第二节 伪像
伪像的识别对正确判读图像非常重要。
一、环晕伪像(ringdown artifact)
环晕伪像是指导管周围或换能器表面附近的影像。在声波脉冲的传播期间,关闭接收器的电路以防止其电流的超负荷,接收器打开时接收返回的信号,传播脉冲的轨迹将出现在中央空白区周围,呈现为白色的晕环,称为环晕伪像(图2-1-2-1),环晕伪影在所有超声仪器中均可出现,影响换能器表面附近影像的正确判读。这种伪像的出现与否与近场增益的放大有关。
图2-1-2-1 血管内超声的环晕伪像
在图像中心导管黑色影像的周围出现的光亮晕环(箭头所指处)
血管内超声图像中央的环形空白区是电子产生的,不是导管本身的“影像”。在将这个空白区作为距离测量的参考直径时尤应注意,测量的中央空白区直径可能比导管的实际几何直径大。
二、导丝伪像(guidewire artifact)
机械探头使用的侧面导丝可能在血管内超声图像上呈现为亮的回声信号,导丝后方是声影(图2-1-2-2)。
图2-1-2-2 血管内超声图像的导丝伪像和钙化病变
图中5点(单箭头)部位的亮回声伴有多重回声为导丝伪影,同时5~7点部位(单箭头)可见钙化斑块所致的强回声及声影
三、声影(acoustic shadowing)
声影出现在钙化斑块的后方,即钙化后方不能看见组织(图2-1-2-2),这是由于绝大部分声束被组织和钙化斑块之间的边界所反射之故。如果存在高声阻抗的组织,当声束与其反射界面垂直时即可出现多重反射。此时,返回的部分声束被导管再次反射回到界面,如此往复多次,多重反射回声呈等距离显现。
四、无回声暗区(echolucent zones)
无回声区,指在图像中不出现发光亮点的区域,有时分辨比较困难。流动的血液、脂质池(lipid pool)以及血管壁内超声频率范围在40MHz内的血肿亦可显像为无回声区(图2-1-2-3)。
图2-1-2-3 血管内超声图像上的无回声区域
a图中箭头所指之处为脂核;b图中箭头所指之处为壁内血肿(图中亮回声的为支架金属丝)
五、与导管位置有关的伪像(catheter-related artifact)
理想的血管内超声显像需将导管顶端放置在血管腔中央并与血管长轴平行。在实际应用时这点很难做到。导管探头倾斜和血管迂曲均可导致椭圆形的图像失真。对探测大血管的影响尤为显著(图2-1-2-4)。冠状动脉显像时,在管腔较大部位(例如左主干)容易发生此类伪像,影响管腔和血管的正确测量。
图2-1-2-4 不同的血管内超声导管位置对图像的影响
如果导管顶端与血管长轴不平行,则圆形的血管横切面在超声图像上将显示为椭圆形;正常的血管因导管位置不同轴显像成椭圆形
六、血管内超声的系统工作状态(IVUS system settings)
系统工作状态如纵向总增益、逻辑压缩等对血管内超声图像的影响也很大。若前后两次采集图像需要比较,建议使用同一工作状态。由于系统工作状态的多种不同组合,很难用一种参数来定义某一组织。
七、旋转角度伪像(rotation angle artifact)
机械性的旋转探头由于驱动轴的摩擦性而产生的不均匀转动可引起图像的变形,使观察斑块的范围发生偏差(图2-1-2-5)。另外,如果机械性超声探头在冠状动脉角度较大的转弯处亦可发生不均匀旋转,导致其以传感器高速旋转的速度周期性地振动,可引起图像变形。此伪像称为不均匀旋转伪像(non-uniform rotation distortion,NURD)(图2-1-2-6),产生NURD原因很多,包括血管成角、扭曲、重度狭窄病变、导引导管形态、驱动鞘、止血阀过紧、血管外鞘的折叠和导引导管内径过小等。
图2-1-2-5 旋转角度伪像
机械性旋转导管的驱动轴摩擦性引起其不均匀转动,产生图像的变形。左侧图示实际血管横断面,放射状线条表示超声束方向。右侧图示血管内超声显示的图像,放射状线条表示扫描转换的扫描线。(a)如果斑块(黑色区域)在低速旋转区将显示为放大的图像;(b)如果斑块在高速旋转区将显示为压缩的图像
图2-1-2-6 不均匀旋转伪像
八、移动伪像(movement artifact)
在一个心动周期,心脏的收缩和舒张活动常常引起导管顶端的多达5mm的纵向移动,且导管相对于血管的角度也会有所改变。由于同一平面只能在同一超声束旋转时间内完成,因此,这段时间内任何导管的移动将引起横切面图像的变形(图2-1-2-7)。
图2-1-2-7 移动伪像
如果超声束的一圈旋转中(用箭头表示),血管壁移动相对于导管顶端的移动快些,所呈现的横断面图像将变形。如图中所示,导管位于旋转开始时的中心位置(1),并依次(2~12)连续的移动。左下图显示从一圈旋转中重建的最终血管腔变形图像。实际显示的血管内超声图像上的移动伪像见右图
九、测量误差
血管内超声图像上根据超声束传播的时间来测量距离。通常使用固定的声速(如在血液中的声速)。在不同的软组织中,声速差异很小,可被忽略,但钙化斑块的厚度常被低估。在离体实验时要考虑到20℃时水中的声速比37℃的血液中的声速小6%左右。
(钱菊英)