Факторы и артефакты, определяющие интенсивность принимаемого уз. Зеркальный артефакт С чем связано появление зеркальных артефактов

Родственным артефактом является так называемый зеркальный артефакт (mirror - image artifact), также создающий эффект псевдомасс. Данный феномен возникает в области структур, имеющих высокоотражаю- щую поверхность, таких как диафрагма, плевра, кишечник.

Рис. 11. Ультразвуковое исследование органов брюшной полости. Эхо- грамма печени. Стрелкой отмечено формирование зеркального артефакта с визуализацией артефактного изображения печени за диафрагмой (стрелка).
15

В результате реверберации, развивающейся между реальными массами и отражающей поверхностью, на противоположной стороне от рефлектора происходит формирование псевдомасс. Необходимо отметить, что ложное изображение визуализируется на том же расстоянии от отражающей поверхности, что и истинное.
Этот эффект часто регистрируется при исследовании в надключичной области и является зеркальным артефактом подключичной артерии. Его возникновение обусловлено прилеганием задней стенки подключичной артерии к верхушке легкого, в результате чего образуется граница раздела сред с различной акустической плотностью. Ультразвуковой луч, пройдя через сосуд, полностью отражается от плевральной поверхности, расположенной позади артерии. При возвращении через подключичную артерию эхосигналы рассеиваются частицами крови и мягкими тканями и повторно отражаются от поверхности плевры. Так как ультразвуковая система определяет глубину расположения объекта на основании времени, затраченного лучом на движение в обоих направлениях, и предполагает его распространение по прямой линии, сканером не учитываются многократные отражения (реверберация) ультразвука. Результатом является формирование артефакт- ного изображения, которое визуализируется на противоположной стороне от плевральной поверхности, накладываясь на верхушку легкого.


Рис. 12. Ультразвуковое исследование левой подключичной артерии. В-режим. Визуализация дополнительного» артефактного изображения сосуда, которое определяется на противоположной стороне от плевральной поверхности, накладываясь на верхушку легкого.

В В-режиме определяется дополнительный сосуд в зоне исследования. Отличительными признаками артефактного (ложного) изображения от истинного является большая эхогенность и размытость «стенки». Изменение настроек прибора, плоскости сканирования не позволяет уменьшить или исключить описанный эффект.
Необходимо отметить, что в этой зоне также формируется зеркальный артефакт венозных сосудов, однако он трудно диагностируется при надключичном доступе.
Крайне сложным для распознавания является визуализация зеркального артефакта в брюшной полости и в полости малого -газа, где в качестве рефлектора выступает кишечник. Возможна визуализация mirror-image феномена в абсцессе брюшной полости при условии формирования уровня между газом и жидкостью, представляющим собой высокоотражающую поверхность.

Бурмистров СЮ. ООО КВМ "ЮНИОР"

Специалистам, работающим в области ультразвуковой диагностики, необходимо помнить о большом количестве артефактов, которые встречаются во время сканирования.

Ошибки и трудности при эхографии в основном обусловлены следующими факторами:

Принципиальными ограничениями диагностических возможностей метода;
различными акустическими эффектами во время прохождения ультразвуковых волн через ткани организма;
методическими погрешностями в процессе исследования;
неправильной интерпретацией полученных данных.

Акустическая тень

Граница разделения тканей хорошо отражает ультразвук, в результате, прохождение луча может полностью прерываться, и дистальнее образуется тень.

Для затухания ультразвукового луча размер отражающей поверхности должен быть равным ширине ультразвукового луча или больше. Если объект меньше ширины ультразвукового луча, то волны огибают его, и на экране проецируются ткани, находящиеся дистальнее.

Акустическая тень, формируется не только от конкрементов, костной ткани и пузырьков воздуха, но и от плотных, чаще всего соединительнотканных, образований. Важно отметить, что отсутствие акустической тени не исключает диагноза мелкого конкремента, где конкременты могут выглядеть как очаги повышенной эхогенности.

В зоне фокусировки ультразвуковой луч имеет наименьшую ширину. При исследовании важно, чтобы интересующий объект находился в этой зоне. Это увеличивает шансы увидеть тень дистальнее мелких конкрементов и гарантирует, что область исследуется с маиболее возможной разрешающей способностью сканера.

Артефакт широкого луча или краевые эффекты

При линейном сканировании возникают краевые эффекты, вызванные попаданием в срез и отображением на экран исследуемого объекта (например, желчного пузыря, кисты) и рядом расположенных органов или образований (например, кишечника). В этом случае в полостных образованиях визуализуется плотный "осадок", ложные перегородки, появляется двойной контур.

Этот недостаток совершенных ультразвуковых датчиков обусловлен их техническим устройством и, прежде всего, величиной пьезоэлектрического кристалла. Луч ультразвука имеет определенную ширину, и при формировании изображения предполагается, что он абсолютно плоский. Это может вызвать искажения, когда исследуемый объект и окружающие ткани одновременно находятся внутри ультразвукового луча.

Чтобы уменьшить вероятность ошибок, исследование должно проводиться не менее чем в двух проекциях, оптимально под углом в 90°; а также можно менять положение пациента, при этом происходит смена позиции внутренних органов относительно друг друта.

Этот прием может оказаться очень ценным, если возникает подозрение на артефакт широкого луча.
Подобно артефакту широкого луча, изогнутые контуры смежных органов могут также вызывать ложные тканевые проявления. Так наполненная толстая кишка может оттеснять мочевой пузырь, вызывая изменения его контуров. Чтобы исключить ошибки такого рода, все области должны быть исследованы в нескольких плоскостях, и пациент должен находиться в разных позициях.
Артефакт "хвост кометы".

При прохождении ультразвуковых волн через образования с сильно отражающими криволинейными поверхностями наблюдается феномен "хвоста кометы", имеющий определенное клиническое и диагностическое значение. Он проявляется в виде эхопозитивной линейной или конусообразной полосы и ориентирован по ходу ультразвукового луча.

Основная причина его возникновения - схождение акустических пучков и суммация их энергии после прохождения через небольшие по размеру объекты при отражении ультразвуковых волн в одном направлении.

Чаще всего этот феномен наблюдается при сканировании небольших кальцинатов, мелких желчных камней, пузырьков газа, металлических тел (дробь), реже -при эхографии через ребра, наличии остаточного воздуха между датчиком и кожей вследствие неполного прилегания или прижатия, недостаточного количества геля.

Скоростной артефакт

При обработке изображения считается, что скорость звука внутри тканей постоянна и равна 1540 м/с. Это допущение необходимо для того, чтобы по времени возвращения эхосигнала к преобразователю вычислять расстояние до объекта.

Различная скорость распространения ультразвуковых волн в жидкостях и плотных тканях приводит к формированию искаженного изображения объектов или места их расположения до 5% и более.
Зеркальное отражение.

Многократное отражение ультразвуковых волн при прохождении через объекты с плотными поверхностями (диафрагма, капсула печени, стенки сосудов) приводит к формированию ложных "структур" или "образований", расположенных дистальнее или проксимальное объекта исследования. Для мягких тканей акустический импеданс в большей мере зависит от количества коллагена и соединительной ткани.
В результате возникает ложное зеркальное отображение объекта дорсальнее истинного или ложные конкременты, например, в печени и селезенке.

Как правило, множественные отражения возникают при сканировании через среды с незначительным поглощением энергии ультразвуковых волн ( , наполненный мочевой пузырь, печень), позади которых расположены плотные линейные или изогнутые поверхности; а также при исследовании органов, расположенных на большой глубине (при асцитах).

Артефакт боковых лепестков

Ширина ультразвукового луча неодинакова, после выхода луч сужается, и становиться самым узким в зоне фокуса, затем, проникая глубже, расширяется. Некоторые звуковые волны отклоняются от основного пути (их называют звуковыми лепестками). Они менее интенсивные, но иногда сильные отражатели внутри боковых лепестков дают отражение, которое может быть принято преобразователем. Сканер воспринимает его, как исходящее от основного луча, и воспроизводит на окончательном изображении как артефакт. Более узко сфокусированные лучи менее склонны к артефактам боковых лепестков и широкого луча.

Внешнее электромагнитное воздействие

Артефакты, вызванные внешним источником электромагнитных волн состоят из расходящихся линий и эхогенных полос, которые обычно располагаются по оси луча ультразвука.

Артефакты в виде нечетко изображения контуров органов и их размеров, неравномерность эхоструктуры возникают при сканировании труднодоступных участков тела, у пациентов с избыточной массой, при повышенном газообразовании. В этих случаях целесообразна замена линейных датчиков на секторные, которые обладают большей пространственной разрешающей способностью за счет минимальной контактной поверхности и наличия секторного пучка ультразвуковых волн. При изучении контуров различных органов или образований необходимо выбрать правильное фокусное расстояние и провести полипроекционное исследование.

Артефакт эхогенности зоны фокусирования

Исходя из того, что луч ультразвука самый узкий в фокальной зоне, относительная интенсивность звука на единицу площади у него больше, чем в другом месте. Сигналы, идущие из этой области, имеют большую интенсивность, чем от аналогичных тканевых поверхностей в другом месте ультразвукового луча.

Акустическое усиление

При прохождении ультразвукового луча через различные ткани, находящиеся на одной глубине, он может ослабляться в различной степени, и интенсивность луча, достигающего дистальные ткани, может меняться. Изображение будет более ярким в момент прохождения через жидкостные структуры из-за слабого, по сравнению с мягкими тканями, затухания. Большая интенсивность луча позади жидкостных структур вызывает более сильное отражение ультразвука в тканях, расположенных дистально. Поэтому эхосигналы, возникающие позади таких структур могут ярче или более усиленными по сравнению с соседними эхосигналами на же глубине. Также акустическое усиление может наблюдаться на позади однородных тканей.

Поверхность сканера, кожа, гели образуют акустические границы из датчика в тело, и отраженный сигнал могут многократно отражаться этими границами. Эти отражающиеся звуковые волны действуют как новые импульсы ультразвука. Если эти сигналы достаточно мощны для обнаружения сканером, то наблюдается эффект ревербации. Он проявляется в виде повторяющихся ярких полос обычно в ближнем поле экрана под углом 90° к оси луча. Ревербация может наблюдаться дистальнее поверхности с сильной отражающей способностью, например, позади задней стенки пузыря, заполненного жидкостью.

Для того, чтобы гарантировать возможную точность исследования, необходимо знать об управлении сканером и его датчиками, обращать внимание на усиление и обработку изображения, соблюдать методику обследования, помнить о возможных физических артефактах и диагностических ловушках. И, наконец, прежде чем уверять других в найденных патологических изменениях, врач по ультразвуковой диагностике должен вначале убедить в этом самого себя.

Использованная литература:

1. R.A.L.Bisset; A.N.Khan. Differential Diagnosis in Abdominal Ultrasound.
2. А.И.Дергачев. Ультразвуковая диагностика заболеваний внутренних органов. Москва. 1995 г.

Год выпуска: 2006

Жанр: Диагностика

Формат: DjVu

Качество: Отсканированные страницы

Описание: Артефакты в ультразвуковой диагностике - это явление, наблюдаемое при исследовании объекта, не свойственное этому объекту и искажающее результаты исследования. В ультразвуковой диагностике под артефактом подразумеваются изображения и эффекты, не представляющие собой истинного отражения реальных анатомических структур, искажающие их действительное расположение, размеры и характеристики.
В основе формирования артефактов лежат такие физические явления, как преломление, рассеивание, поглощение, являющиеся причинами затухания ультразвуковых волн в биологических тканях.
Преломление - изменение направления распространения волн при переходе из одной среды в другую, что вызывает геометрические искажения получаемого объекта.
Рассеивание - возникновение множественных изменений направления распространения ультразвукового сигнала, обусловленное неоднородностью биологической среды.
Поглощение - переход энергии ультразвуковых волн в другие виды энергии (тепло), вызванный вязкостью среды.
Таким образом, возникновение артефактов обусловлено различными причинами: основными физическими свойствами ультразвуковых волн, особенностями их распространения в биологических средах, взаимодействием с различными тканями. Кроме того, существенное значение имеют технические характеристики и аппаратные настройки ультразвукового сканера. Отмеченные искажения реальных изображений визуализируются как в серой шкале, так и при использовании цветового и энергетического допплеровского кодирования, импульсного допплеровского режима.

Учебное пособие «Артефакты в ультразвуковой диагностике» предназначено для учащихся ФПДО, ординаторов, интернов, аспирантов.

«Артефакты в ультразвуковой диагностике»

АРТЕФАКТЫ, ВИЗУАЛИЗИРУЕМЫЕ В РЕЖИМЕ СЕРОЙ ШКАЛЫ

1. Артефакт акустической тени
2. Артефакт дорзального псевдоусиления сигнала
3. Реверберация
   1. Артефакт реверберации
   2. Артефакт «псевдомасс»
   3. Зеркальный артефакт
   4. «Хвост кометы»
4. Артефакт ослабления эхосигнала (attenuation)
5. Артефакт рефракции
6. Артефакт удвоения почки
7. Артефакты, формирующие ложный эхосигнал
8. Артефакт неправильного определения скорости
9. Multipath артефакт
10. Артефакт эффективной отражательной поверхности
11. Focal-zone banding артефакт
12. Артефакт увеличения

1. Артефакты, связанные с некорректными параметрами сканирования
   1. Aliasing артефакт
   2. Depth ambiguity артефакт
   3. «Blooming» артефакты
2. 1. Артефакт цветового допплеровского кодирования в анэхогенных зонах
   2. Артефакты, вызванные вибрацией и движением тканей
   3. Периваскулярный цветовой артефакт
3. Зеркальный артефакт (или mirror-image artifact)
4. Допплеровский «мерцающий артефакт» (twinkling-artifact)

1. Артефакт акустической тени
К наиболее распространенным артефактам, визуализируемым в В- режиме, относится артефакт акустической тени (shadowing), возникающий за структурами с выраженной отражающей или поглощающей способностью. Данный феномен определяется за костью, что обусловлено высокой абсорбцией ультразвука. Абсорбционная способность костной ткани пре-

вышает абсорбционную способность мягких тканей более чем в 20 раз, воды - более чем в 10 тысяч раз. Вследствие того, что ультразвуковой луч не проникает сквозь кость, визуализируется так называемая «чистая» акустическая тень. ,
Кроме того, акустическая тень формируется при отражении 99% ультразвука, когда луч падает перпендикулярно поверхности рефлектора. Отражением на границе «ткань-газ» обусловлено формирование эффекте в газосодержащих тканях (газ кишечника). При этом тень не имеет полной чистоты из-за множественных артефактных отражений и ревербераций. В ряде случаев акустическая тень за газом представлена не дискретной вы- сокоамилитудной реверберацией, характерной для газа, а диффузным размытым эхосигналом («наполненная» тень, «грязная» тень). Это связано с наличием множественных более мелких пузырьков, являющихся причиной в большей степени ненаправленного диффузного рассеивания эхосигнала, а не зеркального отражения. Подобные ультразвуковые проявления встречаются j пациентов с выраженной абдоминальной жировой клетчаткой, в тератомах яичников при наличии в их составе волос.

Рис. 1. Ультразвуковое исследование органов брюшной полости. За петлями кишечника визуализируется размытая (так называемая «грязная») акустическая тень (стрелки).

Артефакт акустической тени возникает за конкрементами и внутритканевыми кальцина гам и и является одним из классических ультразвуковых признаков камней (гиперэхогенная структура с акустической тенью), что имеет большую диагностическую ценность при проведении эхографн- ческих исследований. Чем плотнее кинкремент и чем выше скорость распространения в нем ультразвуковой волны, тем больше степень отражения на его границе и тем лучше его визуализация. При выраженном акустическом сопротивлении объекта отражение достигает значительного уровня. Таким образом, чем выше степень отражения, тем более отчетливая и «чис!ая» регистрируется за камнем тень, являющаяся областью с низким уровнем отраженных сигналов. i

Рис. 2. Ультразвуковое исследование органов брюшной полости. Крупный камень же 1чного пузыря (маркеры), за которым визуализируется акустическая тень (стрелка).
Рис. 3. Ультразвуковое исследование молочной железы. Крупный кальцннат левой молочной железы. Артефакт акустической тени (стрелка).

В последние годы было описано формирование данного артефакта позади солевого осадка дивертикулов почечных чашек, определяющихся в режиме серой шкалы как небольшие анэхогенные (жидкостные) образования в паренхиме почки с наличием плотных (гиперэхогенных) структур, имеющих гравитационную зависимость при полипозиционном ультразвуковом исследовании. Однако за описанными объектами возможна визуализация эффекта ревсрсеращ.и.
Другим вариантом артефакта акустической тени является артеф?ы боковых теней, обусловленный преломлением и отражением ультразвукового луча при его падении по касательной по отношению к выпуклой поверхности объекта. Число отражений и преломлений зависит как от угла

1. Артефакт дорзального псевдоусиления сигна ia

Являясь одним из типичных эхографических артефактов, характерных для классической кисты, артефакт дорзального псевдоусиления сигнала имеет большое значение в плане диагностики объемных образований различной этиологии. Например, дермоидные кисты визуализируются как солидные образования за счет густого и неоднородного содержимого. Но при этом сохраняются патогномоничные для кист эффекты, в том числе и дорзальное псевдоусиление сигнала.

Данный факт позволяет в ряде случаев дифференцировать солидную (тканевую) структуру с дермоидной кистой. Аналогичная ситуация возникает при выявлении образования яичника и необходимости проведения диагностики между кистомой и эндометриоидной кнстой. ’

Рис. 6. ТВУЗИ. Эхограмма яичника. Эндометриоидная киста. Формирование артефакта псевдоусиления сигнала за образованием (белая стрелка) и артефакта боковых теней (черная пунктирная стрелка).
I
^ Наоборот, редкий тип метастатического поражения печени - анэхо- генные (кистоподобные) метастазы - крайне затруднительно отличить от обычных кист. Однако наряду с другими характерными для солидных образований признаками наблюдается отсутствие артефакта дорзального псевдоусиления сигнала или крайне слабое его проявление.
Необходимо отметить, что описанный эффект позади кист определяется не всегда. Он может отсутствовать в случае небольших размеров изучаемых объектов, выраженности их фиброзной капсулы, расположении среди структур, имеющих высокую эхогенность.

Рис.7. Эхограмма левой молочной железы. Маркерами отмечена группа кист малого размера, за которыми не визуализируется артефакт псевдоусиления сигнала.
Кроме того, в результате слабого поглощения ультразвука при сканировании жидкостных образований наблюдается еще один типичный для кисты артефакт. Это эффект увеличения эхогенности задней стенки структуры относительно ее боковых отделов. При этом фрагмент стенки визуализируется более ярким, подчеркнутым и уплотненным.
Полипозиционное исследование позволяет определить истинное изменение эхогенности стенки и подлежащих тканей от артефактного.

1. Реверберация
1. Артефакт реверберации _

.
Рис. 9. ТВУЗИ. Эхограмма матки. В полости матки определяется ВМК (внутрпматочный контрацептир) (стрелка справа). Визуализация артефакта реверберации, формируемого за ВМК (стрелка слева).

В настоящее время большой диагностический и клинический интерес представляют дивертикулы почечных чашек с солевым осадком или с кальцинацией стенки, визуализирующиеся при ультразвуковом исследовании как небольшие анэхогенные образования в паренхиме почки с эхо- плот. 1ым (гиперэхогенным) содержимым, за которым часто наблюдается эффект реверберации.
11ередко собственно жидкостная структура не определяется, и наличие дивертикула можно диагностировать только в результате выявления артефакта. Регистрация эффекта позволяет определить гравитационную зависимость, представленную перемещением солевого осадка при полипо- зиционном ультразвуковом исследовании.
Часто артефакт реверберации наблюдается при проведении внутри! ю- лостнь.х исследований (ТРУЗИ, ТВУЗИ) в результате отражений между поверхностью датчика и высокоотражающей поверхностью пузырьков газа.

Рис. 10. Полипозиционное ультразвуковое и компьютерно-томографическое исследование правой почки. Дивертикул почечной чашки с солевым осадком: а) и б) эхограммы. Эффект реверберации (стрелка). Смещение содержимого дивертикула при изменении положения тела пациента; в) и г) КТ подтверждение наличия солевого осадка (стрелка) и его перемещения при изменении положения тела пациента.

С целью избежания визуализации артефакта, как и во многих других случаях регистрации ложных изображений, необходимо проводить полипозиционное исследование с изменгчием положения датчика и угла сканирования таким образом, чтобы исключить строгую параллельность поверхностей объекта и трансдьюсера, способствующую формированию реверберации.
14

Артефактный шум (Artefactial Noise). Это артефактная наводка от близкорасположенных источников электромагнитного излучения (оборудование, электротранспорт и т.д.)

Артефакт-хлопок (Main Bang Artefact). Это довольно известный ультразвуковой эффект, который практически невозможно устранить. Он заключается в появлении высокоинтенсивного эхосигнала по причине сильного различия между акустическими свойствами трансдюссера и прилежащей к нему ткани.

Артефакты, связанные с взаимодействием эхо с тканью

Затемнение (Shadowing). Возникает при инсонации таких структур как газ, кость, кальцинированные атеромы и др., которые хорошо поглощают ультразвук и дают площадь затемнения по ходу эхо

Реверберация (Reverberation Artefact). При отражении ультразвука от структур, с существенно отличающимся от ближайших тканей импедансом (газ, кость), большая часть эхо возвращается к трансдьюсеру и это может быть причиной удвоения оригинальной структуры при визуализации. Часто реверберация наблюдается при сканировании сосудов. В результате переотражения ультразвука между стенками сосуда возникает артефактное заполнение просвета сосуда структурами повышенной эхогенности

Зеркальный артефакт (Mirror Artefact). Кривая анатомическая структура может фокусировать и отражать подобно зеркалу. При этом следует попробовать зондирование указанного участка из другой точки.

Повышающий эффект (Enhancement Effect). Возникает в случае, когда эхо проходит через заполненную жидкостью структуру и позади нее происходит увеличение амплитуды эхо. В этом случае необходимо уменьшить валовый гейн и привести в порядок DGC.

Эффект кометы (Comet Effect). Границы раздела с большой отражающей способностью (ткань, воздух и т.д.) создают плотную эхогенную линию на обратной поверхности.

Артефакт боковых теней. Затемнение по ходу УЗ-лучей (акустическая дорожка) при инсонации выпуклой поверхности. Например, тени от стенок артерии при поперечном сканировании. Возникает из-за интерференции УЗ-волн.