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超声伪像形成物理原因分析

时间:2022-03-18 09:48:03 浏览次数:

超声成像是临床医学应用较为频繁的人体组织成像方法,主要运用人类听不到、看不见的超声波能量对人体进行检测。超声成像利用的是声波直线传播的特性,也就是说当声波进入不均匀介质中将沿着来路发生直线反射运动。基于此当超声波在遇到人体组织时将被反射回来,超声仪器在接收到反射回的信息后将对信息进行处理,然后将反射回的信息显示在超声仪器上,最终形成图像。图像在形成过程中会受到仪器工艺、操作者技术甚至患者检测时的状态影响而可能导致最终成像和人体实际组织间的差异,我们把这种差异称为超声伪像或超声伪差。这种差异会影响医生对病人病情的判断,影响临床治疗方案的科学性。由于人体是一种结构复杂的超声传播介质,超声在传播过程中会受到各种物理性质的影响导致临床上没办法准确说出超声伪像形成的原因,且超声伪像无法通过科学的手段进行消除,因此客观上要求医生能具备较强的超声伪像判别能力,能正确识别伪像并以此为依据查看病人的真实病情,采取有针对性的疾病干预措施。

超声伪像并不是人为的结果,也不是偶然出现的失误,而是一种临床上常见的现象,只要运用超声检查技术,不管检查的是哪个部位都可能发生伪像。伪像的表现形式多种多样,其中较为常见的两种是同原异图和同图异质。同原异图是指由于超声波的入射和反射角度间存在差异导致同一原因所成的图像存在不同的表现方式。同图异质顾名思义就是肉眼看上去一模一样的伪像可能包含的信息完全不同。比如说同样都表现为声影,但可能是结石、骨骼、瘢痕甚至是金属物体、液体和气体交接面所反射出来的图像。超声波在人體中传播时会产生十分明显的声速和声衰减改变、折射、反射以及声束扩散现象。不完善的成像系统加上成像诊断的主观性容易造成超声所成图像的假像或畸变,由于伪像并不能完全替代人体组织的结构的特征,因此不能就此说伪像“一无是处”。在声像图中有些伪像的存在预示着患者可能惯有某些自身尚未感知出来的病变,可以说伪像在一些特定情况下反而能提高医生的诊断准确性。因此广大医护人员应了解产生伪像的物理原因,进一步提高伪像在临床医学上的使用效率。下面就几种常见的超声伪像形成物理原因进行分析:

一是声速失真因素。在测量人体软组织时,超声仪器一般会先确定声速的时间标准。1540m/s,是超声在人体软组织中的平均传播速度,因此一般临床上会取这个值为声速的师表。但在实际测量过程中不同的软组织声速是不一样的。根据临床经验总结声速较高的软组织其接受回声时间较早,而声速较低的接收回声则会存在一定的延缓。由于不同组织在超声测量时声速上存在差异,当期在界面上发生折射现象时就容易在横向测距时产生误差。一些声速较高的人体组织在超声测量是会出现测量值过小的问题,如骨骼、眼角膜等;而在测量脂肪瘤等声速较低的组织时最终测量值可能会偏大。在这样的误差情况下表面平整的组织可能呈现出不平整的超声图像,甚至可能阻挡部分结构较小的组织,导致深部超声图像与患者实际组织情况不相符。

二是声影因素。在超声扫描成像过程中可能会遇到具有较强的反射或者声衰减较强的物质,一旦遇到将会影响后方组织的检测,导致在检测区域不能检测到回声,这时在回声后方会出现纵向的条形无回声区域,临床上将这一区域称之为声影。根据临床经验声影伪像经常出现在具有较强吸收性和反射性的物体下方,在超声图像中出现的暗区极可能就是超声检测中存在的盲区。此外在进行单次超声扫描时,超声会经历从低声速介质到高声速介质的过程,当临界角小于人角时会出现全反射现象,导致组织后方出现声影,形成超声伪像。

三是边缘失落因素。相较于普通声波,超声波的频率更高,波长更短且在介质中以直线形式进行传播,因此可用于人体组织检测。但是若超声波在传播过程中碰到声阻抗不等的两种介质界面而其波长又小于界面大小时,超声波会不可避免的出现反射现象。临床上将这种反射成为界面反射,主要用于扫描一些大界面图像。大界面反射原理和几何光学相似,要遵循镜面反射规律,也就是说当在扫描人体组织时若超声束和界面处理垂直状态,超声束会原路返回然后被超声仪器接收。但是在实际检测过程中可能出现超声速和界面不垂直的情况,这时反射的声束将沿着人射角反向返回,导致仪器接收不到信息,出现边缘失落现象造成伪像。

除了上述几种原因,还有很多造成超声伪像的原因,如混晌因素,即超声束在界面和探头中间来回反射,导致多条等距回声且回声强度逐渐减弱的现象;后方回声增强因素,即超声束随着传播深度的增加其强度逐渐减弱导致回波信息产生差异的现象;旁辫因素,即旁瓣在主瓣检测的同时将所成的图像重叠在主瓣图像上导致主瓣超声图像两侧出现拱形长线的现象;切片厚度因素,即当超声束宽度大于病灶大小或只检测到部分病灶时病灶回声和正常组织回声重叠而导致的切片厚度与实际情况不一致的现象。广大医护人员应在工作过程中提升对超声伪像的辨别能力,找出病因,为患者提供有针对性的治疗,帮助患者早日康复。

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