二維超聲心動圖檢查中常見的偽像分析

王瑤

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二維超聲心動圖檢查中常見的偽像分析

王瑤

二維超聲心動圖是臨床診斷心臟疾病最常用的影像技術(shù)，但由于超聲波的物理特性、超聲波與人體組織的相互作用及超聲儀器本身性能等因素，超聲成像中會出現(xiàn)多種偽像。識別超聲成像中的偽像有助于避免由此導(dǎo)致的誤診。本文通過分析二維超聲心動圖檢查中常見的偽像，探討其形成的物理機(jī)制，以及如何避免這些偽像及其導(dǎo)致的誤診。

超聲心動描記術(shù)，二維；偽像

二維超聲心動圖是了解心臟解剖和評估功能最有價值的診斷工具，是臨床診斷心臟疾病最常用的影像技術(shù)［1］。但由于超聲波的物理特性、超聲波與人體組織的相互作用及超聲儀器本身性能等因素，超聲成像中會出現(xiàn)多種偽像。識別這些偽像有助于避免由此導(dǎo)致的誤診。本文通過分析二維超聲心動圖檢查中常見的偽像，探討其形成的物理機(jī)制，以及如何避免這些偽像及其導(dǎo)致的誤診。

一、與超聲波反射或折射有關(guān)的偽像

超聲診斷成像原理基于以下3個物理假設(shè)：①超聲束在介質(zhì)中以直線傳播；②聲速在各種介質(zhì)中均勻一致；③超聲的吸收衰減系數(shù)在各種介質(zhì)中均勻一致［2］。但在人體組織中上述3個假定條件很難滿足，因此會造成圖像與實際組織情況不一致，形成混響、聲影、鏡像偽像及折射偽像等。

1.混響：超聲垂直照射到平整的界面時形成聲束在探頭與界面之間來回反射，出現(xiàn)等距離的多條回聲，其回聲強(qiáng)度漸次減少，稱為多次反射。由多次反射或散射發(fā)生的回聲連續(xù)出現(xiàn)的現(xiàn)象稱為混響偽像［3］。二維超聲心動圖檢查中，當(dāng)心腔內(nèi)出現(xiàn)較強(qiáng)的反射體，如人工心臟瓣膜、主動脈斑塊時，可產(chǎn)生混響偽像［4］，通常在其后方表現(xiàn)為長條狀、多層、重復(fù)分布的帶狀強(qiáng)回聲，即“彗星尾”（圖1A）。固定反射體產(chǎn)生的混響偽像不會隨著心臟的運動而運動，而是作為一個或多個回聲體直接出現(xiàn)于反射體后方，且其距離通常是實際距離的數(shù)倍。加壓探測，等距離多次反射間的距離變??；壓力減小后，距離加大，由此可鑒別混響。通過側(cè)動探頭，避免聲束垂直于界面，或增大近場抑制，可減小混響偽像［3，5］。

2.聲影：超聲對強(qiáng)反射體或聲衰減很大的物質(zhì)后方組織掃描成像時，僅有很少部分的超聲束能通過強(qiáng)反射體，因此其后方區(qū)域內(nèi)檢測不到回聲。強(qiáng)回聲后方出現(xiàn)的無回聲區(qū)稱為聲影［5］。二維超聲心動圖檢查中，人工心臟瓣膜（機(jī)械瓣）和起搏器導(dǎo)線等是非常強(qiáng)的反射體，能限制其后方結(jié)構(gòu)的成像（圖1B）；組織嚴(yán)重鈣化是產(chǎn)生聲影的另一原因。這種情況下，聲影的出現(xiàn)有助于確定強(qiáng)反射體（如鈣化）的存在。通過改變掃查聲窗可見強(qiáng)反射體后方的聲影區(qū)，如從胸骨右緣或劍下聲窗探查可避開二尖瓣位人工機(jī)械瓣的聲影。

3.鏡像偽像：聲束通過介質(zhì)垂直入射到大界面時，在此界面產(chǎn)生強(qiáng)烈的回聲。如果此界面前方有一較小物體，則可產(chǎn)生二次反射，在界面兩側(cè)分別出現(xiàn)一個大小一致且與界面等距離的物像，其中表淺的一個為第一次真實的物象（實像），另一個較深的為其第二次反射的物象（虛像），似以該界面為鏡面而產(chǎn)生的倒影，此即鏡像反射［6］。二維超聲心動圖于胸骨旁左室長軸切面檢查二尖瓣時，在心包－肺界面下方顯示另外一個二尖瓣，其前葉在后，后葉在前，此即二尖瓣的鏡像偽像（圖1C）。識別是否為鏡像反射所形成的偽像，可根據(jù)兩個等距離對應(yīng)出現(xiàn)且大小相同的回聲之間存在一個較強(qiáng)反射的大界面來判斷。通過將病灶的入射聲束與界面垂直，則可在不同位置看到等距離的鏡像。改變聲束與界面之間的夾角，鏡像反射即明顯減弱甚至消失［6］。

4.折射偽像：折射偽像也稱透鏡偽像。聲波以一定角度入射到兩個介質(zhì)的分界面時，一部分聲波反射回第一介質(zhì)，另一部分透過此界面進(jìn)入第二介質(zhì)，稱為折射。折射角與入射角的正弦比值等于界面兩側(cè)的聲速比值。若入射聲束與界面垂直，進(jìn)入第二介質(zhì)的透射聲束方向不變；若入射聲束與界面不垂直，進(jìn)入第二介質(zhì)的折射聲束方向發(fā)生改變，導(dǎo)致聲像圖發(fā)生畸變，被認(rèn)為是探頭正前方物體產(chǎn)生的，此即折射偽像［3，7］。二維超聲心動圖檢查時，折射偽像最常見于劍突下或胸骨旁成像切面，肋軟骨、筋膜結(jié)構(gòu)和脂肪、胸膜和心包表面起著聲透鏡的作用，引起超聲束發(fā)生折射。如二維超聲心動圖于劍突下短軸切面橫切主動脈，聲像圖上出現(xiàn)主動脈的雙像，此即折射偽像（圖1D）。折射偽像容易識別，改變探頭角度，使用另外的聲窗，可以避免折射偽像。

二、與超聲束特點和儀器有關(guān)的偽像

1.旁瓣偽像：旁瓣偽像由超聲束主瓣以外的旁瓣反射所產(chǎn)生。超聲束的主瓣沿聲源軸線方向分布，聲強(qiáng)最大；旁瓣分布于中心軸的兩側(cè)，與中心軸方向呈一銳角，聲強(qiáng)較低。旁瓣在人體介質(zhì)中傳播時，具有與主瓣相同的聲學(xué)特性，遇到界面也產(chǎn)生反射回聲。通常旁瓣回波成像較弱，對主瓣聲像圖影響不大。但當(dāng)遇到聲阻抗差較大的界面時，可產(chǎn)生足以干擾甚至掩蓋主瓣形成的正?；芈?，形成旁瓣偽像［8］。側(cè)瓣偽像在主瓣回聲圖的兩側(cè)產(chǎn)生，呈一弧形線樣［8］。二尖瓣狹窄患者在胸骨旁左室長軸切面旁瓣回聲顯示于后瓣環(huán)兩側(cè)，向遠(yuǎn)側(cè)延伸在左房后壁之前，回聲強(qiáng)時將左房分成兩部分，極似左房后壁回聲，故導(dǎo)致錯誤估測左房大小。另外，產(chǎn)生于高反射的主動脈竇管交界的側(cè)瓣偽像有可能誤診為主動脈腔內(nèi)的夾層片（圖2A），可通過側(cè)動探頭改變聲束入射角或降低增益使旁瓣接收弱信號。

2.聲束寬度偽像：又稱為“部分容積效應(yīng)”。目前大部分儀器和換能器的超聲束僅能在有限距離內(nèi)聚焦，超過聚焦區(qū)則聲束分散。在成像平面內(nèi)，聲束寬度越大，側(cè)向分辨率越差。若病灶尺寸小于聲束寬度；或病灶尺寸大于聲束寬度，但僅有部分病灶位于聲束內(nèi)時，病灶回聲與周圍正常組織回聲則發(fā)生重疊，形成聲束寬度偽像［7］。二維超聲心動圖于胸骨旁主動脈根部短軸切面掃查縱隔腫塊患者肺動脈時，由于部分容積效應(yīng)，在主肺動脈腔內(nèi)正常的情況下可顯示主肺動脈內(nèi)存在腫塊的假象（圖2B），通過調(diào)整聚焦區(qū)或改變成像平面可以避免聲束寬度偽像。

3.近場雜波：由于換能器本身的高振幅震蕩，引起所謂的近場雜波，此偽像僅發(fā)生于近場。近場雜波可影響辨認(rèn)距離探頭近的組織結(jié)構(gòu)（如右室游離壁或左室心尖部）［5］。二維超聲心動圖于心尖四腔切面掃查時，近場雜波可被誤認(rèn)為左室心尖部可疑血栓（圖2C）?，F(xiàn)代超聲診斷系統(tǒng)中近場雜波已大大減少。諧波成像和換能器設(shè)計技術(shù)的進(jìn)步使近場雜波偽像的發(fā)生率明顯減小。與血栓不同，雜波不受心室壁運動的影響，且看起來通過心室壁，由此可排除可疑血栓。

總之，二維超聲心動圖檢查中會遇到與超聲波反射和折射有關(guān)的偽像（如混響、聲影、鏡像偽像及折射偽像）及與超聲束特點和儀器等有關(guān)的偽像（如旁側(cè)瓣偽像、聲束寬度偽像及近場雜波）。識別這些偽像，或通過改變成像設(shè)置、成像位置及角度避免偽像的產(chǎn)生，可以避免由此引起的誤診。

圖1 與超聲波反射或折射有關(guān)的偽像

圖2 與超聲束特點和儀器有關(guān)的偽像

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Analysis of artifact in two-dimensional echocardiography

WANG Yao
Department of Cardiovascular Surgery，Chinese PLA General Hospital，Beijing 100853，China

Two-dimensional echocardiography is the most commonly used imaging modality in the diagnosis of heart disease.However，because of the physical properties of ultrasound waves，the interaction of ultrasound waves with tissues，and ultrasound equipment are often confronted with ultrasound image artifacts.It is important to recognize such artifacts in order to avoid misdiagnosis.This article summarizes the most common image artifacts encountered in routine clinical practice and their physical mechanisms，and how to avoid these artifacts and misdiagnoses.

Echocardiography，two-dimensional；Artifact

R540.45

A

2016-07-08）

100853北京市，解放軍總醫(yī)院心血管外科