醫(yī)學超聲偽像及其應對策略

楊兵社，羅婷，張開元，張鵬飛，湯巧

1. 陜西中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院 超聲科，陜西 咸陽 712000；2.陜西中醫(yī)藥大學 醫(yī)學技術學院，陜西 咸陽 712046

引言

在現(xiàn)代醫(yī)學實踐中，醫(yī)學技術主義普遍存在。盡管其形態(tài)多樣，但本質都是對醫(yī)學宗旨的偏離，即醫(yī)生不能完全支配技術，甚至為技術所誤導或“奴役”[1]。超聲是當今世界公認的四大醫(yī)學影像技術之一，超聲診斷儀是國內(nèi)各級醫(yī)院的必備設備。超聲偽像是經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，令人炫目的超聲新技術尤其如此。如果不能及時對其識別，超聲醫(yī)生的診斷意見在為臨床提供有用信息的同時，也會干擾臨床診療決策。因此，探討超聲偽像的特點、類型、表現(xiàn)形式以及應對策略，是臨床超聲的重要課題之一。

1 超聲偽像的特點

超聲偽像是指超聲顯示的斷層圖像與其相應解剖斷面組織實際之間的差異，表現(xiàn)為聲像圖中回聲信息的增添、減少或失真[2]。它具有普遍性、多態(tài)性、發(fā)展性、多元性特點。

1.1 普遍性

偽像的普遍性是指，在超聲臨床檢查過程中偽像并非偶然出現(xiàn)，而是經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象。表現(xiàn)之一，超聲檢查人體任何部位，都可能出現(xiàn)偽像。經(jīng)顱多普勒評價顱內(nèi)血流動力學狀態(tài)會產(chǎn)生斑紋偽像[3]；肺部超聲檢查時在胸膜線后方出現(xiàn)“A”線或“B”線[4]；肝臟、十二指腸內(nèi)容物重疊于膽囊無回聲區(qū)內(nèi)，形成“結石”偽像[5]；晚孕期胎兒超聲檢查，胎頭遠場顱骨內(nèi)側緣會有“液區(qū)”偽像[6]；肌肉骨骼超聲檢查，同一肌束回聲強弱不同的“各向異性”偽像[7]等。表現(xiàn)之二，無論常規(guī)2D超聲，還是超聲新技術，都會產(chǎn)生偽像?；祉?、旁瓣、聲影、部分容積效應、多重反射是經(jīng)典的2D超聲偽像，彩色多普勒血流成像（Color Doppler Flow Imaging，CDFI）技術有“快閃”[8-9]；彈性成像技術有“紅綠藍分層”征[10]；聲觸診（Virtual Touch Quantification，VTQ）技術，當橫波傳播速度大于10 m/s時，有“測不出”偽像；空間復合成像技術有環(huán)形偽像；血管超聲造影有遠場動脈管壁的劑量依賴性非線性傳播偽像[11]。表現(xiàn)之三，不同廠家、不同型號、不同檔次的儀器都會出現(xiàn)偽像。

1.2 多態(tài)性

偽像的多態(tài)性是指其表現(xiàn)形式多種多樣。

（1）“同原異圖”，同一原因造成的偽像，表現(xiàn)形式可完全不同。由于聲波入射與反射角度而引起的偽像，在檢查肌肉肌腱時表現(xiàn)為“各向異性”[7]，在囊腫性病變表現(xiàn)為側方聲影[12]；“混響”效應，在胸膜—肺表面表現(xiàn)為等距離的“A”線，在膽囊、膀胱等器官則表現(xiàn)為前壁后方的“披紗樣”回聲，在子宮節(jié)育器、金屬異物等后方又表現(xiàn)為“彗星尾”征[2]；“混疊”偽像，脈沖多普勒上表現(xiàn)為血流速度和血流方向的反轉，彩色多普勒則顯示為五彩斑斕的信號。

（2）“同圖異質”，同一種偽像，表達完全不同的信息。同樣是“聲影”，可以是骨骼、結石、金屬，也可以是組織瘢痕，或是氣體和薄層液體的交界面反射[2]；同樣是彩色多普勒“快閃”，可以出現(xiàn)于泌尿系結石后方，也可以出現(xiàn)于膽囊壁的膽固醇結晶、腺體內(nèi)鈣化灶或者節(jié)育器后方[9]。

1.3 發(fā)展性

偽像的發(fā)展性是指其種類、表現(xiàn)形式隨超聲新技術的出現(xiàn)而不斷變化。早在1965年，Baum就發(fā)現(xiàn)當用A型超聲檢查眼球內(nèi)異物時，因為異物與球內(nèi)組織聲速的差別，可造成球后壁隆起的偽像[13]；二十世紀80年代以來，2D超聲中的旁瓣、鏡影、多重反射、側邊回聲失落、后方聲影、容積效應等偽像，相繼被報道；二十世紀90年代以后，隨著彩色多普勒技術廣泛應用于臨床，CDFI的“快閃”“溢出”“深部組織血流缺失”“掩蓋”等偽像形式不斷被認識[8-9,14-15]；進入21世紀以后，隨著彈性成像技術的出現(xiàn)，“紅綠藍分層”偽像、“聲速測不出”等偽像也隨之出現(xiàn)[10]；近年被廣泛應用的胎兒3D成像，常會出現(xiàn)諸如所謂的運動、閾值、方向、幀失落等多種多樣的偽像[16]。

曾有作者認為，超聲偽像會隨著儀器檔次的提高而消除。然而事實是近年來各廠家推出的各種高檔數(shù)字化超聲儀器，如法國Echoscan 公司的Voluson系列、韓國三星公司的VS系列、美國GE公司的E系列儀器等，都沒有完全消除偽像。

1.4 多元性

偽像的多元性是指其成因具有儀器設計、材料工藝、受檢者狀態(tài)、操作者技能等多方面的原因[17]。超聲儀器在設計時普遍采用了如下3大假設即：聲波在人體組織內(nèi)呈線性傳播，不同組織聲速相同，各種組織衰減相同[12]。而事實并非如此，超聲在人體內(nèi)的傳播是非線性的，不同組織聲速有很大差別，各種組織的衰減亦不相同。如肺和骨骼，二者聲速相差一個數(shù)量級；骨骼和肝臟，聲衰減相差在5倍以上。以上儀器設計模型與人體實際聲學特性之間的差別，必然導致偽像產(chǎn)生。但遺憾的是，在各廠家提供的技術白皮書中，對此很少有說明。

此外，早期的超聲探頭，采用天然石英材質，硬度大、難切割、精度低，因而旁瓣、容積效應等偽像非常嚴重。以后采用鋯鈦酸鉛材料，偽像減少。再后來采用壓電高分子聚合材料，圖像質量顯著改善。隨著納米壓電陶瓷材料的應用，因探頭材料與工藝帶來的偽像會逐步減少，但完全消除卻是不可能的。

受檢者狀態(tài)的改變，也會帶來偽像。例如：當患者心率過快時，正常室間隔可出現(xiàn)“過隔血流”偽像；膽囊切除手術中在膽囊床部位放置的可吸收性材料，術后短期內(nèi)可造成膽囊床“積液”的假象[17-18]。

操作者對儀器的熟悉與掌握不到位，也會產(chǎn)生偽像。例如：頻譜多普勒測量血流速度，由于未進行角度矯正，或角度矯正不當，導致的儀器給出的血流速度常遠高于實際血流速度；CDFI速度標尺設置不當，引起“彩色外溢”或深部組織血流缺失；組織彈性成像中，由于手法問題可將脂肪瘤樣結節(jié)判定為“硬”結節(jié)。

2 超聲偽像的類型

超聲偽像的成因復雜，表現(xiàn)多樣，截止目前，已經(jīng)報道的超聲偽像不下百種。不同的分類標準，產(chǎn)生不同的結果。筆者從臨床實用的角度，提出以下幾種分類方式。

2.1 按信息處理環(huán)節(jié)分類

超聲成像過程有聲波的發(fā)射、接收、信號處理、圖像轉換等環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生偽像。因此，按產(chǎn)生環(huán)節(jié)可分為信息采集偽像、信息加工偽像和圖像處理偽像。如目前廣泛應用于產(chǎn)前超聲檢查的3D超聲技術，采用二維面陣探頭、多波束形成器進行聲波發(fā)射與接收，當有胎動時，胎體圖像就會扭曲，形成信息采集偽像[16]；在對回波進行信號處理時由于組織的衰減，深部組織得到的聲能減少，因而儀器設計時會按照每1 cm深度1 dB的固定標準進行深度補償，由于人體不同組織衰減系數(shù)相差5倍，直接導致衰減系數(shù)大的組織后方回聲偏低，而衰減系數(shù)小的組織后方回聲增強，形成液性結構后壁及后方的回聲增強偽像；在圖像處理階段，CDFI幀頻與2D圖像幀頻之間存在的頻率差別，有時會導致2D圖像上血管位置與CDFI血流信號顯示的血管位置在空間上的“移位”；在對胎兒面部進行3D成像時，若對感興趣區(qū)域選擇不當，就會造成假性唇裂的偽像[16]。

2.2 按操作者與否可控分類

按照操作者是否可控分為系統(tǒng)偽像和操作偽像。儀器設計所采用的假設與人體實際聲學特性之間差異造成的偽像、儀器生產(chǎn)中所使用的材料與工藝而導致的偽像，這二類偽像為儀器所固有，非操作者人為所致，筆者稱之為系統(tǒng)偽像。如2D超聲中的旁瓣、鏡影、多重反射、側邊回聲失落、后方聲影、CDFI的“快閃”等，因操作者使用不當而產(chǎn)生的偽像，稱為操作偽像。

2.3 按照對醫(yī)生診斷的影響分類

按照對醫(yī)生診斷方向的影響，分為干擾偽像和指示偽像。干擾偽像，大多因操作不當所致。往往對診斷帶來干擾甚至導致誤診或漏診。如腹直肌檢查時的鏡影偽像，可以造成兩個腫瘤的誤判；彩色多普勒“溢出”偽像，可造成對血管直徑測量的不準確和對附壁血栓或動脈粥樣硬化斑塊的漏診。指示性偽像，可以是診斷的線索，或者本身就是疾病的診斷條件。例如：結石后方的聲影，就是診斷膽囊結石的條件之一；胸膜表面與皮膚之間的多重反射形成的所謂“A”線的存在，是肺臟正常的超聲標志。

3 超聲偽像的應對策略

偽像具有普遍性、多態(tài)性、發(fā)展性、多元性特點，超聲診斷過程有明顯的手法依賴。因此，要想徹底消除偽像幾乎是不可能的。同時，對于醫(yī)生的診斷而言，偽像也有干擾與指示的雙重作用。因此，筆者提出以下應對策略，與同道交流。

3.1 善于識別系統(tǒng)偽像

超聲醫(yī)生在臨床診療中要自覺培養(yǎng)辨別偽像的能力。善于認識圖像中的“矛盾”現(xiàn)象，即當超聲圖像出現(xiàn)難以解釋的“矛盾”時，就要想到有可能是偽像。如：在對速度標尺進行調整時，正常的CDFI色彩及飽和度會發(fā)生相應變化，如果是“快閃”偽像，則一般無變化；在血管豐富的組織器官如胎盤內(nèi)，看到與血管走行方向完全不一致的、由近場向遠場放射狀發(fā)散的、束狀排列的斑點狀彩色信號時，就很容易識別出其本質。因為盡管胎盤內(nèi)血管在母體面和胎兒面的分布和走行完全不同，但決不會是由子宮壁向胎兒方向的放射狀排列。 橫波在骨與軟骨中的傳播速度約分別為4500、1665 m/s，而VTQ技術的速度測量上限僅為10 m/s，因此，當用VTQ測量含有骨和軟骨的組織器官，系統(tǒng)報出“測不出”的結果時，就很容易理解這是測量閾值設置帶來的偽像，而絕非骨骼不傳播超聲。

3.2 積極消除干擾偽像

儀器材料工藝帶來的偽像，隨著工藝過程的改進，部分會減少。如空間復合成像技術，能有效減少2D旁瓣偽像；域掃描技術提高了幀頻，能減少2D近場的混響偽像。因此，熟悉設備，根據(jù)檢查部位恰當設置條件，是減少系統(tǒng)偽像的重要途徑。其次，“技術互補”是減少系統(tǒng)性干擾偽像的可靠方法。例如：超聲造影結合SMI技術可提高結節(jié)內(nèi)血流顯示率[19-20]；時間空間關聯(lián)成像技術聯(lián)合CDFI可有效消除3D成像時胎兒室間隔缺損偽像[21]；自由拓展成像技術與2D技術結合，可較好的避免肌肉骨骼系統(tǒng)超聲檢查中的各向異性；再次，用“正交手法”，即在互相垂直的兩個切面，觀察同一個目標，是消除操作性干擾偽像的好方法[22]。

3.3 科學利用指示偽像

指示偽像一般是系統(tǒng)性偽像。如節(jié)育器后方的“彗星尾”征，能指示節(jié)育器位置；肺—胸膜表面的“A”線，實質是混響偽像，但“A”線存在，則表明新生兒肺臟正常，而“A”線消失“B”線出現(xiàn)，則提示新生兒肺間質水腫[23]；當“氣體混響”出現(xiàn)在劍突隱窩部位時，強烈提示胃十二指腸穿孔；嬰兒髖關節(jié)超聲檢查時，髖臼部的回聲失落，非但不是骨骼斷裂，恰恰相反，說明超聲切面標準[24]；骨折時骨骼后方的聲影消失，而當聲影存在時，則反證了骨骼的無異常；輸尿管內(nèi)中高回聲后方的CDFI“快閃”偽像，提示輸尿管結石，尤其是磷酸鈣結石和二水草酸鈣結石的存在[25]；而甲狀腺實質內(nèi)的點狀強回聲后方的CDFI快閃偽像，則往往提示其性質具有惡性傾向[26]。

總之，超聲偽像的產(chǎn)生具有必然性與普遍性、表現(xiàn)具有多態(tài)性與發(fā)展性、成因具有多元性、作用具有雙重性。深刻理解超聲成像原理及其實現(xiàn)過程，熟悉儀器按鍵的意義與預設條件的適用范圍，積極發(fā)現(xiàn)圖像與所檢查組織結構之間的矛盾現(xiàn)象，就能充分發(fā)揮“人”的臨床邏輯思維的能動性，及時排除干擾偽像，科學利用指示偽像，做出恰當?shù)脑\斷，克服醫(yī)學技術主義帶來的技術至上的弊端，使超聲這一現(xiàn)代醫(yī)學技術更好的體現(xiàn)醫(yī)學本來的人本特征。

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