医学超声伪像及其应对策略

引言

在现代医学实践中，医学技术主义普遍存在。尽管其形态多样，但本质都是对医学宗旨的偏离，即医生不能完全支配技术，甚至为技术所误导或“奴役”[1]。超声是当今世界公认的四大医学影像技术之一，超声诊断仪是国内各级医院的必备设备。超声伪像是经常出现的现象，令人炫目的超声新技术尤其如此。如果不能及时对其识别，超声医生的诊断意见在为临床提供有用信息的同时，也会干扰临床诊疗决策。因此，探讨超声伪像的特点、类型、表现形式以及应对策略，是临床超声的重要课题之一。

1 超声伪像的特点

超声伪像是指超声显示的断层图像与其相应解剖断面组织实际之间的差异，表现为声像图中回声信息的增添、减少或失真[2]。它具有普遍性、多态性、发展性、多元性特点。

1.1 普遍性

伪像的普遍性是指，在超声临床检查过程中伪像并非偶然出现，而是经常发生的现象。表现之一，超声检查人体任何部位，都可能出现伪像。经颅多普勒评价颅内血流动力学状态会产生斑纹伪像[3]；肺部超声检查时在胸膜线后方出现“A”线或“B”线[4]；肝脏、十二指肠内容物重叠于胆囊无回声区内，形成“结石”伪像[5]；晚孕期胎儿超声检查，胎头远场颅骨内侧缘会有“液区”伪像[6]；肌肉骨骼超声检查，同一肌束回声强弱不同的“各向异性”伪像[7]等。表现之二，无论常规2D超声，还是超声新技术，都会产生伪像。混响、旁瓣、声影、部分容积效应、多重反射是经典的2D超声伪像，彩色多普勒血流成像（Color Doppler Flow Imaging，CDFI）技术有“快闪”[8-9]；弹性成像技术有“红绿蓝分层”征[10]；声触诊（Virtual Touch Quantification，VTQ）技术，当横波传播速度大于10 m/s时，有“测不出”伪像；空间复合成像技术有环形伪像；血管超声造影有远场动脉管壁的剂量依赖性非线性传播伪像[11]。表现之三，不同厂家、不同型号、不同档次的仪器都会出现伪像。

1.2 多态性

伪像的多态性是指其表现形式多种多样。

（1）“同原异图”，同一原因造成的伪像，表现形式可完全不同。由于声波入射与反射角度而引起的伪像，在检查肌肉肌腱时表现为“各向异性”[7]，在囊肿性病变表现为侧方声影[12]；“混响”效应，在胸膜—肺表面表现为等距离的“A”线，在胆囊、膀胱等器官则表现为前壁后方的“披纱样”回声，在子宫节育器、金属异物等后方又表现为“彗星尾”征[2]；“混叠”伪像，脉冲多普勒上表现为血流速度和血流方向的反转，彩色多普勒则显示为五彩斑斓的信号。

（2）“同图异质”，同一种伪像，表达完全不同的信息。同样是“声影”，可以是骨骼、结石、金属，也可以是组织瘢痕，或是气体和薄层液体的交界面反射[2]；同样是彩色多普勒“快闪”，可以出现于泌尿系结石后方，也可以出现于胆囊壁的胆固醇结晶、腺体内钙化灶或者节育器后方[9]。

1.3 发展性

伪像的发展性是指其种类、表现形式随超声新技术的出现而不断变化。早在1965年，Baum就发现当用A型超声检查眼球内异物时，因为异物与球内组织声速的差别，可造成球后壁隆起的伪像[13]；二十世纪80年代以来，2D超声中的旁瓣、镜影、多重反射、侧边回声失落、后方声影、容积效应等伪像，相继被报道；二十世纪90年代以后，随着彩色多普勒技术广泛应用于临床，CDFI的“快闪”“溢出”“深部组织血流缺失”“掩盖”等伪像形式不断被认识[8-9,14-15]；进入21世纪以后，随着弹性成像技术的出现，“红绿蓝分层”伪像、“声速测不出”等伪像也随之出现[10]；近年被广泛应用的胎儿3D成像，常会出现诸如所谓的运动、阈值、方向、帧失落等多种多样的伪像[16]。

曾有作者认为，超声伪像会随着仪器档次的提高而消除。然而事实是近年来各厂家推出的各种高档数字化超声仪器，如法国Echoscan 公司的Voluson系列、韩国三星公司的VS系列、美国GE公司的E系列仪器等，都没有完全消除伪像。

1.4 多元性

伪像的多元性是指其成因具有仪器设计、材料工艺、受检者状态、操作者技能等多方面的原因[17]。超声仪器在设计时普遍采用了如下3大假设即：声波在人体组织内呈线性传播，不同组织声速相同，各种组织衰减相同[12]。而事实并非如此，超声在人体内的传播是非线性的，不同组织声速有很大差别，各种组织的衰减亦不相同。如肺和骨骼，二者声速相差一个数量级；骨骼和肝脏，声衰减相差在5倍以上。以上仪器设计模型与人体实际声学特性之间的差别，必然导致伪像产生。但遗憾的是，在各厂家提供的技术白皮书中，对此很少有说明。

此外，早期的超声探头，采用天然石英材质，硬度大、难切割、精度低，因而旁瓣、容积效应等伪像非常严重。以后采用锆钛酸铅材料，伪像减少。再后来采用压电高分子聚合材料，图像质量显著改善。随着纳米压电陶瓷材料的应用，因探头材料与工艺带来的伪像会逐步减少，但完全消除却是不可能的。

受检者状态的改变，也会带来伪像。例如：当患者心率过快时，正常室间隔可出现“过隔血流”伪像；胆囊切除手术中在胆囊床部位放置的可吸收性材料，术后短期内可造成胆囊床“积液”的假象[17-18]。

操作者对仪器的熟悉与掌握不到位，也会产生伪像。例如：频谱多普勒测量血流速度，由于未进行角度矫正，或角度矫正不当，导致的仪器给出的血流速度常远高于实际血流速度；CDFI速度标尺设置不当，引起“彩色外溢”或深部组织血流缺失；组织弹性成像中，由于手法问题可将脂肪瘤样结节判定为“硬”结节。

2 超声伪像的类型

超声伪像的成因复杂，表现多样，截止目前，已经报道的超声伪像不下百种。不同的分类标准，产生不同的结果。笔者从临床实用的角度，提出以下几种分类方式。

2.1 按信息处理环节分类

超声成像过程有声波的发射、接收、信号处理、图像转换等环节，每个环节都可能产生伪像。因此，按产生环节可分为信息采集伪像、信息加工伪像和图像处理伪像。如目前广泛应用于产前超声检查的3D超声技术，采用二维面阵探头、多波束形成器进行声波发射与接收，当有胎动时，胎体图像就会扭曲，形成信息采集伪像[16]；在对回波进行信号处理时由于组织的衰减，深部组织得到的声能减少，因而仪器设计时会按照每1 cm深度1 dB的固定标准进行深度补偿，由于人体不同组织衰减系数相差5倍，直接导致衰减系数大的组织后方回声偏低，而衰减系数小的组织后方回声增强，形成液性结构后壁及后方的回声增强伪像；在图像处理阶段，CDFI帧频与2D图像帧频之间存在的频率差别，有时会导致2D图像上血管位置与CDFI血流信号显示的血管位置在空间上的“移位”；在对胎儿面部进行3D成像时，若对感兴趣区域选择不当，就会造成假性唇裂的伪像[16]。

2.2 按操作者与否可控分类

按照操作者是否可控分为系统伪像和操作伪像。仪器设计所采用的假设与人体实际声学特性之间差异造成的伪像、仪器生产中所使用的材料与工艺而导致的伪像，这二类伪像为仪器所固有，非操作者人为所致，笔者称之为系统伪像。如2D超声中的旁瓣、镜影、多重反射、侧边回声失落、后方声影、CDFI的“快闪”等，因操作者使用不当而产生的伪像，称为操作伪像。

2.3 按照对医生诊断的影响分类

按照对医生诊断方向的影响，分为干扰伪像和指示伪像。干扰伪像，大多因操作不当所致。往往对诊断带来干扰甚至导致误诊或漏诊。如腹直肌检查时的镜影伪像，可以造成两个肿瘤的误判；彩色多普勒“溢出”伪像，可造成对血管直径测量的不准确和对附壁血栓或动脉粥样硬化斑块的漏诊。指示性伪像，可以是诊断的线索，或者本身就是疾病的诊断条件。例如：结石后方的声影，就是诊断胆囊结石的条件之一；胸膜表面与皮肤之间的多重反射形成的所谓“A”线的存在，是肺脏正常的超声标志。

3 超声伪像的应对策略

伪像具有普遍性、多态性、发展性、多元性特点，超声诊断过程有明显的手法依赖。因此，要想彻底消除伪像几乎是不可能的。同时，对于医生的诊断而言，伪像也有干扰与指示的双重作用。因此，笔者提出以下应对策略，与同道交流。

3.1 善于识别系统伪像

超声医生在临床诊疗中要自觉培养辨别伪像的能力。善于认识图像中的“矛盾”现象，即当超声图像出现难以解释的“矛盾”时，就要想到有可能是伪像。如：在对速度标尺进行调整时，正常的CDFI色彩及饱和度会发生相应变化，如果是“快闪”伪像，则一般无变化；在血管丰富的组织器官如胎盘内，看到与血管走行方向完全不一致的、由近场向远场放射状发散的、束状排列的斑点状彩色信号时，就很容易识别出其本质。因为尽管胎盘内血管在母体面和胎儿面的分布和走行完全不同，但决不会是由子宫壁向胎儿方向的放射状排列。 横波在骨与软骨中的传播速度约分别为4500、1665 m/s，而VTQ技术的速度测量上限仅为10 m/s，因此，当用VTQ测量含有骨和软骨的组织器官，系统报出“测不出”的结果时，就很容易理解这是测量阈值设置带来的伪像，而绝非骨骼不传播超声。

3.2 积极消除干扰伪像

仪器材料工艺带来的伪像，随着工艺过程的改进，部分会减少。如空间复合成像技术，能有效减少2D旁瓣伪像；域扫描技术提高了帧频，能减少2D近场的混响伪像。因此，熟悉设备，根据检查部位恰当设置条件，是减少系统伪像的重要途径。其次，“技术互补”是减少系统性干扰伪像的可靠方法。例如：超声造影结合SMI技术可提高结节内血流显示率[19-20]；时间空间关联成像技术联合CDFI可有效消除3D成像时胎儿室间隔缺损伪像[21]；自由拓展成像技术与2D技术结合，可较好的避免肌肉骨骼系统超声检查中的各向异性；再次，用“正交手法”，即在互相垂直的两个切面，观察同一个目标，是消除操作性干扰伪像的好方法[22]。

3.3 科学利用指示伪像

指示伪像一般是系统性伪像。如节育器后方的“彗星尾”征，能指示节育器位置；肺—胸膜表面的“A”线，实质是混响伪像，但“A”线存在，则表明新生儿肺脏正常，而“A”线消失“B”线出现，则提示新生儿肺间质水肿[23]；当“气体混响”出现在剑突隐窝部位时，强烈提示胃十二指肠穿孔；婴儿髋关节超声检查时，髋臼部的回声失落，非但不是骨骼断裂，恰恰相反，说明超声切面标准[24]；骨折时骨骼后方的声影消失，而当声影存在时，则反证了骨骼的无异常；输尿管内中高回声后方的CDFI“快闪”伪像，提示输尿管结石，尤其是磷酸钙结石和二水草酸钙结石的存在[25]；而甲状腺实质内的点状强回声后方的CDFI快闪伪像，则往往提示其性质具有恶性倾向[26]。

总之，超声伪像的产生具有必然性与普遍性、表现具有多态性与发展性、成因具有多元性、作用具有双重性。深刻理解超声成像原理及其实现过程，熟悉仪器按键的意义与预设条件的适用范围，积极发现图像与所检查组织结构之间的矛盾现象，就能充分发挥“人”的临床逻辑思维的能动性，及时排除干扰伪像，科学利用指示伪像，做出恰当的诊断，克服医学技术主义带来的技术至上的弊端，使超声这一现代医学技术更好的体现医学本来的人本特征。

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