不能顯示。肝小囊腫：側(cè)壁失落，后方回聲增強(qiáng)，三維立體球形，內(nèi)無(wú)多普勒血流信號(hào)鏡像效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)制：當(dāng)①聲束遇到深部大而光滑的界面，且②兩邊組織的聲阻抗差別較大時(shí)，界面處的強(qiáng)反射聲束又作為第二聲源對(duì)界面上方的散射體進(jìn)行照射，形成與光學(xué)鏡像類(lèi)似的虛像，該虛像位于界面下方的低回聲區(qū)。虛像總是出目前實(shí)像的遠(yuǎn)端，且虛像與實(shí)像有一定的畸變。肝血管瘤及其鏡面?zhèn)蜗裱a(bǔ)充擴(kuò)展：其他偽差（偽像）折射重影效應(yīng)層厚偽像各向異性偽像儀器性偽像折射重影效應(yīng)：因?yàn)殡p側(cè)的內(nèi)向折射，則1個(gè)靶標(biāo)可同步被兩處聲束所測(cè)到。部分小結(jié)偽差常見(jiàn)于聲像特點(diǎn)旁瓣效應(yīng)子宮、膽囊、橫膈等的檢查中檢查充盈膀胱下方的子宮時(shí)在后緣面上方出現(xiàn)的淡淡淺弧狀線(xiàn)條，以及膽囊無(wú)回聲區(qū)內(nèi)的斜形細(xì)小點(diǎn)狀回聲分布。部分容積效應(yīng)①腹部大血管和肝、腎小囊腫的掃查中顯示組織內(nèi)部出現(xiàn)細(xì)小的回聲。②膽囊掃查含氣的十二指腸與膽囊切面重疊，會(huì)產(chǎn)生膽囊內(nèi)結(jié)石的偽差。側(cè)壁失落效應(yīng)囊腫和血管的側(cè)壁聲像圖上可清晰顯示細(xì)薄的前、后壁，但側(cè)壁不能顯示。鏡像效應(yīng)橫膈附近虛像總是出現(xiàn)在實(shí)像的遠(yuǎn)端，且虛像與實(shí)像有一定的畸變。注意：可能多種偽差同步存在。超聲偽差的應(yīng)對(duì)措施超聲偽差應(yīng)對(duì)措施鏡像偽差改變掃查部位和角度，變化了的聲束方向可識(shí)別鏡像效應(yīng)。側(cè)壁失落效應(yīng)探頭沿檢查面移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)一定的角度可改善。聲影在超聲掃查時(shí)如果采