第三章、超声成像技术及伪像

《超声诊断学》第三章超声成像技术及伪差漳州市中医院超声科：谢金攀学习目标1、掌握超声成像的基本要求;超声显示方式及其意义。2、熟悉超声成像中的常见伪差及应对措施。第一节超声成像的基本要求1、超声成像的分类2、声束聚焦3、对数放大器及功能4、时间增益补偿/深度增益补偿5、数字扫描转换6、后处理7、灰阶处理超声成像的分类扫描成像速度功能实时成像每秒24帧以上实时观察显示与记录各种静态和活动脏器的情况准实时成像介于之间观察一些脏器的活动情况，但显示不连续静态成像每秒几帧以下只能显示静态补充了解：频帧（FR）是指超声仪每秒钟成像的帧数，单位Hz。2NDcFR声束聚焦作用：对声束的分布加以限制，使得焦区的声束变窄。意义：提高超声的（侧向和横向）分辨力。非电子聚焦电子聚焦焦点位置固定可变主要提高横向分辨力纵向分辨力方式声透镜、声反射、压电材料凹面聚焦相位控制：分段式或折线式聚焦应用多晶体探头的短轴多晶体探头的长轴单晶体探头对数放大器及功能背景原因：超声振幅（超声信号）差别特别大，最大可达106倍以上。1、压缩强信号，保证信号失真度小；2、有效放大弱信号，保证信号不丢失；3、抑制噪声，保证系统具有较高的信噪比。补充了解：动态范围（DR）：用对数值代替绝对值来显示，超声回波信号幅度的对数值范围就是动态范围，单位为分贝（dB）。MinMaxDR有用信号电压幅度lg20时间增益补偿(TGC)/深度增益补偿(DGC)作用：对不同深度的相同病变仍能获得相近的声像图表示。方式：通过改变图像亮度。折线式和曲线式调节。背景原因：衰减数字扫描转换（DSC）补充了解：模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息，模拟信号其特点是幅度连续(连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。模拟信号按一定的时间间隔T抽样后的抽样信号，由于其波形在时间上是离散的，但此信号的幅度仍然是连续的，所以仍然是模拟信号。数字信号指自变量是离散的、因变量也是离散的信号。数字信号是用两种物理状态来表示0和1的，几乎复杂的信号处理都离不开数字信号。模拟信号数字信号存储器输入信号(超声回波电信号)输出信号(在屏幕上显示出来)模/数转换数/模转换后处理后处理常用7种：作用：线性处理整个声像图信号按一定的比例进行放大或缩小。对数处理提升弱并抑制强信号指数处理加强强信号并抑制弱信号S形曲线处理强、弱信号抑制，中等信号放大反S形曲线处理对强、弱信号都进行强化，对中间信号进行抑制。窗口提升处理提升强化某一范围的信号，其余信号不受影响。窗口抑制处理加强抑制某一范围的信号。灰阶处理以不同的声像图亮度级别来显示对应回声的振幅强弱。灰阶数（由系统位数决定）越大，系统能够区别振幅变化的能力就越强。人眼能够分辨的灰阶范围：12~16级补充了解：灰阶：灰色色调的数量，表示图像上黑色到白色之间的灰度（亮度：Brightness）等级，故灰阶超声成像又称为B型超声成像。第二节超声显示方式及其意义1、脉冲回声法2、差频回声法3、非线性血流成像法4、时距测速法5、其他脉冲回声法一维纵轴横轴：时间轴应用A型（振幅调制型）回声信号的振幅一般代表人体软组织的浅深（可在电子标尺上直读）目前在眼科临床仍有应用M型（活动显示型）为距离轴，代表界面深浅；回声信号以光点辉度的形式显示心脏超声检查探头发射短脉冲超声，脉冲重复频率（PRF）500~1000Hz或更高。B型（辉度调制型）：回声信号的强弱以光点亮度表示,显示二维断层声像图。A型超声B型超声差频回声法（一维）多普勒超声脉冲多普勒（PW）连续多普勒（CW）探头发射及接收方式单晶片（或一组）发射或接收双晶片（或两组），其中一个连续发射，另一个连续接收距离选通有（可选择不同的检查深度）无（缺乏距离分辨力）频谱混叠流速过高时会（最大显示频率受脉冲重复频率的限制，故检测高速运动信号受限）理论上不会（检查目标运动速度没有限制）用于多个目标的检查单个目标的检查彩色多普勒超声：在脉冲多普勒基础上发展起来，采用选通门进行多通道多点采样，将其所接收的信号经自相关技术处理后并以伪彩色编码方式来显示血流信号，显示二维频谱信号目标速度。通常以红色表示朝向探头方向运动的血流，以蓝色表示背离探头方向流动的血流，以亮度表示血流的速度。非线性血流成像法非线性血流成像法是超声造影显像的一种方法。高频谐波有助于提高成像的精度和清晰度。（谐波本身由于超声的非线性效应产生，故名非线性血流成像法）在血管内注入造影剂，产生大量稳定的微小气泡，信号经滤波处理，提取二次谐波的信息成像。背景知识了解：通常把振动系统的最低固有频率，称为基频或基波，而谐波是指频率等于基频整数（n）倍的正弦波，能量更大。在某些谐波丰富的情况下，滤去基波（基频），利用谐波的信息进行成像，称谐波成像。谐波成像的方法主要分为两大类：对比谐波成像和组织谐波成像（THI）。对比谐波成像是利用超声造影剂的谐波进行成像的技术。组织谐波成像是利用组织的非线性声学产生的谐波进行成像。其他超声成像技术时距测速法：直接对血流速度进行彩色编码。三维超声四维超声：三维超声图像加上时间维度参数。弹性成像超声新技术：炫彩成像（HDliveFlowSilhouette）上市机型：GEVolusonE10第三节超声伪差1、混响效应2、振铃效应3、镜像效应4、侧壁失落效应5、后壁增强效应6、声影7、旁瓣效应8、部分容积效应9、衰减伪差混响效应VS振铃效应多次反射产生条件常见于相同点不同点混响效应①平滑大界面；②两边声阻抗差别大；③前面组织衰减小①膀胱前壁、胆囊底部及大囊肿前壁；②含气的肠道扫描图中也可出现。振铃效应③交界处声束接近全反射①胃肠道及肺部等含气部位的检查中；②胆囊壁内胆固醇小体伴少量液体时；③换能器与皮肤局部耦合不好亦会出现。混响效应（早孕，膀胱内透声差）肠气干扰小结石的慧尾征衰减伪差，后壁增强效应VS声影衰减伪差增益补偿产生条件常见于不良后果低衰减组织后壁增强效应TGC“过补偿”①被扫查组织中某一区域的声强衰减比周围组织小很多。②低频换能器的后壁增强效应更明显。①囊腔、脓肿及其他液区；②某些小肿瘤如小肝癌亦可见。衰减伪差：造成对后方组织的识别影响高衰减组织声影TGC正补偿①“失照射型”声影：声束遇到强反射体，如骨骼、气体、钙化物和金属植入物等；②“衰减型”声影：声束遇到衰减较强且较厚的组织，如韧带或纤维组织等；③“侧后”声影：声束在组织内全反射，因声束扫到圆形组织或病灶的边缘时入射角过大。同左侧后声影旁瓣效应（1）主瓣和旁瓣：在邻近探头的一段距离内，声束宽度几乎相等，称为近场区；声束在近场区的强度分布是高低起伏的，称为复瓣区，其中强度最大、处于声源中心的一个为主瓣，其轴线与声源表面垂直。主瓣周围呈对称分布的数对小瓣称旁瓣，最靠近主瓣的旁瓣为第1旁瓣。旁瓣效应（2）定义：旁瓣效应指第一旁瓣成像重叠效应所产生的伪差。旁瓣也可以产生回声信号，但超声仪器将其视为中轴主瓣的回声，与主瓣图像重叠产生伪差。但旁瓣对同一靶标的测距长且图形甚淡。旁瓣效应（3）在结石强回声两侧出现“狗耳（dogear）”样图形容积效应1（声束宽度伪像）产生机制：当检查目标尺寸小于声束宽度，或者尺寸虽然大于束宽，但只有部分处于声束内时，则检查目标就会与周围组织的回声重叠。容积效应（声束宽度伪像）2容积效应（声束宽度伪像）3侧壁失落效应产生机制：当①扫查曲率半径大的界面时，如果②入射角特别大，则反射角也过大，使反射声束会发生偏离而不能被探头接收，导致两侧壁在声像图上不被显示。声像图上可清晰显示细薄的前、后壁，但侧壁不能显示。肝小囊肿：侧壁失落，后方回声增强，三维立体球形，内无多普勒血流信号镜像效应产生机制：当①声束遇到深部大而光滑的界面，且②两边组织的声阻抗差别较大时，界面处的强反射声束又作为第二声源对界面上方的散射体进行照射，形成与光学镜像类似的虚像，该虚像位于界面下方的低回声区。虚像总是出现在实像的远端，且虚像与实像有一定的畸变。肝血管瘤及其镜面伪像补充扩展：其它伪差（伪像）折射重影效应层厚伪像各向异性伪像仪器性伪像折射重影效应：由于双侧的内向折射，则1个靶标可同时被两处声束所测到。部分小结伪差常见于声像特点旁瓣效应子宫、胆囊、横膈等的检查中检查充盈膀胱下方的子宫时在后缘面上方出现的淡淡浅弧状线条，以及胆囊无回声区内的斜形细小点状回声分布。部分容积效应①腹部大血管和肝、肾小囊肿的扫查中显示组织内部出现细小的回声。②胆囊扫查含气的十二指肠与胆囊切面重叠，会产生胆囊内结石的伪差。侧壁失落效应囊肿和血管的侧壁声像图上可清晰显示细薄的前、后壁，但侧壁不能显示。镜像效应横膈附近虚像总是出现在实像的远端，且虚像与实像有一定的畸变。注意：可能多种伪差同时存在。超声伪差的应对措施超声伪差应对措施镜像伪差改变扫查部位和角度，变化了的声束方向可识别镜像效应。侧壁失落效应探头沿检查面移动或旋转一定的角度可改善。声影在超声扫查时如果采用复合扫描，或检查中采用多层面、多角度操作以改变声束方向和检查部位，可以弥补声影造成的影响。部分容积效应①在检查过程中应作纵、横相互垂直切面，并侧动探头，改变声束方向，从不同角度观察对比，可弥补部分容积效应造成的影响。②聚焦区的正确放置有助于减少声束宽度伪像。经验之谈：①从不同角度（立体地、动态地）观察对比，如改变体位或扫查部位。②改变成像方法，如调节增益、聚焦或采用组织谐波。横看成岭侧成峰思考题几种主要伪差的图像特点？