影響超聲診斷聲像圖質量的物理因素分析

1、    【關鍵詞】  影響摘要：超聲診斷是醫(yī)學臨床普遍應用的一種診斷方法。聲像圖的質量極大地影響著臨床的診斷，而超聲診斷聲像圖的質量易受諸多因素的影響。從超聲和人體作用的物理規(guī)律、物理定律等方面，分析了影響超聲診斷聲像圖質量的物理因素及其控制對策。關鍵詞：聲圖像；質量；物理因素；控制對策                      

2、;                人體超聲成像是用不可見也聽不到的超聲波能量實現的一種人體組織成像方法。所依據的是聲波強度在人體內的分布，其機制是高頻短波段的聲波和組織之間的機械振動引起的相互作用。用于成像的聲波是從人體的組織反射回來的分量，故超聲診斷所依據的是脈沖回波檢測技術，即利用超聲波在傳播路線上遇到介質的不均勻界面能發(fā)生反射的物理原理檢測回波信號，并對其進行接收放大和信號處理，最后在顯示器上顯示1。超聲成像過程中有諸多因素影響圖像的質量，

3、使得圖像對比度差，極大地制約了臨床的診斷，所以分析影響超聲圖像質量的物理因素，并采取相應的控制對策具有十分重要的意義。1 空間分辨力空間分辨力就是能清晰區(qū)分細微組織之間差別的能力。它是評價圖像質量好壞的主要指標?？臻g分辨力又分為橫向分辨力和縱向分辨力。11 橫向分辨力橫向分辨力是指在與超聲波束垂直的平面上，能分辨開相鄰兩點間的最小距離。對于單個晶體未加聚焦的換能頭，束流的直徑決定最小物體模糊的程度。當超聲束的直徑小于兩點間的距離時，能顯示出來；否則，不能顯示。由于超聲波束在橫向上的寬度是不相等的，所以在近場和遠場的交界面上系統具有最好的橫向分辨率，其值等于在這個位置上換能頭的半徑。離開這個位置

4、則橫向分辨力變差，遠場更是如此。這是因為遠場中的超聲束因擴散角而擴散，超聲束直徑隨距離增大而增大的緣故2。改善橫向分辨力的辦法是：增加晶體的直徑或用高頻脈沖；用聲學透鏡可以對橫向超聲波進行聚焦，控制束流在不同的深度進行聚焦并把回波延遲，減小焦距，提高橫向分辨力；增加實時圖像顯示中每幀圖像掃描線的數目。12 縱向分辨力縱向分辨力是指在超聲傳播方向上兩界面回波不重疊時的最小距離。超聲探頭不能在同一時間發(fā)射和接收聲波，只有當探頭發(fā)射完脈沖以后，處于靜止期間，才能進行接收。假設有兩個界面A和 B相距很近，當一束脈沖射入時，一部分被A面反射，另一部分傳到B面被反射，如果脈沖前沿經B反射到A時脈沖后沿還沒

5、有離開A，這樣經A反射的脈沖后沿就和經B反射的脈沖前沿銜接起來，重疊成一個脈沖，接收到的圖像中不能分辨出兩個脈沖，那么A、B兩點將不能被分辨。所以，只有當脈沖寬度小于往返兩點之間所需的時間時，回波顯示器上才能顯示出兩個獨立的回波信號。脈沖寬度愈小，縱向分辨力愈高。但是縮短脈沖寬度又會減小發(fā)射超聲的能量，影響靈敏度。改善縱向分辨力的辦法是在適當縮短脈沖寬度的同時靠提高脈沖頻率來補償發(fā)射能量，保證達到最佳的縱向分辨力和高的靈敏度。隨著探測距離的增大，遠聲區(qū)聲束的擴散，即使是聚焦換能器，處于聚焦區(qū)內的內外波束直徑差別也較大，故橫向分辨力隨之下降，因此處于不同距離上相同尺寸的目標，在聲像圖上大小不一致

6、。所以換能頭空間分辨力的局限性造成圖像產生分辨力偽影。當超聲在界面上的反射回波剛好被接收到時，探頭到界面之間的距離為最小探測深度。脈沖持續(xù)時間愈短，最小探測深度愈小，縱向分辨力愈高。最小探測深度以內的距離稱為“盲區(qū)”。如果病灶處于盲區(qū)內，由于發(fā)射干擾，聲場能量分布不均，反射信號不能完全被接收，可以引起圖像模糊不清和分辨力降低。2 對比度分辨力超聲儀能顯示不同灰階細微差別的回聲能力，或者說在低對比度條件下鑒別軟組織類型和分清細微結構的能力叫對比度分辨力，實際上就是信噪比。圖像的對比度主要取決于像素數和掃描聲線數。像素數越多，灰階愈多，圖像的層次越豐富，包含的信息量就越多，對比度愈好，分辨力愈高；

7、聲線數越多，圖像越清晰細膩，分辨細節(jié)的程度愈高，對比度愈好。改善對比度的辦法是：提高超聲的發(fā)射頻率或重復發(fā)射頻率；選擇低噪聲和高增益的放大電路；充分應用影像增強和邊緣提取等圖像處理技術3。3  圖像的均勻性聲像圖在整個顯示畫面內，提供均勻分布的分辨力和清晰度的能力。信號幅度的動態(tài)范圍小，形成的亮度曲線的連續(xù)性就好，圖像的層次就豐富，能分開的組織層數就多，圖像的均勻性就好。改善圖像均勻度的辦法是盡可能壓縮信號的動態(tài)范圍，使圖像呈等亮度顯示。4  偽影 由于超聲成像原理的不完善、技術的限制、方法的不全、診斷的主觀推斷等客觀條件和人為因素造成的圖像畸變或假象，使檢測到的

8、數據與真實情況之間存在的差異。超聲診斷是以三個物理假定為基礎的，事實上，三個假定條件在實際組織中很難滿足，因此就會造成圖像與實際組織情況不一致，形成偽影。41 邊緣失落偽影超聲波與一般聲波不同，由于頻率高，波長短，在介質中呈直線傳播，因此具有良好的指向性。這是超聲對人體器官進行定向探測的基礎。當超聲波傳播遇到兩種聲阻抗不相等的媒質界面且尺寸遠大于聲波波長時，超聲波將發(fā)生部分反射。界面反射是超聲診斷的基礎，主要是反射臟器邊界、輪廓及管壁等大界面的圖像。大界面反射如同幾何光學那樣，遵守鏡面反射定律。當入射超聲束與界面垂直時，入射角等于零，則反射回聲沿原路返回，幾乎被探測器全部接收。如果入射超聲束不

9、與界面垂直時，反射回聲沿入射角相等的方向發(fā)生反射，不能被探頭接收，呈邊緣失落偽影。這種偽影常出現在球形結構或器官的兩側，如囊腫或腫瘤其外圍包以光滑的纖維薄膜。聲像圖上可清晰顯示前、后壁，但側壁不能顯示，出現細長狹窄縱向條狀的無回聲區(qū)。改善的辦法是調整探頭與界面的位置，使回波最大限度的被探頭接收，減少邊緣失落。42 混響偽影當超聲束垂直照射到平整的界面而形成聲束在探頭與界面之間來回反射，出現等距離的多條回聲，其回聲強度逐漸減少，形成混響偽影。胸壁和腹壁常出現混響偽影，使膀胱、腎臟、淺表囊腫等部位出現假回聲。改善的辦法是側動探頭，避免聲波垂直腹壁或加壓探測，使等距離多次反射間的距離變小，減少混響偽

10、影。43 多途徑反射偽影  當聲束非垂直入射到組織內某界面，并反射偏離到另一界面，然后再反射直到被接收時，顯示的位置與目標實際位置相差甚遠，形成多途徑反射偽影。這些反射偽影多表現為環(huán)狀或拖尾形狀，對診斷影響甚大。改善的辦法是測量時根據需要變換探測器的探測角度，以減少甚至消除多途徑反射偽影。- 28 焦靈利，倪孟祥，陳日，等. 頭孢唑林鈉聯合舒巴坦鈉對產酶和非產酶菌的體內抗菌活性J. 中國藥師，2000,3(5):26629 Gavalda J, Torres C, Tenorio C, et al. Efficacy of ampicillin plus ceftriaxone in treatment of expeimental endocarditis due to Enterococcus faecalis strains highly resistant to aminoglycosides J.