第9講超聲圖像偽影及質量Artifact&QualityofU.I.

醫學超聲儀器原理超聲圖像偽影定義超聲圖像的偽影是一個頗為復雜而必須面對的問題，正確認識偽影及其產生原因、條件，有助于正確評價用各種不同設備得到的各種聲圖像。以便去偽存真地判讀超聲圖像，得出正確的醫學診斷。而超聲醫學工程人員則可能借此改進超聲診斷設備的設計。超聲圖像偽影的定義：偽影是指任一回波信號被超聲診斷設備所顯示的位置與被檢體內回波界面的實際位置不符，或被顯示的信號振幅、灰度變化不與被顯示的回波界面特性變化相關。偽影的類型與產生原因由聲束特性不理想而造成的偽影及其控制由掃描方法和顯示而形成的偽影及其控制由超聲傳播特性而造成的偽影一、聲束特性的因素

1.部分容積效應偽影

PartialVolumeEffect

2.旁瓣效應偽影SideLobe3.分辨性偽影1.部分容積效應偽影理想聲束是指單指向性的、聲束寬度固定為一個波長且穿透性極強的聲束。實際的聲束只在焦區處可獲得較細的聲束，離開焦區聲束明顯變粗，直徑可達數毫米到1厘米。垂直于掃描面方向的聚焦特性與沿掃描面方向的聚焦特性往往也不一樣，前者由于大多僅采用固定聲透鏡聚焦。其聚焦特性更不理想，結果聲束的掃描線并非一條細線，其掃描面亦非一層很薄的斷層切面。尤其在近場區更差。在軸向，聲束由一定脈寬的聲脈流形成，這樣所顯示的切面圖像，實際上是由有一定體積的分辨元掃描被檢體而被模糊了的聲圖像。如有一直徑小于該處切片厚度的病灶為聲束所切割，則聲圖像上所顯示為病灶區的回波與病灶區周圍的回波所疊加的圖像。同樣，不在一平面上的聲反射結構，可同時疊加在包含一定厚度的一個聲圖像上顯示出來，如圖所示。部分容積效應可導致分辨力降低，并造成分析錯誤，如小囊腫內部并非純粹暗區，卻可存在細小回聲，如不考慮鑒別，可誤認為“實質性”。在彩色血流顯象中采樣點是有一定容積的，同樣也存有部分容積效應偽影的問題。部分容積偽影

改進方法對于這種偽影，目前主要通過對換能器材料和工藝過程的研究改進，采用新型高分子壓電材料、聲透鏡、高反射鏡、高斯型電極、費涅爾分布電極等自聚焦方式來改善聲學特性。2.旁瓣效應偽影聲源發射的能量主要集中在主瓣聲束內，在其它方向的旁瓣內也分布有相當能量第一旁瓣的聲振幅最大，約為主瓣的21％，位于主瓣聲軸的±10°～±20°之間。第二旁瓣約為主瓣的13％。當主瓣聲束掃描物體時，旁瓣也同樣在進行掃查，但它們的掃查方向與主瓣聲束不一致、它所接收到的回波信號被完全歸屬在主瓣聲束的回波信號上，同時被診斷設備顯示在同一聲圖像上。超聲探頭無法區分主、旁瓣聲軸的回波信號，超聲診斷設備又不能分別顯示不同方向的主旁瓣聲象，因為任何方向的回波源，均被假定為沿換能器聲束的軸向方向，其結果有如部分容積效應那樣的疊加模糊偽影。這種回波重疊，常組成反射結構的后緣面上方的淺淡淺弧狀線條。檢查充盈膀胱下的子宮時．常見此種偽影發生。在旁瓣聲束遇到強反射結構，而主瓣聲束處于低回聲區時才明顯反映出來，如圖所示。由于旁瓣的存在還降低了對低回聲信號的對比度分辨力，使圖像質量變差。旁瓣效應偽影3.分辨性偽影由于聲束不是全程細小，掃描面內掃查聲束密度(單位寬度的聲掃描線數)有限，結果不但造成以上兩種偽影，還使焦區外的圖像細微結構喪失或模糊失真，分辨力低下，整幅圖像的均勻一致性不良。超聲圖像的空間分辨力可利用分辨力單元來定義。它是聲場中可識別的最小體積，在最小識別單元中不可能提取出更有特異性的任何有用信號。換能器的結構、檢測點在聲場中的位置、超聲波在傳輸媒質中的傳播擴束效應和脈沖展寬效應，均可影響該分辨力單元的體積。體模中一根0.3mm的尼龍線反射靶的橫截面，經非理想聲束掃描而顯示成數毫米到1厘米多長的相應偽影，這是側向分辨力低下的表現。同樣，幾根相互靠近的線束，其距離小于分辨力單元直徑或短軸時亦不可能被分清。一般軸向分辨力比側向分辨力好些。軸向分辨力低下使聲場中層面結構的層次不清，結構粘連。側向分辨力低下使圖像模糊、顆粒粗大，橫向結構粘連。分辨性偽影三、掃描方法和顯示的因素1.回聲失落偽影

2.不連續性偽影4.空間定位偽影5.顯示性偽影1.回聲失落偽影采用脈沖回波法的超聲顯像系統，它所得到的回波信號依賴于反射結構與聲束的角度關系。當聲束與反射結構面垂直，即入射角

1＝0時，回聲聲束沿發射聲束相反的聲徑返回換能器晶片，得到由聲特性阻抗不同所決定的該反射結構最強回聲，否則就會降低返回換能器晶片的回聲能量。由于回聲的反射角等于入射角，故在換能器靜止的聲掃查顯象系統中必然就存在有相當一部分具有聲照射但回聲被偏向、減弱以致不能被換能器接收到，結果在顯示的圖像上產生回聲失落偽影。這種偽影尤其在較為均質而散射水平較弱的反射結構界面與聲束方向接近平行時為甚。而且偽影不論在線陣、凸陣、環形相控陣扇掃、機械扇掃方式的掃查成像中均可產生，而在探頭沿聲掃查面移動、旋轉一定角度的復合掃查中可得到彌補或改善。另一種“邊緣回聲失落偽影”并非指圓形切面的兩側邊緣之回聲失落，主要發生在與相控陣換能器平行的大界面的邊緣部。由于相控陣換能器面不能總是與回聲正交，在該大界面的邊緣處入射角

1增大，更易產生回聲失落。2.不連續性偽影當換能器晶片單元密度不高時，圖像的橫向連續性差而形成的偽影。這在早期的線陣成像設備中常見這種偽影，就象透過垂簾去觀察景象一樣。后來在數字化回波信號處理中用插補法來改善不連續性偽影。但插補畢竟不是真實掃描，雖然它平滑了掃描圖像。但只對圖像進行了不增加信息的美化。采用高密度換能器和高密度掃描(如微角偏轉技術，多接收技術)，再輔以插補處理，其實際效果可達到人眼察覺不到宏觀圖像的不連續偽影。在扇形掃查（包括凸陣）的遠場區，由于掃查聲束的輻射狀而顯得不連續更為明顯，目前改善的方法是采用圖像的自適應象素顯示。自適應的象素在每一超聲掃查線與顯示的電視光柵掃描線的交點上重合一致。而象素尺寸自適應于兩條超聲(扇形)掃查線之間的空間。再加上象素密度的成倍數提高（例如從512×512增加到500×1500），結果顯示中象素丟失減少，能產生平滑的組織結構和較尖銳的邊緣．尤其在扇掃中有清晰的近場和遠場顯示，消除了遠場的輻射形光柵。超聲顯象設備中的圖像數據，以一定的矩陣方式存貯、處理、顯示，例如256×256、512×512等。這種矩陣結構本身就是一種不連續結構，尤其是這種正交結構的矩陣在處理扇形、PPI型掃描信號時會產生空間位置的非線性(如鋸齒形)失真，只有當信號的取樣率足夠高、量化后的矩陣及顯示矩陣陣足夠大時，才會減少不連續性的影響。3.動態偽影由于超聲傳播的速度及每幀顯象需要一定密度的掃描線數，這樣每幀圖像大約需30ms左右的時間，即幀周期T＝2NL/c.式中N為每幀掃描線數，L為設計的探查深度，c為聲速。一般來說這可滿足生物體運動臟器掃查的要求。單通道的顯象設備采用多段動態聚焦時，會使顯象幀頻降低。造成對運動臟器(如心臟)掃查及在移動換能器掃查靜止臟器過程時出現“動畫”效應。這是一種顯象時間與動態掃查不匹配的失真偽影，可用多通道的方法來改善。4.空間定位偽影在手動接觸式機械掃查及手動復合掃查方式中，換能器在同一掃查平面不同位置、角度對同一點狀聲靶掃查時，可能會顯示不重合的回聲點象，產生象的擴展，如圖所示。這是一種顯象設備的空間定位誤差，應該減少到最低程度，否則會產生圖像的邊界和細微結構的模糊、粘連，并使分辨力、清晰度降低。空間定位偽影5.顯示性偽影高分辨力的聲掃查不一定都能轉換為高保真度的顯示。顯示器的空間分辨力比目前超聲診斷設備的聲學分辨力要高些，尚不構成影響總體分辨力的障礙，但其顯示對比度分辨力或對比清晰度的動態范圍一般只有11～12級灰度，造成顯示動態范圍偽影，不是強回聲圖像層次不清，就是弱回聲圖像丟失。目前所用的灰階圖像，是回波信號量化處理中的現象，對組織對比度分辨力有一定作用。這種對圖像的人為修飾，從模糊學觀點看或許還是一個成功的例子。但這種處理畢竟要犧牲部分圖像信息，處理不當終究還是一個偽影源。另外，顯示器本身的桶形、枕形、垂直線性、水平線性失真均可使聲圖像產生空間和幾何形象的畸變性偽影。以前超聲顯象設備所用的電視光柵顯示器，基本上均采用每幀525線或625線的分場隔行掃描制式，它的垂直清晰度比水平清晰度更差些，存在可見的光柵結構，尤其是在亮度較大及近距離觀察時更為明顯，存在爬行、行間閃爍、并行偽影現象。現在采用雙倍掃描行數的逐行掃描式高清晰度顯示器系統，使顯示器對圖像的影響降到了最小。儀器調節方面產生的偽影也應歸屬于顯示性偽影，總增益和距離時間分段增益調節應當適當，因為它們的調節與聲圖像的動態范圍密切相關，從而亦與圖像的分辨力、信噪比、信息量、整幅圖像的均勻性密切相關。增益過低會丟失部分圖像信息，并會使目標顯示變小；增益過大會使雜散回聲顯示、有的層次模糊不清，并使同一目標顯示擴大，分辨力降低。圖像的前處理、后處理如顯示窗位、窗寬、處理曲線函數、空間平滑濾波等的使用不當，會使圖像的表現與正常圖像有過多過強的差別。還有一種顯示性偽影，存在于對圖像的局部放大處理顯示中，這是由于原來局部采集存貯的回聲信息量(象素數)不足在全屏幕放大顯示而出現的圖像模糊顯現。顯示性偽影依賴于合理的圖像處理設計、高質量的顯示器以及正確合理的實時操作加以改善。四、超聲傳播特性因素這類偽影與前兩類偽影不一樣，它不可能或不完全可能在現今成像機理中由工程技術措施來加以改善，這類偽影不同程度地存在于實際的掃查顯象中。要求操作人員熟悉正常圖像，了解超聲聲學原理，并根據被檢體的正常和病理解剖知識認真加以識別。超聲波有它本身的波動持性，作為超聲媒質的生物組織又有其本身的聲學特性。具有一定波長、振幅、相位、聲強等參數的超聲波聲束以一定方向、角度作用于具有不同密度、聲速、聲特性阻抗等參數的非均勻、各向異性的生物組織和復雜界面、不同顆粒度的聲媒質中傳播時，會產生聲反射、折射、繞射、衍射、透射、散射以及衰減、吸收、頻移、波型轉換、非線性效應等復雜的物理現象。這是超聲顯象的基礎，也是產生聲學偽影的原因。由于目前B型超聲的顯象方法和設備不可能完全如實地反映接收到的全部回波倍息，亦不可能完全如實地跟蹤描述聲束在媒質中傳播的真實途徑和行為表現，而用掃描的直線性(即假設任何回波均來自聲軸方向及回波延遲時間正比于換能器與回波源的距離)來重現曲折變化的脈沖聲束傳播特性，這就是產生聲學偽影的最基本的根源。在超聲CT中亦存在類似的問題。1.多次反射偽影這是一種聲學混響效應而產生的偽影。如果聲束傳播中遇到一個與換能器平行的鏡面型大界面，該界面兩側媒質的聲特性阻抗有較大差別，使之產生了很強的反射波。此反射波有可能在換能器和反射結構間以較少的衰減作來回兩次或多次反射傳播，而在界面后的透射聲能又很弱或是低回聲區，這樣就形成多段逐次畸變的重復反射圖像。反射的聲波被換能器作為二次聲源再次反射出去，必然伴隨有方向、相位、振幅、聲脈沖寬度等變化，故呈現逐次畸變的失真增大現象。在臨床超聲掃查中，根據探查部位的不同，可能不是整幅圖像的多次反射偽影，而可能是局部的多次反射偽影。它若是重疊于正常透射波／反射波圖像上，則容易被誤診。在膀胱前壁后面的低回聲尿液中，可出現較密的光點，是近場區腹壁、脂肪層等組織多次反射的結果。在肝掃描圖中也可出現這種偽影，因為它混在真實回波圖中較難分辨，含氣的腸道也會出現這種偽影。2.鏡象偽影這是又一種聲混響效應而產生的偽影。如果聲束遇到一層與之大致垂直的鏡面型界面，如膜等強反射結構，界面兩側媒質的聲特性阻抗差別又較大，在此界面上方某處有一定聲反射、散射結構，在界面下方為液性無回聲區、低回聲區或氣體，在這種條件時最易發生鏡象偽影。其原因是在此界面上方和界面本身先已形成一定的聲圖像，例如是一個球狀病灶，界面的強反射波又作為第二聲源對該界面上方的反射器、散射器聲結構作照射，其返回到該界面的聲結構信息可以被鏡象界面再次反射返回換能器，于是使鏡象界面上方的各層聲圖像，(例如上述的那個球狀病灶)由于經歷了較長的傳輸路程會成為“倒影”映入鏡象界面下方的無／低回聲區，形成對于該鏡象界面的鏡象偽影，或稱“倒影”。而實際掃查對象中并無“倒影”反映的聲結構，由于鏡象界面并非良好的鏡面，界面也并非一定產生全反射，界面后仍可有正常或較弱的回波．因而這種“倒影”就不一定十分逼真，而是大致相似或畸變放大的“倒影”。并且也可能與正常回波圖像疊加，這對鑒別也會造成一定困難，應加以注意。3.振鈴狀偽影(余振偽影)這是超聲能量在兩個距離較近的反射／透射界面中作衰減較少的往復傳播現象，而每次往復又均有部分聲能返回換能器被接收的偽影，也是由聲混響效應引起的。如果聲束途中具有一平薄的界面，在此界面下尚有一層薄層強反射系數的氣體時最易產生振鈴偽影。聲能在平薄界面與薄層氣體之間多次反射，并有部分聲能透過界面返回換能器被接收，且聲能逐漸衰減使振幅下降。這種現象多在胃腸道成像中顯示。檢查充氣的肺部及膈下積氣時亦常見振鈴狀的象。換能器與皮膚局部聲耦合不佳亦會出現這種偽影。在圖像上為偽影源下方出現由密集的斷續或準連續強光斑形成的一條光柱(帶)，向深部方向延伸，逐漸變淡，呈慧星尾狀。4.回聲增強偽影聲束的聲強隨深度而衰減，本不應出現回聲增強的現象，然而在圖像顯示中在內部衰減比旁鄰組織小許多的囊腔、丸塊及正常組織下方常伴隨有“回聲增強”征圖，如圖所示。回聲增強偽影這主要是因為聲束通過這部分衰減較小的媒質時，必然比附近其它正常衰減的部位有相對高的聲強，而超聲診斷設備的增益及分段增益TGC曲線在正常調節時在此深度又有較高增益，即相對這部分較強聲強的回聲有過補償的緣故，從而產生了圖像上的所謂“回聲增強”偽影。儀器的靈敏度、TGC調節是以保持整幅圖像的基本均勻亮度為前提的，在掃查中偶而遇到部分衰減低的組織時就出現這種偽影。這種偽影在換能器接收到的信號中并不存在，通過回波信號放大通道之后及熒光屏顯示中存在“回聲增強”。有人做過“回聲增強”的體模實驗：在用人體組織仿真材料制成的超聲體模中挖去二個圓柱形孔，其中分別填以兩種與仿真材料同等散射水平但衰減值依次低于仿真材料衰減值(0.65dB／MHz·m)的媒質，結果其超聲掃描圖像中在此低回聲區后出現了“回聲增強”的偽影。其增強程度隨填入圓柱形孔內媒質的衰減值與周圍媒質低的程度而顯現。回聲增強偽影，與聲通道中部分組織的相對衰減值有關，且超聲在人體軟組織的衰減是大致正比于超聲頻率的，因而回聲增強程度亦與超聲工作頻率有關。一般說，采用高頻換能器時，同樣的增益、TGC調節比采用低頻換能器的回聲增強偽影更為明顯。回聲增強偽影的形狀常與回聲源處于聲束焦區的位置、偽影源與周圍媒質的聲速關系、偽影源本身的大小形狀曲率有關。回聲增強偽影源在換能器與焦點之間位置時，易出現收縮形偽影，回聲增強偽影源在焦點處或焦點后之區域，易出現發散形增強回聲。在焦點處的回聲增強偽影源，因使聲速受到的衰減最小，其增強效應更為明顯。5.聲影偽影聲影是指在一幅由回波形成的聲圖像中，在某一偽影源之下方呈現的完全或部分無回聲、低回聲暗區，它與通常液性暗區不同，液性暗區之后仍可出現正常回波圖像，而聲影之后不再有正常聲回波圖像。聲影，可由幾種不同原因產生：第一種可稱謂“非衰減型聲影”。當聲束遇到媒質中的強反射體，如骨骼、氣體、結石、鈣化物、金屬植入物，一般它們與軟組織的聲特性阻抗差別很大，且又不能與換能器形成多次反射的角度和大界面關系，結果形成一次強反射及強反射靶后的組織“失照射”，從而造成強反射靶后的聲影暗區。在這暗區內所有本應顯象的聲結構欠缺，如圖所示。衰減型聲影第二種是“衰減型聲影”。聲束遇到吸收系數較大較厚的媒質，如大量纖維組織、韌帶、疤痕組織，會使聲能大量被衰減而造成其下方的媒質“弱照射”。在聲強很弱的聲照射區內，界面反射及散射的回聲亦弱，返回換能器途中又經一次強衰減，因而常難在圖像上呈現被撿體內相應的聲結構，出現“衰減型聲影”，如圖所示。衰減型聲影例如，經成人顱骨探查腦部組織時就因存在這種偽影導致無法顯象。某些圓形厚壁的臟器、病灶，因聲束通過其橫向兩側邊緣的路徑和聲衰減遠大于聲束通過其中央部位，于是會形成它兩側邊后部的聲影，如圖所示。如果已被強衰減的聲束通過的是具有擴束效應的圓形通路，會產生附加的衰減，加重了聲影的形成條件。兩側邊后部的聲影第三種聲影是常常出現在球形組織或病灶兩側邊緣下方的那種“邊緣聲影”，它可能沒有上述的厚壁結構，既不是由強反射也不是或不完全是由厚壁結構的強衰減而形成。有的文獻認為這是由于界面與聲束軸接近平行時的聲波偏向而使其下方的組織“失照射”所致。其實，如果是聲束偏向，它作為二次聲源向側向組織照射時，終歸可以部分地經原途徑返回換能器。“失照射”并不一定會失顯示，它可以產生另一種幾何畸變偽影，而不是聲影偽象。這種在一些囊性結構組織、血管及類似結構組織的橫向兩側邊緣下方出現的聲影可以用以下兩種可能的原因來解釋：(1)在切面內超聲波作極度的斜入射時，發射的縱波在入射到上述球形、管形媒質兩側邊緣產生縱波到橫波以及透入波到表面波的波型變換。(2)已經入射到上述球形、管形媒質兩側邊緣的聲波，在一定條件下產生了折射角θ1＝90°的現象。從球內媒質(聲速c1)到球外媒質(聲速c2)的折射波沿界面前進，即全內反射。聲波只沿球形管形媒質內表連續全反射傳播，球下媒質中不再存在折射波，該聲波亦不能返回換能器，直到經衰減吸收而消亡。全內反射聲影如圖所示。許多囊性組織和血管常常產生這種“全內反射聲影”，如果囊腔內媒質具有回聲增強的低衰減系數，造成中間部位的良好聲傳輸通道，于是就有可能同時具有側邊聲影和中央部位的回聲增強偽影。聲影的形狀常與聲影源處于聲束焦區的位置、聲影源與周圍媒質的聲速關系、聲影源的形狀曲率有關。聲影源在焦點之前而靠近換能器側時可出現筆形聲影；聲影源在焦點處或焦點后遠離換能器處，可出現發散形聲影，尤以位于焦點處為甚。因為在焦點處聲束被強反射或強衰減受阻的情況比聲影源在其它處更明顯。這點有時有助于對結石、鈣化灶的鑒別確診，也可通過改變焦點位置用來輔助診斷。同樣，與回聲增強偽影的頻率相關一樣，衰減型聲影偽影也因衰減而與頻率相關。一般說來，在同樣的增益、TGC均勻補償條件下，高頻超聲掃查的衰減型聲影偽影比低頻超聲掃查嚴重些。以上三種聲影偽影，雖然是由于媒質本身的聲學特性所致，無法從超聲診斷設備的改進來加以控制。但若改用復合掃描，或者檢查中采用多層面、多角度操作使聲束以不同方向、部位成像，將某一角度、層面的聲影區在另一角度、部位聲照射，也可得到適當的彌補。對于衰減型聲影，若采用適當的發射區域增強技術亦能加以改善。當然這種偽影也有其用處，有時可以借此以偽判真地來幫助鑒別某些聲結構的特性。6.聲影消除偽影當結石、鈣化直徑小于2mm以下時，可使原來產生的反射型聲影消失。這是由于聲繞射使聲束沿小界面的側緣繞其后方，這樣繞射后方的回聲強度往往不能表示正常聲軸下諸生物組織或病灶的聲衰減量。如果單純憑聲影的存在與否來作為結石、鈣化灶的判據，遇到這種聲影消除偽影時，可能會出錯。7.超聲斑偽影圖像中的斑紋是相干成像系統中所特有的現象，它的產生機理類似于人們較為熟悉的激光斑紋、星體斑紋。在超聲顯象系統中，超聲波是相干波，它通過非均勻媒質傳播時，當反射界面粗糙，且顆粒度與超聲波長接近時，會產生漫反射即散射，產生復雜的輻射分布，且與界面兩側的聲特性阻抗差密切相關。當反射體顆粒度比聲波波長小得多時，由散射形成的輻射則均勻地分布在所有方向上，入射波被繞射、衍射產生較小的擾動。人體中紅血球就是這種散射體。在不同深度不同方向一次或多次散射反射，最后抵達換能器的聲波，實際上是一個復雜的干涉波。干涉現象使超聲場呈現出復雜的隨機聲壓分布，以此成像就產生了顆粒狀的灰度起伏噪聲圖像，這就是如肝臟、胎盤等內部結構所呈現的那種常見圖像。這種顆粒性圖案的灰階并不真實地反映被檢體非均勻聲學邊界的回波強弱。這種偽影除了上述原因外，與超聲顯象系統及換能器的噪聲性能亦有關。顯然，減弱超聲斑偽影可以提高圖像清晰度和分辨力。已經提出的方法有復合掃描法、有限濾波法、頻率復合法、頻率彌散法等。8.圖像扭曲和移位偽影這是一種由聲折射而引起的圖像幾何性畸變。聲束以

1角度(

1＞0)入射并通過兩種不同聲速的媒質界面時，在界面處產生反射和折射，使聲束偏移原來方向，界面兩側的聲速差別愈大，聲束偏移也愈大。在人體內以軟組織與骨界面的折射為最甚，還有眼晶體、脂肪層與鄰旁組織的界面，亦有較大的折射效應。這種偏向可能在多層非均勻的媒質中多次發生，造成聲束傳播的非直線性。然而回聲在顯示屏上，總是以無偏向的直線(包括扇形)方式排列顯示，而不論聲束傳播的途徑所獲得的回聲信息的真實位置如何。從而造成圖像的不同程度的扭曲失真和位置偏移，如圖所示。圖像扭曲和移位偽影當聲束遇到球形、弧形媒質界面時，問題會顯得復雜起來。根據界面兩側不同聲速關系和曲率不同，可能會產生凹透鏡、凸透鏡效應，在聲束偏向的同時，產生擴束性或聚束性折射，在此球形、弧形媒質界面下方形成正或倒置的錐狀形聲照射區。這一體積內，回波信息亦被顯示在熒光屏上一條或多條掃描線內，產生扭曲的圖形失真和錐體內回聲復合的光柱(帶)顯示。這種偽影在超聲CT中較嚴重地影響了其顯象質量。由于脂肪組織在人體中的大量存在，其聲速約為1450m／s，比其它軟組織的平均聲速1540m／s低得多。如果包圍在如肝、腎這些聲速為1560m／s的組織周圍，就很容易造成圖像扭曲和移位偽影。Medsen等人用脂肪、肝和腎仿真材料做的超聲體模，證實了這種偽影的存在與表現。超聲經球形仿脂肪材料和內包同心球形仿肝、腎材料部分后，對垂直于聲束的尼龍線陣列的靶成像，用復合超聲顯象方法，顯爾了尼龍線陣列靶的扭曲移位偽影。聲束經過仿脂肪――肝、腎體模方向和不經仿脂肪——肝、腎體模方向的尼龍線靶顯象不在同一位置和同一形狀、方向。在臨床超聲掃查中，由于病人解剖組織、臟器的復雜幾何形狀和狀況，即使深信存在這種偽影，往往也難以辨認和確定。9.圖像部分縮張偽影這是一種由于不同組織媒質中聲速不一致而形成的偽影。目前任一種用超聲脈沖回波法的設備顯象產生，其中一個假設條件是：脈沖聲波自換能器發生后經回波源返回到換能器之間的發／收延遲時間被假定為直接正比于換能器跟回波源之間的距離。由于超聲診斷設備主要用于人體軟組織顯象，因而儀器內已標定在軟組織平均聲速為1540m／s這一聲速上。這一假設對大多數超聲品象是合適的，能夠得到形狀大致如實相符的正常圖像。如果在超聲掃查中、聲束通過了部分聲速差異較大的組織，而儀器仍按1540m／s的平均聲速來顯示圖像，結果不可避免地引入了圖像中某些相應部分的縮張形變偽影。最明顯的是聲束通過部分骨骼對某回波界面顯象，因為骨骼的聲速遠大于軟組織，結果渡越時間明顯短于不含骨骼的部分而使該回波界面比它所在位置更靠近換能器。相反的情況也可出現，如果聲束通過聲速遠低于軟組織的媒質，那末回波界面的位置就會因為渡越時間明顯加長而顯示向遠離換能器的方向移位。如在聲束通過乳房硅植入物或硅橡膠之類的人工心臟瓣膜時就會出現這種情況。出現這種偽影時不但形成其后反射器位置改變，而且還使這部分組織形狀壓縮或伸張，以致整個圖像的正常位置、形態產生畸變。應在掃查中注意鑒別。10.由偽影引起的測量誤差在各種超聲顯象儀中雖均附有不同的測距、測周長、測面積、測方位角度、斜率等功能，但在操作中及測量方法本身都會產生誤差。這里主要指由聲學及儀器本身引入的定量誤差。由于不同組織內的聲速差，不論是用儀器內設的深度標尺、橫向標尺或是用電子游標、電子游桿在兩設定點中間接或直接測定距離、包圍一感興趣區的周長、面積，均會產生軸向測量誤差。在側向分量上，誤差的主要原因則與上述的聲折射失真、圖像扭曲、聲束特性不理想而造成的偽影有關。側向的測量誤差不精確程度是因側向分辨力低于軸向分辨力以致點狀靶的側向擴展，故一般要比軸向的誤差大些。測量誤差實質上是聲圖像偽影在空間位置幾何形狀定量上的綜合反應，也與儀器本身的設計(如標尺的精度)、探頭的設計、TV監視器的畸變、儀器操作有關。測量誤差在以聲圖像監視穿刺的應用中有其重要性，應予以特別注意。特別在作深部細管道(如主胰管)穿刺定位時更應注意。為了減少測量誤差，應仔細選擇測量參考點的位置，從而得到最大的測量精度。在B型超聲儀中，反射體的前沿回波信號通常是最好的定位選擇點，如圖所示。該點受反射體回波信號振幅變化的影響以及受儀器性能、儀器調節的影響均為最小。定位點選擇11.聲暈偽影在超聲檢查中有時會在一個實體聲反射結構的周圍出現一圈低回聲層，形成暗暈的現象，被稱為聲暈。有人用砂布模型和計算機分析了B型超聲圖像中的聲暈現象，認為各種形狀的聲暈形成與界面兩側媒質的聲特性阻抗差異及界面的粗糙程度有關。表面粗糙的組織可以產生散射，其回聲振幅低于較強反射的周圍組織，可以形成聲暈。然而，一種由消化道轉移的卵巢癌——柯肯勃氏瘤的聲圖像，其特征是病灶中央為團塊狀回聲，周圍為聲暈，形似“牛眼”。消化道腫瘤轉移到肝臟的病灶也會帶有類似的聲暈表現，但它們的解剖結構并不具有足以產生散射的粗糙表面結構，可以從界面處聲特性阻抗差異很小或這種腫瘤外層有滲出液包圍來考慮。后者就不是聲偽影反映。12.超聲束硬化偽影超聲發射脈沖的頻帶寬度約為1.5MHz左右。在多頻發射技術中，為使近場區得到較好的分辨力而遠場區又有足夠的穿透力和靈敏度，采用高、中、低頻同時發射或跳頻發射。由于聲束通過組織后產生衰減，這種衰減與頻率f

大致成正比關系，因而聲束中的高頻成分衰減比低頻成分快，造成聲束的中心頻率向低頻方向的移變，這就是所謂的超聲束硬化效應。這種效應將對圖像產生影響，即探查的中、遠場區的分辨力低于近場的分辨力，這在分析圖像的均勻性時應考慮。以上這些由于聲學特性而造成的偽影，雖然不能用改進儀器設計來加以改善，但如能在檢查前、檢查中輔以一定的臨床措施是有可能減少它的影響。如使用聲造影劑增強對心臟、胃的顯示；為減少氣體對胃腸道超聲掃查的影響，使病人在檢查前一天不吃易生氣體的食物；在做盆腔檢查時為有一個良好的聲窗，檢查前讓病人多喝些水以使膀胱適度充盈；由于鋇劑是聲的強反射和強衰減劑，作鋇餐X線檢查的病人，先行超聲檢查后用鋇餐的方法。至于在檢查過程中注意操作方法、變換受檢者體位、多方位多切面運動探頭掃查等方法，對鑒別偽影與減少偽影也是有益的。第八節超聲圖像偽影及質量

一．超聲圖像偽影定義

偽影是指任一回波信號被超聲診斷設備所顯示的位置與被檢體內回波界面的實際位置不符，或被顯示的信號振幅、灰度變化不與被顯示的回波界面特性變化相關。二．影響因素由聲束特性不理想而造成的偽影由掃描方法和顯示而形成的偽影由超聲傳播特性而造成的偽影由聲束特性不理想而造成的偽影1．部分容積效應偽影2．旁瓣效應偽影由掃描方法和顯示而形成的偽影1．動態偽影對運動臟器(如心臟)掃查及在移動換能器掃查靜止臟器過程時出現“動畫”效應。這是一種顯象時間與動態掃查不匹配的失真偽影，由超聲傳播特性而造成的偽影這類偽影不同程度地存在于實際的掃查顯象中。要求操作人員熟悉正常圖像，了解超聲聲學原理，并根據被檢體的正常和病理解剖知識認真加以識別。假設任何回波均來自聲軸方向及