医学超声仪器原理 第9讲 超声图像的伪影及质量控制

第9讲超声图像伪影及质量Artifact&QualityofU.I.

医学超声仪器原理超声图像伪影定义超声图像的伪影是一个颇为复杂而必须面对的问题，正确认识伪影及其产生原因、条件，有助于正确评价用各种不同设备得到的各种声图像。以便去伪存真地判读超声图像，得出正确的医学诊断。而超声医学工程人员则可能借此改进超声诊断设备的设计。超声图像伪影的定义：伪影是指任一回波信号被超声诊断设备所显示的位置与被检体内回波界面的实际位置不符，或被显示的信号振幅、灰度变化不与被显示的回波界面特性变化相关。伪影的类型与产生原因由声束特性不理想而造成的伪影及其控制由扫描方法和显示而形成的伪影及其控制由超声传播特性而造成的伪影一、声束特性的因素

1.部分容积效应伪影

PartialVolumeEffect

2.旁瓣效应伪影SideLobe3.分辨性伪影1.部分容积效应伪影理想声束是指单指向性的、声束宽度固定为一个波长且穿透性极强的声束。实际的声束只在焦区处可获得较细的声束，离开焦区声束明显变粗，直径可达数毫米到1厘米。垂直于扫描面方向的聚焦特性与沿扫描面方向的聚焦特性往往也不一样，前者由于大多仅采用固定声透镜聚焦。其聚焦特性更不理想，结果声束的扫描线并非一条细线，其扫描面亦非一层很薄的断层切面。尤其在近场区更差。在轴向，声束由一定脉宽的声脉流形成，这样所显示的切面图像，实际上是由有一定体积的分辨元扫描被检体而被模糊了的声图像。如有一直径小于该处切片厚度的病灶为声束所切割，则声图像上所显示为病灶区的回波与病灶区周围的回波所叠加的图像。同样，不在一平面上的声反射结构，可同时叠加在包含一定厚度的一个声图像上显示出来，如图所示。部分容积效应可导致分辨力降低，并造成分析错误，如小囊肿内部并非纯粹暗区，却可存在细小回声，如不考虑鉴别，可误认为“实质性”。在彩色血流显象中采样点是有一定容积的，同样也存有部分容积效应伪影的问题。部分容积伪影

改进方法对于这种伪影，目前主要通过对换能器材料和工艺过程的研究改进，采用新型高分子压电材料、声透镜、高反射镜、高斯型电极、费涅尔分布电极等自聚焦方式来改善声学特性。2.旁瓣效应伪影声源发射的能量主要集中在主瓣声束内，在其它方向的旁瓣内也分布有相当能量第一旁瓣的声振幅最大，约为主瓣的21％，位于主瓣声轴的±10°～±20°之间。第二旁瓣约为主瓣的13％。当主瓣声束扫描物体时，旁瓣也同样在进行扫查，但它们的扫查方向与主瓣声束不一致、它所接收到的回波信号被完全归属在主瓣声束的回波信号上，同时被诊断设备显示在同一声图像上。超声探头无法区分主、旁瓣声轴的回波信号，超声诊断设备又不能分别显示不同方向的主旁瓣声象，因为任何方向的回波源，均被假定为沿换能器声束的轴向方向，其结果有如部分容积效应那样的叠加模糊伪影。这种回波重叠，常组成反射结构的后缘面上方的浅淡浅弧状线条。检查充盈膀胱下的子宫时．常见此种伪影发生。在旁瓣声束遇到强反射结构，而主瓣声束处于低回声区时才明显反映出来，如图所示。由于旁瓣的存在还降低了对低回声信号的对比度分辨力，使图像质量变差。旁瓣效应伪影3.分辨性伪影由于声束不是全程细小，扫描面内扫查声束密度(单位宽度的声扫描线数)有限，结果不但造成以上两种伪影，还使焦区外的图像细微结构丧失或模糊失真，分辨力低下，整幅图像的均匀一致性不良。超声图像的空间分辨力可利用分辨力单元来定义。它是声场中可识别的最小体积，在最小识别单元中不可能提取出更有特异性的任何有用信号。换能器的结构、检测点在声场中的位置、超声波在传输媒质中的传播扩束效应和脉冲展宽效应，均可影响该分辨力单元的体积。体模中一根0.3mm的尼龙线反射靶的横截面，经非理想声束扫描而显示成数毫米到1厘米多长的相应伪影，这是侧向分辨力低下的表现。同样，几根相互靠近的线束，其距离小于分辨力单元直径或短轴时亦不可能被分清。一般轴向分辨力比侧向分辨力好些。轴向分辨力低下使声场中层面结构的层次不清，结构粘连。侧向分辨力低下使图像模糊、颗粒粗大，横向结构粘连。分辨性伪影三、扫描方法和显示的因素1.回声失落伪影

2.不连续性伪影4.空间定位伪影5.显示性伪影1.回声失落伪影采用脉冲回波法的超声显像系统，它所得到的回波信号依赖于反射结构与声束的角度关系。当声束与反射结构面垂直，即入射角

1＝0时，回声声束沿发射声束相反的声径返回换能器晶片，得到由声特性阻抗不同所决定的该反射结构最强回声，否则就会降低返回换能器晶片的回声能量。由于回声的反射角等于入射角，故在换能器静止的声扫查显象系统中必然就存在有相当一部分具有声照射但回声被偏向、减弱以致不能被换能器接收到，结果在显示的图像上产生回声失落伪影。这种伪影尤其在较为均质而散射水平较弱的反射结构界面与声束方向接近平行时为甚。而且伪影不论在线阵、凸阵、环形相控阵扇扫、机械扇扫方式的扫查成像中均可产生，而在探头沿声扫查面移动、旋转一定角度的复合扫查中可得到弥补或改善。另一种“边缘回声失落伪影”并非指圆形切面的两侧边缘之回声失落，主要发生在与相控阵换能器平行的大界面的边缘部。由于相控阵换能器面不能总是与回声正交，在该大界面的边缘处入射角

1增大，更易产生回声失落。2.不连续性伪影当换能器晶片单元密度不高时，图像的横向连续性差而形成的伪影。这在早期的线阵成像设备中常见这种伪影，就象透过垂帘去观察景象一样。后来在数字化回波信号处理中用插补法来改善不连续性伪影。但插补毕竟不是真实扫描，虽然它平滑了扫描图像。但只对图像进行了不增加信息的美化。采用高密度换能器和高密度扫描(如微角偏转技术，多接收技术)，再辅以插补处理，其实际效果可达到人眼察觉不到宏观图像的不连续伪影。在扇形扫查（包括凸阵）的远场区，由于扫查声束的辐射状而显得不连续更为明显，目前改善的方法是采用图像的自适应象素显示。自适应的象素在每一超声扫查线与显示的电视光栅扫描线的交点上重合一致。而象素尺寸自适应于两条超声(扇形)扫查线之间的空间。再加上象素密度的成倍数提高（例如从512×512增加到500×1500），结果显示中象素丢失减少，能产生平滑的组织结构和较尖锐的边缘．尤其在扇扫中有清晰的近场和远场显示，消除了远场的辐射形光栅。超声显象设备中的图像数据，以一定的矩阵方式存贮、处理、显示，例如256×256、512×512等。这种矩阵结构本身就是一种不连续结构，尤其是这种正交结构的矩阵在处理扇形、PPI型扫描信号时会产生空间位置的非线性(如锯齿形)失真，只有当信号的取样率足够高、量化后的矩阵及显示矩阵阵足够大时，才会减少不连续性的影响。3.动态伪影由于超声传播的速度及每帧显象需要一定密度的扫描线数，这样每帧图像大约需30ms左右的时间，即帧周期T＝2NL/c.式中N为每帧扫描线数，L为设计的探查深度，c为声速。一般来说这可满足生物体运动脏器扫查的要求。单通道的显象设备采用多段动态聚焦时，会使显象帧频降低。造成对运动脏器(如心脏)扫查及在移动换能器扫查静止脏器过程时出现“动画”效应。这是一种显象时间与动态扫查不匹配的失真伪影，可用多通道的方法来改善。4.空间定位伪影在手动接触式机械扫查及手动复合扫查方式中，换能器在同一扫查平面不同位置、角度对同一点状声靶扫查时，可能会显示不重合的回声点象，产生象的扩展，如图所示。这是一种显象设备的空间定位误差，应该减少到最低程度，否则会产生图像的边界和细微结构的模糊、粘连，并使分辨力、清晰度降低。空间定位伪影5.显示性伪影高分辨力的声扫查不一定都能转换为高保真度的显示。显示器的空间分辨力比目前超声诊断设备的声学分辨力要高些，尚不构成影响总体分辨力的障碍，但其显示对比度分辨力或对比清晰度的动态范围一般只有11～12级灰度，造成显示动态范围伪影，不是强回声图像层次不清，就是弱回声图像丢失。目前所用的灰阶图像，是回波信号量化处理中的现象，对组织对比度分辨力有一定作用。这种对图像的人为修饰，从模糊学观点看或许还是一个成功的例子。但这种处理毕竟要牺牲部分图像信息，处理不当终究还是一个伪影源。另外，显示器本身的桶形、枕形、垂直线性、水平线性失真均可使声图像产生空间和几何形象的畸变性伪影。以前超声显象设备所用的电视光栅显示器，基本上均采用每帧525线或625线的分场隔行扫描制式，它的垂直清晰度比水平清晰度更差些，存在可见的光栅结构，尤其是在亮度较大及近距离观察时更为明显，存在爬行、行间闪烁、并行伪影现象。现在采用双倍扫描行数的逐行扫描式高清晰度显示器系统，使显示器对图像的影响降到了最小。仪器调节方面产生的伪影也应归属于显示性伪影，总增益和距离时间分段增益调节应当适当，因为它们的调节与声图像的动态范围密切相关，从而亦与图像的分辨力、信噪比、信息量、整幅图像的均匀性密切相关。增益过低会丢失部分图像信息，并会使目标显示变小；增益过大会使杂散回声显示、有的层次模糊不清，并使同一目标显示扩大，分辨力降低。图像的前处理、后处理如显示窗位、窗宽、处理曲线函数、空间平滑滤波等的使用不当，会使图像的表现与正常图像有过多过强的差别。还有一种显示性伪影，存在于对图像的局部放大处理显示中，这是由于原来局部采集存贮的回声信息量(象素数)不足在全屏幕放大显示而出现的图像模糊显现。显示性伪影依赖于合理的图像处理设计、高质量的显示器以及正确合理的实时操作加以改善。四、超声传播特性因素这类伪影与前两类伪影不一样，它不可能或不完全可能在现今成像机理中由工程技术措施来加以改善，这类伪影不同程度地存在于实际的扫查显象中。要求操作人员熟悉正常图像，了解超声声学原理，并根据被检体的正常和病理解剖知识认真加以识别。超声波有它本身的波动持性，作为超声媒质的生物组织又有其本身的声学特性。具有一定波长、振幅、相位、声强等参数的超声波声束以一定方向、角度作用于具有不同密度、声速、声特性阻抗等参数的非均匀、各向异性的生物组织和复杂界面、不同颗粒度的声媒质中传播时，会产生声反射、折射、绕射、衍射、透射、散射以及衰减、吸收、频移、波型转换、非线性效应等复杂的物理现象。这是超声显象的基础，也是产生声学伪影的原因。由于目前B型超声的显象方法和设备不可能完全如实地反映接收到的全部回波倍息，亦不可能完全如实地跟踪描述声束在媒质中传播的真实途径和行为表现，而用扫描的直线性(即假设任何回波均来自声轴方向及回波延迟时间正比于换能器与回波源的距离)来重现曲折变化的脉冲声束传播特性，这就是产生声学伪影的最基本的根源。在超声CT中亦存在类似的问题。1.多次反射伪影这是一种声学混响效应而产生的伪影。如果声束传播中遇到一个与换能器平行的镜面型大界面，该界面两侧媒质的声特性阻抗有较大差别，使之产生了很强的反射波。此反射波有可能在换能器和反射结构间以较少的衰减作来回两次或多次反射传播，而在界面后的透射声能又很弱或是低回声区，这样就形成多段逐次畸变的重复反射图像。反射的声波被换能器作为二次声源再次反射出去，必然伴随有方向、相位、振幅、声脉冲宽度等变化，故呈现逐次畸变的失真增大现象。在临床超声扫查中，根据探查部位的不同，可能不是整幅图像的多次反射伪影，而可能是局部的多次反射伪影。它若是重叠于正常透射波／反射波图像上，则容易被误诊。在膀胱前壁后面的低回声尿液中，可出现较密的光点，是近场区腹壁、脂肪层等组织多次反射的结果。在肝扫描图中也可出现这种伪影，因为它混在真实回波图中较难分辨，含气的肠道也会出现这种伪影。2.镜象伪影这是又一种声混响效应而产生的伪影。如果声束遇到一层与之大致垂直的镜面型界面，如膜等强反射结构，界面两侧媒质的声特性阻抗差别又较大，在此界面上方某处有一定声反射、散射结构，在界面下方为液性无回声区、低回声区或气体，在这种条件时最易发生镜象伪影。其原因是在此界面上方和界面本身先已形成一定的声图像，例如是一个球状病灶，界面的强反射波又作为第二声源对该界面上方的反射器、散射器声结构作照射，其返回到该界面的声结构信息可以被镜象界面再次反射返回换能器，于是使镜象界面上方的各层声图像，(例如上述的那个球状病灶)由于经历了较长的传输路程会成为“倒影”映入镜象界面下方的无／低回声区，形成对于该镜象界面的镜象伪影，或称“倒影”。而实际扫查对象中并无“倒影”反映的声结构，由于镜象界面并非良好的镜面，界面也并非一定产生全反射，界面后仍可有正常或较弱的回波．因而这种“倒影”就不一定十分逼真，而是大致相似或畸变放大的“倒影”。并且也可能与正常回波图像叠加，这对鉴别也会造成一定困难，应加以注意。3.振铃状伪影(余振伪影)这是超声能量在两个距离较近的反射／透射界面中作衰减较少的往复传播现象，而每次往复又均有部分声能返回换能器被接收的伪影，也是由声混响效应引起的。如果声束途中具有一平薄的界面，在此界面下尚有一层薄层强反射系数的气体时最易产生振铃伪影。声能在平薄界面与薄层气体之间多次反射，并有部分声能透过界面返回换能器被接收，且声能逐渐衰减使振幅下降。这种现象多在胃肠道成像中显示。检查充气的肺部及膈下积气时亦常见振铃状的象。换能器与皮肤局部声耦合不佳亦会出现这种伪影。在图像上为伪影源下方出现由密集的断续或准连续强光斑形成的一条光柱(带)，向深部方向延伸，逐渐变淡，呈慧星尾状。4.回声增强伪影声束的声强随深度而衰减，本不应出现回声增强的现象，然而在图像显示中在内部衰减比旁邻组织小许多的囊腔、丸块及正常组织下方常伴随有“回声增强”征图，如图所示。回声增强伪影这主要是因为声束通过这部分衰减较小的媒质时，必然比附近其它正常衰减的部位有相对高的声强，而超声诊断设备的增益及分段增益TGC曲线在正常调节时在此深度又有较高增益，即相对这部分较强声强的回声有过补偿的缘故，从而产生了图像上的所谓“回声增强”伪影。仪器的灵敏度、TGC调节是以保持整幅图像的基本均匀亮度为前提的，在扫查中偶而遇到部分衰减低的组织时就出现这种伪影。这种伪影在换能器接收到的信号中并不存在，通过回波信号放大通道之后及荧光屏显示中存在“回声增强”。有人做过“回声增强”的体模实验：在用人体组织仿真材料制成的超声体模中挖去二个圆柱形孔，其中分别填以两种与仿真材料同等散射水平但衰减值依次低于仿真材料衰减值(0.65dB／MHz·m)的媒质，结果其超声扫描图像中在此低回声区后出现了“回声增强”的伪影。其增强程度随填入圆柱形孔内媒质的衰减值与周围媒质低的程度而显现。回声增强伪影，与声通道中部分组织的相对衰减值有关，且超声在人体软组织的衰减是大致正比于超声频率的，因而回声增强程度亦与超声工作频率有关。一般说，采用高频换能器时，同样的增益、TGC调节比采用低频换能器的回声增强伪影更为明显。回声增强伪影的形状常与回声源处于声束焦区的位置、伪影源与周围媒质的声速关系、伪影源本身的大小形状曲率有关。回声增强伪影源在换能器与焦点之间位置时，易出现收缩形伪影，回声增强伪影源在焦点处或焦点后之区域，易出现发散形增强回声。在焦点处的回声增强伪影源，因使声速受到的衰减最小，其增强效应更为明显。5.声影伪影声影是指在一幅由回波形成的声图像中，在某一伪影源之下方呈现的完全或部分无回声、低回声暗区，它与通常液性暗区不同，液性暗区之后仍可出现正常回波图像，而声影之后不再有正常声回波图像。声影，可由几种不同原因产生：第一种可称谓“非衰减型声影”。当声束遇到媒质中的强反射体，如骨骼、气体、结石、钙化物、金属植入物，一般它们与软组织的声特性阻抗差别很大，且又不能与换能器形成多次反射的角度和大界面关系，结果形成一次强反射及强反射靶后的组织“失照射”，从而造成强反射靶后的声影暗区。在这暗区内所有本应显象的声结构欠缺，如图所示。衰减型声影第二种是“衰减型声影”。声束遇到吸收系数较大较厚的媒质，如大量纤维组织、韧带、疤痕组织，会使声能大量被衰减而造成其下方的媒质“弱照射”。在声强很弱的声照射区内，界面反射及散射的回声亦弱，返回换能器途中又经一次强衰减，因而常难在图像上呈现被捡体内相应的声结构，出现“衰减型声影”，如图所示。衰减型声影例如，经成人颅骨探查脑部组织时就因存在这种伪影导致无法显象。某些圆形厚壁的脏器、病灶，因声束通过其横向两侧边缘的路径和声衰减远大于声束通过其中央部位，于是会形成它两侧边后部的声影，如图所示。如果已被强衰减的声束通过的是具有扩束效应的圆形通路，会产生附加的衰减，加重了声影的形成条件。两侧边后部的声影第三种声影是常常出现在球形组织或病灶两侧边缘下方的那种“边缘声影”，它可能没有上述的厚壁结构，既不是由强反射也不是或不完全是由厚壁结构的强衰减而形成。有的文献认为这是由于界面与声束轴接近平行时的声波偏向而使其下方的组织“失照射”所致。其实，如果是声束偏向，它作为二次声源向侧向组织照射时，终归可以部分地经原途径返回换能器。“失照射”并不一定会失显示，它可以产生另一种几何畸变伪影，而不是声影伪象。这种在一些囊性结构组织、血管及类似结构组织的横向两侧边缘下方出现的声影可以用以下两种可能的原因来解释：(1)在切面内超声波作极度的斜入射时，发射的纵波在入射到上述球形、管形媒质两侧边缘产生纵波到横波以及透入波到表面波的波型变换。(2)已经入射到上述球形、管形媒质两侧边缘的声波，在一定条件下产生了折射角θ1＝90°的现象。从球内媒质(声速c1)到球外媒质(声速c2)的折射波沿界面前进，即全内反射。声波只沿球形管形媒质内表连续全反射传播，球下媒质中不再存在折射波，该声波亦不能返回换能器，直到经衰减吸收而消亡。全内反射声影如图所示。许多囊性组织和血管常常产生这种“全内反射声影”，如果囊腔内媒质具有回声增强的低衰减系数，造成中间部位的良好声传输通道，于是就有可能同时具有侧边声影和中央部位的回声增强伪影。声影的形状常与声影源处于声束焦区的位置、声影源与周围媒质的声速关系、声影源的形状曲率有关。声影源在焦点之前而靠近换能器侧时可出现笔形声影；声影源在焦点处或焦点后远离换能器处，可出现发散形声影，尤以位于焦点处为甚。因为在焦点处声束被强反射或强衰减受阻的情况比声影源在其它处更明显。这点有时有助于对结石、钙化灶的鉴别确诊，也可通过改变焦点位置用来辅助诊断。同样，与回声增强伪影的频率相关一样，衰减型声影伪影也因衰减而与频率相关。一般说来，在同样的增益、TGC均匀补偿条件下，高频超声扫查的衰减型声影伪影比低频超声扫查严重些。以上三种声影伪影，虽然是由于媒质本身的声学特性所致，无法从超声诊断设备的改进来加以控制。但若改用复合扫描，或者检查中采用多层面、多角度操作使声束以不同方向、部位成像，将某一角度、层面的声影区在另一角度、部位声照射，也可得到适当的弥补。对于衰减型声影，若采用适当的发射区域增强技术亦能加以改善。当然这种伪影也有其用处，有时可以借此以伪判真地来帮助鉴别某些声结构的特性。6.声影消除伪影当结石、钙化直径小于2mm以下时，可使原来产生的反射型声影消失。这是由于声绕射使声束沿小界面的侧缘绕其后方，这样绕射后方的回声强度往往不能表示正常声轴下诸生物组织或病灶的声衰减量。如果单纯凭声影的存在与否来作为结石、钙化灶的判据，遇到这种声影消除伪影时，可能会出错。7.超声斑伪影图像中的斑纹是相干成像系统中所特有的现象，它的产生机理类似于人们较为熟悉的激光斑纹、星体斑纹。在超声显象系统中，超声波是相干波，它通过非均匀媒质传播时，当反射界面粗糙，且颗粒度与超声波长接近时，会产生漫反射即散射，产生复杂的辐射分布，且与界面两侧的声特性阻抗差密切相关。当反射体颗粒度比声波波长小得多时，由散射形成的辐射则均匀地分布在所有方向上，入射波被绕射、衍射产生较小的扰动。人体中红血球就是这种散射体。在不同深度不同方向一次或多次散射反射，最后抵达换能器的声波，实际上是一个复杂的干涉波。干涉现象使超声场呈现出复杂的随机声压分布，以此成像就产生了颗粒状的灰度起伏噪声图像，这就是如肝脏、胎盘等内部结构所呈现的那种常见图像。这种颗粒性图案的灰阶并不真实地反映被检体非均匀声学边界的回波强弱。这种伪影除了上述原因外，与超声显象系统及换能器的噪声性能亦有关。显然，减弱超声斑伪影可以提高图像清晰度和分辨力。已经提出的方法有复合扫描法、有限滤波法、频率复合法、频率弥散法等。8.图像扭曲和移位伪影这是一种由声折射而引起的图像几何性畸变。声束以

1角度(

1＞0)入射并通过两种不同声速的媒质界面时，在界面处产生反射和折射，使声束偏移原来方向，界面两侧的声速差别愈大，声束偏移也愈大。在人体内以软组织与骨界面的折射为最甚，还有眼晶体、脂肪层与邻旁组织的界面，亦有较大的折射效应。这种偏向可能在多层非均匀的媒质中多次发生，造成声束传播的非直线性。然而回声在显示屏上，总是以无偏向的直线(包括扇形)方式排列显示，而不论声束传播的途径所获得的回声信息的真实位置如何。从而造成图像的不同程度的扭曲失真和位置偏移，如图所示。图像扭曲和移位伪影当声束遇到球形、弧形媒质界面时，问题会显得复杂起来。根据界面两侧不同声速关系和曲率不同，可能会产生凹透镜、凸透镜效应，在声束偏向的同时，产生扩束性或聚束性折射，在此球形、弧形媒质界面下方形成正或倒置的锥状形声照射区。这一体积内，回波信息亦被显示在荧光屏上一条或多条扫描线内，产生扭曲的图形失真和锥体内回声复合的光柱(带)显示。这种伪影在超声CT中较严重地影响了其显象质量。由于脂肪组织在人体中的大量存在，其声速约为1450m／s，比其它软组织的平均声速1540m／s低得多。如果包围在如肝、肾这些声速为1560m／s的组织周围，就很容易造成图像扭曲和移位伪影。Medsen等人用脂肪、肝和肾仿真材料做的超声体模，证实了这种伪影的存在与表现。超声经球形仿脂肪材料和内包同心球形仿肝、肾材料部分后，对垂直于声束的尼龙线阵列的靶成像，用复合超声显象方法，显尔了尼龙线阵列靶的扭曲移位伪影。声束经过仿脂肪――肝、肾体模方向和不经仿脂肪——肝、肾体模方向的尼龙线靶显象不在同一位置和同一形状、方向。在临床超声扫查中，由于病人解剖组织、脏器的复杂几何形状和状况，即使深信存在这种伪影，往往也难以辨认和确定。9.图像部分缩张伪影这是一种由于不同组织媒质中声速不一致而形成的伪影。目前任一种用超声脉冲回波法的设备显象产生，其中一个假设条件是：脉冲声波自换能器发生后经回波源返回到换能器之间的发／收延迟时间被假定为直接正比于换能器跟回波源之间的距离。由于超声诊断设备主要用于人体软组织显象，因而仪器内已标定在软组织平均声速为1540m／s这一声速上。这一假设对大多数超声品象是合适的，能够得到形状大致如实相符的正常图像。如果在超声扫查中、声束通过了部分声速差异较大的组织，而仪器仍按1540m／s的平均声速来显示图像，结果不可避免地引入了图像中某些相应部分的缩张形变伪影。最明显的是声束通过部分骨骼对某回波界面显象，因为骨骼的声速远大于软组织，结果渡越时间明显短于不含骨骼的部分而使该回波界面比它所在位置更靠近换能器。相反的情况也可出现，如果声束通过声速远低于软组织的媒质，那末回波界面的位置就会因为渡越时间明显加长而显示向远离换能器的方向移位。如在声束通过乳房硅植入物或硅橡胶之类的人工心脏瓣膜时就会出现这种情况。出现这种伪影时不但形成其后反射器位置改变，而且还使这部分组织形状压缩或伸张，以致整个图像的正常位置、形态产生畸变。应在扫查中注意鉴别。10.由伪影引起的测量误差在各种超声显象仪中虽均附有不同的测距、测周长、测面积、测方位角度、斜率等功能，但在操作中及测量方法本身都会产生误差。这里主要指由声学及仪器本身引入的定量误差。由于不同组织内的声速差，不论是用仪器内设的深度标尺、横向标尺或是用电子游标、电子游杆在两设定点中间接或直接测定距离、包围一感兴趣区的周长、面积，均会产生轴向测量误差。在侧向分量上，误差的主要原因则与上述的声折射失真、图像扭曲、声束特性不理想而造成的伪影有关。侧向的测量误差不精确程度是因侧向分辨力低于轴向分辨力以致点状靶的侧向扩展，故一般要比轴向的误差大些。测量误差实质上是声图像伪影在空间位置几何形状定量上的综合反应，也与仪器本身的设计(如标尺的精度)、探头的设计、TV监视器的畸变、仪器操作有关。测量误差在以声图像监视穿刺的应用中有其重要性，应予以特别注意。特别在作深部细管道(如主胰管)穿刺定位时更应注意。为了减少测量误差，应仔细选择测量参考点的位置，从而得到最大的测量精度。在B型超声仪中，反射体的前沿回波信号通常是最好的定位选择点，如图所示。该点受反射体回波信号振幅变化的影响以及受仪器性能、仪器调节的影响均为最小。定位点选择11.声晕伪影在超声检查中有时会在一个实体声反射结构的周围出现一圈低回声层，形成暗晕的现象，被称为声晕。有人用砂布模型和计算机分析了B型超声图像中的声晕现象，认为各种形状的声晕形成与界面两侧媒质的声特性阻抗差异及界面的粗糙程度有关。表面粗糙的组织可以产生散射，其回声振幅低于较强反射的周围组织，可以形成声晕。然而，一种由消化道转移的卵巢癌——柯肯勃氏瘤的声图像，其特征是病灶中央为团块状回声，周围为声晕，形似“牛眼”。消化道肿瘤转移到肝脏的病灶也会带有类似的声晕表现，但它们的解剖结构并不具有足以产生散射的粗糙表面结构，可以从界面处声特性阻抗差异很小或这种肿瘤外层有渗出液包围来考虑。后者就不是声伪影反映。12.超声束硬化伪影超声发射脉冲的频带宽度约为1.5MHz左右。在多频发射技术中，为使近场区得到较好的分辨力而远场区又有足够的穿透力和灵敏度，采用高、中、低频同时发射或跳频发射。由于声束通过组织后产生衰减，这种衰减与频率f

大致成正比关系，因而声束中的高频成分衰减比低频成分快，造成声束的中心频率向低频方向的移变，这就是所谓的超声束硬化效应。这种效应将对图像产生影响，即探查的中、远场区的分辨力低于近场的分辨力，这在分析图像的均匀性时应考虑。以上这些由于声学特性而造成的伪影，虽然不能用改进仪器设计来加以改善，但如能在检查前、检查中辅以一定的临床措施是有可能减少它的影响。如使用声造影剂增强对心脏、胃的显示；为减少气体对胃肠道超声扫查的影响，使病人在检查前一天不吃易生气体的食物；在做盆腔检查时为有一个良好的声窗，检查前让病人多喝些水以使膀胱适度充盈；由于钡剂是声的强反射和强衰减剂，作钡餐X线检查的病人，先行超声检查后用钡餐的方法。至于在检查过程中注意操作方法、变换受检者体位、多方位多切面运动探头扫查等方法，对鉴别伪影与减少伪影也是有益的。第八节超声图像伪影及质量

一．超声图像伪影定义

伪影是指任一回波信号被超声诊断设备所显示的位置与被检体内回波界面的实际位置不符，或被显示的信号振幅、灰度变化不与被显示的回波界面特性变化相关。二．影响因素由声束特性不理想而造成的伪影由扫描方法和显示而形成的伪影由超声传播特性而造成的伪影由声束特性不理想而造成的伪影1．部分容积效应伪影2．旁瓣效应伪影由扫描方法和显示而形成的伪影1．动态伪影对运动脏器(如心脏)扫查及在移动换能器扫查静止脏器过程时出现“动画”效应。这是一种显象时间与动态扫查不匹配的失真伪影，由超声传播特性而造成的伪影这类伪影不同程度地存在于实际的扫查显象中。要求操作人员熟悉正常图像，了解超声声学原理，并根据被检体的正常和病理解剖知识认真加以识别。假设任何回波均来自声轴方向及