第三节 超声临床诊断基础
一、超声检查适应证
随着超声仪器功能的不断提升、探头技术的进步、超声工作者经验的积累,超声检查的应用范围拓展迅速。目前,超声诊断几乎覆盖了人体全身各部位,只是有些部位和器官超声是首选的影像检查方法,适应证多,如涎腺、甲状腺、心脏、肝脏、胆囊、产科、乳腺、浅表淋巴结、外周血管等;而有些部位和器官超声检查的适应证较少,如骨骼、肺、胃肠道、成人颅脑等。此外,在某些特殊情况下,超声是最便捷而有效的辅助工具,如介入性超声、术中超声等。因此,可以说超声束能传播的部位,几乎都是超声检查的范围,这些部位的病变都是超声检查的适应证。
(一)常规超声
实质性器官的急性和慢性炎症、肿大、纤维化等。
组织和器官的局限性炎症、囊肿、结石、异物、肿瘤、外伤等,空腔脏器穿孔。
腹腔、胸腔、心包腔等。
早孕、胎儿发育评估或畸形诊断、胎盘或羊水异常等。
各种先心病、瓣膜病、心内膜炎、冠心病、心肌病、心包疾病、心脏肿瘤等。
动脉硬化斑块、狭窄或闭塞、动脉瘤、动静脉畸形、血栓、创伤等。
(二)介入性超声诊断或治疗
(1)超声引导下穿刺抽吸细胞学检查或组织学活检。
(2)超声引导经皮穿刺囊肿或脓肿抽液、置管引流等。
(3)超声导向肿瘤消融治疗(化学、物理)、局部注药等。
(4)穿刺造瘘、造影等。
(三)手术中超声
(1)定位或寻找小病灶。
(2)引导切除,如颅脑、肝内深部小病灶的切除。
(3)活体肝移植时供体肝的监视切除。
(4)体表或经食管超声引导球囊扩张术、分流封堵或栓堵术、支架或滤器置入术等。
(5)手术效果的即刻评估,如血管吻合后是否通畅、置入物位置是否正确、功能是否有效等。
(四)器官功能评价
(1)心脏功能评价(包括负荷试验)。
(2)胆囊收缩功能评价。
(3)胃肠蠕动功能的观察。
(4)肌肉的收缩功能。
(5)阴茎勃起功能。
(五)血流灌注评估
利用超声造影时间强度曲线评价器官的血流灌注。
(六)实质性器官或组织病变的硬度评估
利用超声弹性成像技术获取器官或病变的相对硬度信息,以增加诊断信息。
二、超声检查方法
(一)常规超声检查
无论任何形式的超声检查,二维声像图是超声诊断的基础。经体表扫查是获取人体断面声像图的常规检查方法,正确的扫查方法,不仅有利于显示组织病变的解剖部位及毗邻关系,而且能充分凸显组织及其病变的声像图特征,减少伪像,使声像图所表现的诊断信息丰富而清晰,有助于提高超声诊断的准确性。
除下列几种情况外,通常检查前无须特殊准备。
(1)消化系统(胆道、胃肠道、胰腺等)检查需空腹,前一天晚餐后禁食,必要时检查前饮水500~1000 mL充盈胃腔,不仅便于显示胃黏膜及胃壁、十二指肠病变,而且将胃作为声窗可以清楚显示其后方的胰腺、肠系膜淋巴结、血管等。对胰腺的显示尤为有效。
(2)泌尿系统(输尿管和膀胱)、前列腺、早孕、妇科肿块及盆腔深部病变检查均应充盈膀胱。
(3)经阴道检查通常需要排空膀胱。
(1)探头选择:根据检查的部位、器官等不同,选择探头及使用频率,通常成人心脏和腹部脏器检查使用3.0~5 MHz探头,浅表器官用7.5~10 MHz探头,婴幼儿心脏及腹部检查用5.0~10 MHz探头,颅脑及肥胖者可选用2.0~2.5 MHz探头。
(2)仪器的优化:基础条件由总增益、近场抑制、远场补偿或时间深度增益控制(TGC)、动态范围、聚焦区调节。以图像清晰、结构显示清楚为原则。
(3)扫查范围和深度:需根据探测部位的深度选择,原则是使声像图包括尽可能多诊断信息的同时,图像足够大。
(4)多普勒功能的设置。
(5)某些特殊功能的使用和优化:随着超声仪器功能的完善和新技术的研发,不同制造商的超声仪器不同程度地采用了超声医学的新技术,但是其商业称谓或设置和调节方式各不相同。如声束偏转技术,就有多种名称。在使用这些技术时,必须了解其对声像图的有利方面和可能造成的不良影响。如声束偏转融合技术可以使病变的侧壁显示更清楚,图像感觉更细腻美观,但是不利于声影的显示,还可能使显示微钙化的能力明显下降。又如组织谐波成像,可以有效提高声像图信噪比,但是却影响近场和深部图像的分辨力。
患者的体位因检查脏器及部位的不同而定,以能够清楚显示目标器官的组织解剖结构和病变特征为宜。在需要时,采用多种体位,以利于从不同方位和断面观察病变的声像图表现及其与周围组织的关系。常用体位如下。
(1)仰卧位:是超声检查的最常用基本体位。大多数头颈部、腹部器官及肢体血管等检查都可在这一体位完成。
(2)侧卧位:除了更方便对某些器官扫查外,还可以使目标器官轻微移动或避开肠管、肺气等干扰,增加扫查窗口。左侧卧位常用于检查心脏、肝右后叶、胆总管、右肾、右肾上腺;右侧卧位常用于检查脾、左肾及左肾上腺;饮水后检查胰头部也非常有效。
(3)俯卧位:常用于检查双侧肾脏。
(4)坐位或半坐位:常用于空腹饮水后检查胃、胰腺和胸腔积液。
(5)站立位:常用于检查内脏下垂、疝、下肢静脉功能等。
(6)胸膝卧位:在卧位显示胆总管困难时,采用此体位可能有效,如可疑有胆总管下段结石或肿瘤。
(1)直接扫查:经体表检查多采用探头直接与被检查部位的皮肤接触。
(2)间接扫查:当病变过于表浅时,在探头与被检查器官的表面皮肤间放置厚度为2~3 cm的水囊,使病变处于探头的聚焦区,以提高病变区的分辨力。现在高频探头的近场分辨力显著提高,已经很少使用。
(3)经体腔扫查:包括经食管、阴道、直肠、内镜超声等。因为避开了气体干扰,使用特殊的高频探头贴近目标扫查,所以显著提高了分辨力。
(4)血管内超声:使用末端装有超声晶片的导管对血管壁进行扫查,获取血管壁和血流动力学的精确信息,被视为评价血管的金标准。
(5)术中超声:手术中用特殊探头在器官表面扫查,寻找或定位病变、引导或监视手术过程,以提高手术成功率、减少损伤,增加手术的安全性。
通常超声探头应放置在距被检查脏器或病变解剖部位最近处的体表。但是,往往需要在多个不同部位从不同方向和角度扫查。遵循的原则如下。
(1)便于获得脏器或病变的空间解剖结构和内部回声特征。
(2)选择的部位能够避开骨骼与气体的影响。如心脏前方有肋骨、胸骨,外侧及外上有肺覆盖,所以采用肋间、心尖、剑下、胸骨上不同部位作为声窗扫查。肝、脾、肾前后外侧受肋骨影响,顶部被肺气覆盖,所以除肋间检查外,还需在肋缘下检查。
(3)干扰和伪像最少。尽量选择能够使探头声束与被检查目标界面垂直的部位扫查,以增加回声强度,减少伪像。
超声诊断中操作方法和技巧十分重要,目的是根据人体解剖特点,避开各种影响超声传播的因素(如骨骼、气体等),将欲扫查目标及其与周围组织的相互关系显示清楚,并根据扫查部位和探头的方位、声束指向判断目标的空间解剖位置和回声特征,提供可供诊断分析的信息。训练有素的扫查技巧可以准确而快捷地显示所需观察的结构。
(1)固定部位扫查:不同器官的解剖部位及周围组织性质限定了对其超声扫查的声窗。在某一部位及某一声束扫描方位可以显示某一结构,如胸骨左缘第3肋间声束沿心脏长轴扫描,显示左心室长轴断面;探头在右侧第7肋间腋前线向内侧倾斜,是显示胆囊及肝门部结构的较理想部位;经颞部扫查,能够较清晰地显示大脑中动脉的彩色血流信号。
(2)顺序滑行法:在无骨骼或气体遮挡的部位,如颈部、四肢、乳腺等检查时,探头可在皮肤上纵、横或倾斜方向缓慢滑行,获取组织的连续性系列结构,迅速建立器官的空间解剖位置和回声特征。
(3)扇形扫查法:探头保持不移动,侧向摆动探头,获取序列断面,形成空间解剖概念。此法为最常用的扫查方法之一。
(4)旋转扫查法:以病变区为中心旋转探头获取不同断面的声像图,以确定病变的解剖部位、大小、形态及其与周围组织的关系。
(5)追踪扫查法:常用于长管状结构或长条状病变的扫查,如血管、胆管、肠管病变的检查。寻找病变的来源、范围及其与周围结构的关系。对血管检查,需要加用彩色多普勒判断管腔内的血流状态。
(6)加压法:在腹部检查中,遇被检测物表面有肠气遮挡时,用探头逐渐加压的方法驱散气体以显示后方结构。如经腹部检查肝外胆管、胰腺、肾等经常应用加压扫查。此外,也常用加压法评估实性肿物的可压缩性和囊性物的张力。
(二)扫查模式
二维灰阶超声是最基础的扫查方法,显示病变后,必要时再进行其他模式的进一步检查,以获取更多的诊断信息。
M型超声检查通常在二维切面图上选定检查部位,以取样线进行取样,显示该部位运动随时间变化的曲线。
多普勒超声检查血流,声束与血流平行时散射信号最强,声束与血流夹角<20°,误差较小。心内血流检测时,必须选择适当切面,使夹角<20°。血管检查时应使夹角<60°,回声信号明显降低时,需要调整入射角度或使用线偏转功能。
(1)频谱多普勒(包括PW和CW):在二维声像图上取样,原则同上。使用CDFI,将取样门置于彩色血流图明亮处(流速快)显示频谱,是显示最高血流速度的最常用方法。
(2)彩色多普勒成像:在二维声像图基础上,叠加显示彩色血流图。二尖瓣、三尖瓣血流用心尖四腔切面,二尖瓣血流也可用心尖左心室长轴切面,主动脉瓣血流采用心尖五腔或心尖左心室长轴切面,显示血流含正常、狭窄、反流血流。肺动脉瓣血流在主动脉根部短轴切面显示。外周和内脏血管检查要尽可能减小声束与血管长轴的夹角,必要时加用多普勒线偏转功能。
(3)能量多普勒:受声束与血流方向夹角的影响较小,显示小血管的敏感性更高。
(4)组织多普勒:多用于心脏检查,获取心肌或瓣环随心动周期的运动信息。
(1)自然组织谐波成像:能更有效地抑制基波回声噪声,使二维图像更清晰。但是可能使近场和远场图像受影响。
(2)超声造影(对比增强超声成像)。
(1)基于力-应变的弹性成像。
(2)基于剪切波传播速度的弹性成像。
主要用于显示病变或器官的空间结构关系和形态。图像的细微分辨力将明显下降。
目前,各超声仪器制造商推出很多有效的新技术,如微血管构架成像、速度向量成像、应变/应变率成像、“萤火虫”技术、血管壁弹性评价(ET)等。这些新技术能够提供非常丰富的诊断信息。
三、基本扫查断面和声像图方位识别
声像图即超声断层图,反映人体不同部位断面解剖结构的回声特征。因此,正确的超声断层扫描方法是获取清晰而准确的人体断面声像图的最基本要求。
超声不同于CT和MRI,后两者为标准的横断面,并经过计算机进行重建获得矢状断面和冠状断面。而超声的断面非常灵活多变,其随意性和实时性可以在瞬间从不同角度显示多个有利于显示器官解剖结构及其回声特征的断面声像图,这一方面成为超声成像的巨大优势,而另一方面也给图像信息的交流带来困难和麻烦,给临床医师阅读声像图造成困难。但是,确定基本的扫查断面和统一的图像方位仍然是必需的。
(一)腹部及浅表器官的基本扫查断面
显示器显示的声像图方位不仅与扫查体位(仰卧位、侧卧位、俯卧位)有关,而且与探头位置及其声束扫查平面的方向有关。因此,在多数情况下,需要在声像图标记探头的体表位置,并以此识别声像图的方位,同时结合声像图显示的组织结构回声特征,才能正确判断对应的人体解剖断面。常用超声扫查断面探头的体表参考位置如下。
声束扫查平面与身体长轴垂直的系列断面。需要标明断面的水平,如剑突水平、脐水平、髂前上棘水平、耻骨联合上缘等。
声束扫查平面与人体冠状面垂直的系列断面。需要标明断面经过的体表位置,如腹部正中线、锁骨中线、腋前线、肩胛线等。
声束扫查平面与人体矢状面垂直的系列断面。
超声检查的最大特点是扫查断面的随意性。断面由能够清楚显示病变的部位和特征而定,不是机械的固定断面。在实际扫查中,不同部位和角度的斜断面反而是最常用的成像断面。这些断面往往与身体斜交,不能与标准的矢状断面或横断面一致。如沿右侧或左侧肋间斜断面,沿门静脉长轴的断面,沿胆囊长轴的断面,沿胰腺长轴断面等。必须根据探头位置结合声像图显示的器官回声特征识别其解剖断面。其原则是至少在两个断面显示病变的部位和特征。
(二)心脏的扫查的基本断面
探头垂直置于胸骨旁第3肋间,声束平行于左心室长轴扫查,显示左心室的长轴断面(包括右心室流出道、室间隔、左心室、二尖瓣、主动脉瓣、升主动脉和左心房)。
心前区垂直于心脏长轴的系列断面,包括心尖水平、乳头肌水平、腱索水平、二尖瓣水平和心底部短轴断面。
探头置于心尖部,声束指向心底部扫查,包括心尖四腔断面、心尖二腔断面和心尖五腔断面。
(三)声像图方位的识别
在分析声像图之前,首先要明确声像图是从体表哪一个部位扫查获得的图像,进而确认是哪一个器官的解剖断面,显示的是器官哪一个结构的断面。
关于超声断面图像方位的辨认方法,国内外学者的看法基本一致。总的来说,腹部实时超声横断面与CT横断面完全一致;其他断面包括矢状断面、冠状断面等则采用经协商统一的标准。例如,将横断声像图理解为,患者仰卧位,检查者从患者足底朝其头端方向观察;将纵断图理解为,患者仰卧位,检查者总是从患者的右侧向其左侧观察。现在通用的声像图方位如下。
(1)横断面(仰卧位,与CT相同)。声像图上方代表患者腹侧;下方代表患者背侧。声像图左侧代表患者右侧(R);右侧代表患者左侧(L)。
(2)纵断面。仰卧位上方代表腹侧,下方代表背侧。俯卧位上方代表背侧,下方代表腹侧(少用)。声像图左侧代表患者头侧(H);右侧代表患者足侧(F)。
(3)冠状断面。右侧腹部冠状断面:声像图上方为右侧;下方指向左侧。声像图左侧为头侧;右侧为足侧。左侧腹部冠状断面:声像图上方为左侧;下方指向右侧。声像图左侧为头侧;右侧为足侧。
(4)斜断面。斜断面声像图接近于横断面(例如沿胰腺长轴的断面),则按上述横断面规定进行识别。斜断面角度过大,声像图接近于纵断面,则应按纵断面规定识别。
(1)胸骨旁长轴断面:图像右侧为心底部,左侧为心尖部;上、下分别为前、后。
(2)心脏短轴断面:图像左为患者的右、图像右为患者的左;上、下代表前、后。
(3)心尖长轴断面:①心尖四腔断面,图像的前、后分别为心尖与心底,左、右为患者的右、左。②心尖五腔断面,图像的前、后分别为心尖与心底,左、右分别为患者的前、后。③心尖二腔断面,前、后同五腔断面,左、右分别为患者的左前和右后。
必须强调的是,超声扫查的途径取决于病变位置,扫查断面不仅与病变位置有关,而且取决于病变形状和需要显示的相关结构。扫查时探头在不断移动,扫查角度在随时变化,加之扫查范围的局限,超声断面在绝大多数情况下不是CT和MRI显示的标准断面,必须结合声像图显示的组织结构判断其显示的真实人体断面。例如,右肋缘下扫查获得的声像图,其上方为右肋缘,下方为右后上的膈面,左侧和右侧分别为左上和右下。因此,在更多的情况下是以脏器的解剖断面命名声像图断面,如心脏的胸骨长轴断面、二尖瓣水平短轴断面等,肾脏的冠状断面、横断面等。这些声像图断面虽然与前述的人体基本断面并不一致,但是是更标准、规范和实用的公认重要断面。
四、超声诊断专业术语
超声显像诊断是一门专门的学科,不同于临床诊断,也不同于病理诊断,超声显像诊断专业有自己的专业用语。超声显像诊断专业描述用语,力求简洁、明了、统一与规范,做到简明客观描述。
超声显像诊断专业描述用语一般描述原则如下。
(一)描述回声强度的术语
超声成像物理学原理是介面反射。回声(回波)强度在超声显像诊断装置上如波形的高低来表示,称为A型超声;如用灰度来表示则称为B型超声。B型超声是用一个点的亮度来表示回声强度,称为灰度调制。回声强,像素亮;回声弱,像素暗,从最亮到最暗的像素亮度等级称为灰阶,灰阶由超声显像诊断仪内的存储器容量决定,分为16、32、64、128及256灰阶。目前最多为256级。现在临床所用的多种类型B型超声诊断仪,均为灰阶超声显像诊断仪。在实际操作中,我们可以依据某一部分内的主要像素的明暗在灰阶上的相应位置来表示回声强度,使回声强度分级在一定程度上实现相对标准化。
反射系数>50%,回声强度接近或等于灰标的最亮部位,后方常伴有声影,如胆囊结石或各种钙化灶。
反射系数>20%,回声强度介于强回声和中等回声之间,后方不伴声影,如正常肾窦或肝血管瘤。
又称等回声,正常成年人肝实质回声一般为中等回声,其回声强度接近或等于灰标中等亮度部位,即灰标的中间部位。
回声强度介于中等回声和弱回声之间,如肾皮质的回声。
回声强度接近或等于灰标的最暗部位,开大增益,回声点(像素)增多,如肾锥体或正常淋巴结。
均匀的液体内无声阻差异的界面,没有回声可见,增加增益也不出现噪声以外的回声,如正常充盈的胆囊和膀胱。
另外在日常工作中,对某些病灶回声强度的描述,有时需要与其病灶所在器官和部位的回声强度参照比较,如脂肪肝中的血管瘤,血管瘤应该是高回声,但与脂肪肝比较可能是低回声或等回声,这样描述“肝呈弥漫高回声,其内可见与肝回声相等(或高于肝或低于肝)的回声区”较为客观妥当。
(二)描述回声形态特征
与仪器分辨力接近的直径很小的回声点,一般直径为2~3 mm。
通常指大于点状回声的不规则的小片状回声,也可指大片状回声,如胸腔积液、腹水为片状无回声区。
占据位置较大的实性组织的回声。形态可规则也可不规则,可大可小。小的又称斑块状回声。有学者认为前者>1 cm,后者>0.5 cm,可供参考。
形状似条带状的回声,较细条带在积液或囊肿中者又称分割光带。
很细的回声线,如肝被膜。
显示圆形或类圆形的回声环。
(三)形象化描述回声形态特征
又称靶环征,酷似牛眼形状,主要见于肝转移癌。小圆形中高回声,其周围有环状低回声带,团块中央可有液化坏死的低-无回声区。
为大结节中的小结节征象。在较大的肿瘤图像中有小的结节,边界清楚,回声可高低不等。
肝肿瘤从肝被膜上呈圆弧形隆起的征象。
肝肿瘤表现较为明显,肝内血管因肿瘤挤压,推移其正常走行方向。
位于肿瘤周围的低回声环带,多见于转移性肝癌。
肝肿瘤彩色多普勒显像,肿瘤周围血管血流彩图形似花篮,对诊断肝癌有价值。
彩色多普勒显像,血管狭窄区高速血流形成的色彩混叠伪差。
又称双边影,指胆囊壁内出现低回声带,为胆囊壁水肿所形成,常发生在急性胆囊炎、肝硬化腹水的胆囊壁。
声束遇到薄层强回声界面时产生的多重反射即混响声影。其特征是自强回声界面开始的逐渐内收并减弱的多条平行强回声线,酷似彗星的拖尾,见于体内气体、金属或胆囊胆固醇沉积症。
指萎缩、增厚的胆囊壁内包裹着结石的强回声以及后方有声影的征象,是诊断慢性胆囊炎伴结石的诊断依据。
急性胆囊炎患者在做超声检查时,用探头压迫胆囊区,引起患者剧烈疼痛,意义与体检出现墨菲征相同。
液体中固体物随体位改变而移动的征象,如胆结石等。
在肝门区横断扫查时获得“米老鼠”声像图,即下腔静脉为“米老鼠”身体,门脉构成“米老鼠”的头,肝动脉为其左耳,肝外胆管为右耳。米老鼠征可以帮助确认肝门区复杂结果,尤其有助于胆外胆管和肝动脉的鉴别。
又称双筒枪管征,扩张的胆管与伴行门脉形成两个直径相似的平行管状回声,为梗阻性黄疸的征象。
胆道蛔虫、虫体介面线状回声和体腔无回声带形成的图像,类似通心面状。
指较后的低回声环包绕强回声,类似肾的图像,多见于胃肠道肿瘤。
肿物内含有液态脂质和积液,油脂在上,液体在下,构成油液平面,图像有水平间隔反射征象。多见于囊性畸胎瘤等。
正常人肝和右肾紧邻,当出现腹水时,可出现肝肾分离征象。
五、超声显像的基本表现
超声显像诊断图像表现多种多样,但有其规律性的基本表现。不同部位的各种超声显像图像表现便是这些基本表现不同程度的组合。超声医师在超声显像诊断中要掌握声像图的各种基本表现,又要结合解剖、病理、临床,具体问题具体分析。
(一)实质性组织的超声显像表现
通常将肝作为实质器官超声显像检查图像模式,其基本特征是有明亮的线状被膜回声,肝实质回声(背景回声)为中低回声。并且各级管道结构(门静脉及分支、肝静脉及分支和各级肝内胆管)均清晰可见。提高或降低总增益可使整个肝回声水平增高或降低。良性肿瘤包膜光滑完整,内部回声较为均匀,一般为中高回声。后方回声衰减不明显。恶性肿瘤大多边界不清或有不完整包膜。内部回声多为不均匀低回声,边界多有浸润表现。瘤体常有球形立体感。体积较大的肿瘤内部回声强弱不等,表现复杂,有液化坏死,可有不规则无回声区,肿瘤后方回声常有衰减。炎性包块边界不清,可见厚壁包膜回声。内部回声依病变程度不同各异,演变过程一般由不均匀低回声(炎性反应)-不均匀高回声(组织变性坏死)-不规则无回声(组织液化)。由于病变过程不一致,炎性组织中常有高回声和无回声区同时存在。一般炎性包块后方出现增强效应。
(二)液体的超声显像表现
在人体超声显像诊断中,含液(体)性病变的诊断是最为直接而准确的,液体与周围结构之间有明显的分界,液体表现为无回声区,其后方增强效应明显。提高仪器灵敏度,液体仍然为无回声。
囊肿壁薄而光滑,其内为无回声,后方回声增强,提高仪器灵敏度,囊肿内仍为无回声。当囊肿有出血或感染时,囊内无回声可出现点状、斑块状中强回声。囊肿恶性变者,内壁可见乳头状回声,囊肿内可有分隔光带。
依病变过程不同超声显像图像差别很大。早期囊肿并不见液性无回声区,只是边缘不规则不均匀低回声区。随病变进程,典型脓肿为不规则,但有完整的厚壁囊性无回声,其内可有点状、斑块状低回声,为组织碎屑,脓肿后方回声增强。
可显示其边界,多不规则,其内为无回声,并可见点状、斑块状低回声(血肿内部回声信号多于单纯囊肿、少于脓肿),新鲜的出血可为高回声,机化后也为高回声。血肿形成后期其内可见纤维条索状回声。
是腹膜腔内积液,少量时仅在肝肾间隙、盆腔底部显示,大量积液可充满腹腔。腹水的图像表现为片状无回声区,但病种不同又有各自区别和表现。肝硬化腹水,即干净无回声区。若有感染或化脓性腹膜炎者,则在无回声中有点状、斑块状无回声,与网膜、系膜有粘连则呈强回声或形成包裹性积液。癌性腹水介于漏出液与渗出液之间,即无回声区内可见低回声影像。
(三)人体管道结构超声显像表现
人体管道结构必须有液体对比,才能显示管道结构。血管、胆囊、胆管、输尿管和膀胱因有天然的液体对比(血液、胆汁和尿液),因此超声显像能清楚显示其二维管道结构,利用多普勒技术还能检查多种血流参数。
当胆道系统和泌尿系统有梗阻时则更易显示其管道结构。消化道充盈液体时(饮水、灌肠或有梗阻病变时)超声也可显示其腔内形态。但在无液体对比时,其声像图为薄壁的杂乱回声团。其内存有气体时则为强回声,无法观察其内部形态,也掩盖后方结构。
(四)气体回声表现
位于消化管腔中的气体,呈团块状强回声,其后常伴有不纯净的声影。位于胆管中的气体呈线状或条索状强回声,其后方常有“混响”伪差,呈“彗星尾”征。
(五)骨骼的回声表现
胎儿骨骼和成年人软骨透声较好,超声检查可显示其内部形态结构,成年人骨骼表现为条状强回声伴有完全的声影。
(六)结石和钙化灶的回声表现
结石常发生在胆囊和肾,其声像图表现为斑块状强回声伴声影。但结石较小或在聚焦区外可不发生声影。钙化灶常见于慢性胰腺炎、前列腺炎、结核及某些肿瘤。超声显像表现为不规则斑块状强回声伴声影,也可无声影。
六、伪像的识别和利用
伪像的产生是由超声仪器的特点决定的,伪像是不可避免的,识别伪像是减少误诊、漏诊不可忽略的一个方面,因为伪像直接影响到诊断的准确性。伪像包括二维超声伪像和彩色多普勒超声伪像。
(一)二维超声伪像
二维超声图形的伪像是指所获得的图像与组织的解剖断面不完全对应,表现为图像的缺损、增添和失真等,伪像产生的主要原因与阻抗的不连续性、组织声速的差异、超声的旁瓣效应有关。
(1)阻抗的不连续性造成的伪像:二维超声成像是利用不同声阻抗介质界面的超声反射,主要反映形态学信息,缺少组织学信息,脏器的前后壁均为不同阻抗的界面,声束可以在前后壁之间产生多重反射,因而在脏器后面形成伪像。
(2)组织声速的差异造成的伪像:人体各种组织的声速存在着差异,因此声速的传播呈折线传播,这是产生伪像的一个原因。另外,纵向的电子扫描是线性的,组织声速的不均匀性将造成成像位置的纵向偏移,这是声速差异产生伪像的另一个原因。
(3)超声旁瓣效应引起的伪像:声速具有波动性,可以在空间形成主瓣和旁瓣,主瓣和旁瓣可以分别成像,旁瓣所形成的像即是伪像。另外,声束受扫描形状的约束,与组织界面不垂直也将引起回声的失落从而造成图像的缺损。
(1)混响:超声垂直照射到平整的界面而形成声束,声束在探头和界面之间来回反射,出现等距离的多条回声,其回声强度渐次减少,称为多次反射。由多次反射和(或)散射而使回声延续出现的现象称为混响伪像。
(2)多次内部混响:超声在目标内来回声反射,形成彗尾征。利用彗尾征可以识别一些特殊目标。
(3)旁瓣伪像:探头的声束剖面中,主瓣外的声束围绕着主瓣呈放射状分布,对声像图的影响大,是产生伪像的重要原因之一。探头内每个晶片都可产后旁瓣,旁瓣在人体介质中传播时具有与主瓣完全相同的声学特性,尽管其强度小,但是能够干扰甚至掩盖主瓣形成的正常回声,使图像出现复杂的伪像。常见的类型有三种:位置显示假象、回声强度假象和距离测量失真,在使用相控阵探头时较为突出。
(4)声影:在单次成像扫查成像中,由于前方有强反射或声衰减很大的组织或器官存在,以致在其后方出现超声不能达到的区域称为声影区,其后检测不到回声,强回声的后方出现纵向条状无回声区,称为声影。利用声影可识别钙化灶和骨骼的存在。
(5)后方回声增强:在单次扫查成像中,当前方的病灶或器官的声衰减甚小时,其后方回声强于同深度的周围组织,称为后方回声增强。囊肿等液性结构的后方回声增强,而且内收,呈蝌蚪尾征。利用后方回声增强鉴别液性与实质性病灶。
(6)折射声影:在单次扫查成像中,超声从低声速介质进入高声速介质,在入射角超过临界角时,产生全反射,以致其后方出现声影,见于球形结构的两侧后方或器官的两侧边缘,呈细窄纵向条状无回声区。应与小结石声影区别,结石声影紧随强光点的后方,折射声影出现在球形结构或器官的两侧。
(7)镜面伪像:在超声束投射到表面平滑的人体强回声界面时,犹如投射到平面镜上一样,声波产生反射,形成虚像,在介质的两侧出现两个相似的回声,前方的一个是直接回声,后方的回声由光滑介质把超声反射到前方,回声沿原路再次反射回探头,再由探头接收到。虚像在时间上落后于实像,因此声像图上出现两个两侧对称的回声。如横膈界面易出现这种现象,但是只要改变探头投射角度,虚像就会消失,容易识别。
另外,多普勒信号的镜像伪差是指在多普勒基线两侧同时出现对称的频谱假象,使方向判断困难或误认为双向,影响计算血流速度和血流量的精确度。镜像伪差产生的原因:一是多普勒声束血流方向的夹角过大,近于90°,导致频移过小;二是多普勒增益过高引起弱信号放大,噪声增大。
(8)棱镜伪像:上腹部横切面声像图皮下脂肪和腹膜外脂肪呈棱形,在超声传播中,有可能产生棱镜效应,使肠系膜上动脉、腹主动脉出现重复图像。
(9)声速失真:通过低声速结构的回声探头接收到时间晚,而通过高声速结构的回声探头接收到时间早,使平整的图像变成不平整,甚或使小的结构不能显示。
(二)彩色多普勒超声伪像
彩色多普勒血流成像、彩色多普勒能量图、多普勒频谱图以及三维多普勒能量图均可产生不同程度的伪像,以下以彩色多普勒血流显像为例进行介绍。
彩色多普勒超声的伪像有很多种,大致分为4类:①有血流的部位无彩色或少彩色信号,这一点与仪器的性能有关。②有血流部位出现过多的血流信号。③无血流的部位出现彩色信号。④彩色信号的色彩或亮度改变,因而引起对血流方向和速度的误解。
彩色多普勒超声伪像的主要来源及其表现如下。
多普勒频移来自红细胞的背向散射。多普勒频率越高,它通过组织衰减越多。因此,表浅的器官组织血流易于显示,较深部位的器官、组织内的血流信号较少甚至无法显示,这就容易产生浅部多血管、深部少血管或无血管的多普勒伪像。改善这种伪像产生的方法是选用频率较低的探头,适当降低彩色多普勒超声的频率,检查聚焦是否合适,利用声学造影检验真假血管。
滤波频率过高容易将低速血流信号滤掉;反之,过分降低滤波频率,则噪声干扰图像信号。
采用脉冲彩色多普勒超声测量血流速度,受脉冲重复频率(PRF)的限制,为了准确显示频移(fd)的大小和方向,PRF必须大于fd的2倍,即fd<1/2 PRF。1/2 PRF也称尼奎斯特极限,超过此极限,就会出现血流方向倒错——混迭现象。过分降低脉冲重复频率或用高频探头探测快速血流都容易产生混迭现象。
即声束与血流方向的角度。当声束与血流方向呈90°时,频谱与彩色多普勒血流显像均无血流信号,即使是主动脉也不例外,故常规应将角度调至60°以下。如角度为0°时,则测得的频移最大;角度为60°时,频移下降一半。频移值被角度的余弦值相除后方显示真实流速。但角度在60°以上时测量值误差为18%左右,60°以上则误差速度增大。可见,利用多普勒测量流速,取样线与取样角度非常重要,角度在30°以下,才可以保证较小的误差。能量多普勒基本上不受角度的影响。
如过多加大仪器增益或改变灰阶动态范围、取样容积过大、取样容积太靠近血管壁,可使频谱增宽。
取样容积过大,容易带来管壁的噪声;取样容积过小,则所测血流的代表性较差,近管壁的流速偏低而中心位则较高。
以血管壁的1/2比较适合。
8.彩色血流信号“外溢”的伪像
是由于多普勒增益过高或脉冲重复频率过低,经常引起彩色血流信号从血管腔内“外溢”的伪像。故适当调节多普勒增益和脉冲重复频率可以减少这种伪像。
多普勒镜面伪像的产生与声像图产生镜面伪像的原理一样,即高反射界面的存在。频谱多普勒基线上方出现正向血流频谱,基线下方呈现其“倒影”图形,这就是镜面伪像,多由散射信号过高或增益调节过大后,正负向两路放大器同时输入散射信号所致。
大血管、心脏的机械搏动和呼吸运动造成邻近器官出现搏动性彩色干扰信号,使肝脏、肾脏等的血流显示困难,出现闪烁信号,并且能量多普勒较彩色多普勒血流显像更明显。利用组织谐波成像功能可减少闪烁伪像,其机制是谐波成像的组织特异性超过机械运动。
声学造影是利用造影剂引起的频谱多普勒幅度、能量多普勒和频谱多普勒信号增强来用于疾病的诊断,了解心血管的灌注和肿瘤血管的检出。
综上所述,应该认识和了解超声伪像和多普勒伪像,根据具体情况去伪存真或利用伪像诊断疾病。
(李普楠)