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如何减少IVUS图像中的伪影现象?

时间:2026-01-22 理论教育 姚姚 版权反馈
【摘要】:虽然时间增益补偿可减少这种伪影,但过度的环晕抑制可能减少导管近场图像的显像。图3-15 与导管位置相关的伪影图3-16 冠状动脉内超声图像中的运动伪影

由于采用高频超声探头,图像受噪声污染严重,对比度低,图像噪声形式多样,有斑点噪声、回声失落、图像失真等。血管壁内、外膜边缘属于强噪声环境下的弹性体弱边缘。且可能存在多种影响视觉效果的伪影,如环晕伪影(ring-downartifact)、导丝伪影(guide-wireartifact)、钙化影(acousticshadow)、不均匀旋转伪影(Non-UniformRotationDistor-tion,NURD)、导管位置相关伪影(catheter-relatedartifact)和运动伪影(motionartifact)等。这些伪影可能影响IVUS图像的视觉效果,降低血管形态参数的测量精度,给血管病变的诊治带来不便。有些伪影与超声导管的设计有关,而另一些伪影与应用的IVUS成像系统无关[3]

(1)环晕伪影

超声波脉冲的传播期间,接收器的电路关闭以防止其电流超负荷,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,呈现为围绕超声导管的厚薄不一的白色晕环,称为环晕伪影,如图3-14a所示。这种伪影的出现与换能器声波振荡引起的高振幅信号有关,常致使近邻导管的区域模糊,使近邻超声换能器表面的周边区域成为诊断盲区。虽然时间增益补偿可减少这种伪影,但过度的环晕抑制可能减少导管近场图像的显像。电子相控阵型导管利用数字减影方法可有效减少部分环晕伪影。

(2)导丝伪影

图示

图3-14 IVUS图像中的各种伪影[3]

a) 环晕伪影 b)导丝伪影 c)钙化影 d)不均匀旋转伪影

使用单轨机械超声导管时,导丝位于超声换能器的外面,因此会产生一个特征性的伪影,即一个窄角的阴影,如图3-14b所示。目前新型的旋转探头已采用回撤导丝到导管近端的方法,可避免这种伪影。

(3)钙化影(声影)

钙化病变是动脉粥样硬化斑块的一个重要组成部分,IVUS在诊断钙化病变方面具有很高的敏感度[3]。然而,大部分超声能量都可被钙化斑块所反射,导致特征性的信号消失现象,就是说钙化后方不能看见组织,如图3-14c所示。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,多重反射回声呈现等距离显现。

(4)不均匀旋转伪影(https://www.xing528.com)

当采用机械型的旋转探头时,由于驱动轴的摩擦而产生的不均匀转动可引起图像的变形,如图3-14d所示,使观察斑块的范围发生偏差。另外,机械型超声探头在冠状动脉急性转弯处亦可发生不均匀旋转伪影,此伪影多发生于用Amplatz引导管检查左回旋支时。

(5)导管位置相关伪影

理想的血管内超声显像需将导管顶端放置在管腔中央并与血管长轴平行,在实际应用时这点很难做到。导管在血管内非中心放置时,超声声束照射在血管壁上的入射角度发生变化。由于超声的角度依赖性,可能引起血管壁几何形态的改变,即使血管壁的几何形态没有变化,但血管内超声图像上血管壁的亮度和形态亦将发生改变,如图3-15所示。图中血管腔横截面因导管位置不同轴而显像成椭圆形,该图中还能看出导管的非中心位置导致管壁回声强弱的改变,即与声束垂直的管壁的回声要强些。

(6)运动伪影

冠状动脉覆盖在心脏表面上,而心脏的收缩和舒张运动常常引起超声导管顶端相对于血管腔的侧向移动。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冠状动脉内超声横切面图像中管腔的变形,如图3-16所示,并且导致纵向视图中的血管壁呈现锯齿形,如图3-13所示。目前临床上常采用心电(Echocardiogram,ECG)门控的图像采集方式减小此种伪影的影响。

图示

图3-15 与导管位置相关的伪影

图示

图3-16 冠状动脉内超声图像中的运动伪影

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