超声仪器的选择、使用和调节
(一)超声仪器的选择
皮肤超声检查的仪器主要包括“常规超声仪器”和“超声生物显微镜”两种。前者即临床常规使用的超声仪器,通过加载频率≤50 MHz的超声探头来进行皮肤超声检查,功能与常规超声仪器类似,可实现灰阶、彩色多普勒、能量多普勒及弹性成像等多种模态的成像。后者可支持频率≥50 MHz的超声探头,目前仅具备单一的灰阶成像功能,但对极浅表结构(尤其对表皮及真皮浅层)的层次显示更为清晰。此外,为满足床旁需要,笔记本式和手持式超声仪器也得到了越来越多的使用(图1-4-2)。
图1-4-2 皮肤超声检查仪器
A.常规超声仪器(意大利Esaote,型号为MyLab Twice),配有高频超声探头(探头频率为22 MHz),可支持皮肤疾病的检查。B.皮肤超声生物显微镜(探头频率为50 MHz),专用于皮肤疾病的检查(天津迈达,型号为MD-310SⅡ)。 C.笔记本式超声仪器(珂纳,型号为Paragon XHD),配有高频超声探头(探头频率范围为22~38 MHz),可支持皮肤疾病的检查。D.手持式无线超声仪器(探头频率为5/7/10 MHz),可支持皮肤疾病的检查(Healcerion,型号为Sonon 300L)
(二)超声仪器探头的选择、使用及图像识别
1.超声探头的选择
以频率范围为标准,超声探头分为低频探头(1~8 MHz)、普通高频探头(9~20 MHz)、超高频探头(20~50 MHz)及超声生物显微镜(≥50 MHz)。与其他器官不同,皮肤疾病成像所应用的超声探头频率跨度较大,最常使用的是超高频超声探头及超声生物显微镜探头,但当皮肤病灶过大、过深而不能完全显示病灶或深部脏器有转移可能时,需要更换低频超声探头进行评估。皮肤超声检查时建议优先选择频率为20~25 MHz的探头进行初步评估,根据成像情况,再更换其他频率的探头。各种不同频率超声探头的外观及适用范围如下。
(1)低频超声探头(频率范围为1~8 MHz,图1-4-3):多为凸阵,一般用于腹部的超声检查,在皮肤超声中很少应用,当病灶巨大、位置较深或怀疑有深部脏器或腹腔淋巴结转移时推荐使用。
图1-4-3 低频凸阵超声探头(意大利Esaote CA431,频率范围为1~8 MHz)
(2)普通高频超声探头(频率范围为9~20 MHz,图1-4-4):多为线阵,常应用于浅表器官、血管及小儿腹部等部位的超声检查。当缺乏更高频率的超声探头时,也可用于皮肤超声。
图1-4-4 普通高频线阵超声探头
A.意大利Esaote SL1543,频率范围为6~13 MHz。B.法国Supersonic Imagine SLH20-6,频率范围为6~20 MHz
(3)频率≥20 MHz的超高频超声探头(图1-4-5):多为线阵,多应用于位置浅表处的皮肤病灶的超声检查,可清晰观察病灶的内部细节。
图1-4-5 高频线阵超声探头
A.GE L10-22-RS,频率范围为10~22 MHz。B.TOSHIBA i24LX8,频率范围为16~24 MHz。C.珂纳Paragon XHD L38-22,频率范围为22~38 MHz
(4)频率≥50 MHz的超声探头:又称“超声生物显微镜”(ultrasound biomicroscopy,UBM),空间分辨力达到亚毫米级别,可显示表皮及皮肤附属器等精细结构。检查前的准备工作如下(图1-4-6)。
图1-4-6 UBM检查前的准备工作
A.第一步:探头准备,包括探头换能器和硅胶防水囊。B.第二步:在硅胶防水囊前端贴好专用防水PU膜,要粘贴紧实、不漏水。C.第三步:向硅胶防水囊内注入适量蒸馏水(忌用生理盐水),使探头能浸没其中。D.第四步:将硅胶防水囊两侧标记对准探头手柄标记处安装好。检查结束后,卸掉探头水囊,将水倒掉后与探头分开放置,保持探头的干燥
2.超声探头的使用和图像识别
(1)检查姿势:检查时,操作者位于患者左侧,坐立均可。右手握持探头,左手操作控制面板。探头较小时可以执笔式握持,探头较大时可用拇指和其余四指相对抓取式握持(图1-4-7)。检查中全程紧握探头。操作者为左利手时,上述方位左右交换。
图1-4-7 超声探头的握法
A.执笔式握持。B.抓取式握持
(2)探头摆放:检查前观察病灶(图1-4-8A),并涂抹较多耦合剂以完全包埋病灶而形成一个隔离带(图1-4-8B),注意排除耦合剂内较大的气泡。病灶位于表皮时,将探头放置在耦合剂隔离带表面,使探头保持与病灶表面存在一定空隙(图1-4-8C)。病灶位于皮下,探头可接触体表但不能施压。
图1-4-8 探头摆放示意图
A.右侧足背浅表病灶(箭头所指处)。B.检查前用耦合剂包埋病灶,形成一个隔离带(箭头所指处)。C.将探头放置于耦合剂表面,与病灶保持一定距离(以另一手部病灶为例)(箭头所指处为耦合剂)
(3)声像图方位:声像图纵向显示皮肤结构,最前方为表皮,后方为深层组织。所有探头上均有一个凸起的标志,用于确定图像的方向(图1-4-9探头上箭头所指处)。超声声像图左上角外侧有一个标志(一般为仪器生产商的商标),表示该方向为探头表面凸起所对应的方向(图1-4-9)。
图1-4-9 超声检查方位与声像图
探头上凸起的一侧与声像图上的方位标记相对应,箭头所指处分别为探头上的凸起和声像图的方位标记
要点
●皮肤超声检查仪器包括常规超声仪器和超声生物显微镜两种。
●皮肤超声检查时建议优先选择20~25 MHz的探头进行初步评估,再按需要选择其他不同频率的探头。
(三)超声仪器的调节
1.灰阶超声的调节
(1)增益(gain):总增益是超声仪器操作面板上最常用的旋钮之一,通过操作面板的增益键调节,主要调节图像的亮度(辉度)。增益过高,图像显示太亮;增益过低,图像显示太暗。增益调节不当,会影响病灶的显示和诊断,因此检查中要经常调节增益以获得清晰图像(图1-4-10)。
(2)时间增益补偿(time gain compensation,TGC):超声波在向深部组织传播时会发生衰减。检测的组织越深,超声波衰减得越多,探头接收到的回波信号越弱。因此,深部组织的回波信号弱于表浅组织,反映在超声声像图上即深部组织对应区域的亮度太暗。TGC针对因检查深度增加引起的图像衰减进行修正补偿,可将图像的亮度(辉度)由浅到深调整均匀(图1-4-11)。也可以通过改变某一特定深度的TGC来调节该深度的图像亮度。
(3)深度:通过操作面板的Depth键调节。通常应将目标病灶显示在图像正中。深度标尺通常在超声图像的右边,单位常为cm。当深度调节过深时,将纳入过多深部无关的组织影像,造成主要观察目标缩小与偏离中心。当深度调节过浅时,可能导致观察目标显示不全,甚至部分位于显示屏之外。一般而言,以病灶位于显示屏中部为适宜(图1-4-12)。
图1-4-10 总增益调节
A.操作面板上Gain旋钮。B.总增益过高。C.总增益过低。D.总增益适中,箭头所指处为病灶
图1-4-11 时间增益补偿(TGC)调节
A.操作面板的TGC键。B.TGC调节不当,局部增益过高(箭头所指层面)。C.TGC调节得当,图像增益均匀(https://www.daowen.com)
(4)聚焦:本参数与病灶的横向分辨力有关。横向分辨力体现了病灶与其相同深度周边组织的区分程度。大多数超声仪器上,聚焦显示为屏幕右侧的一个特殊标记,可通过Focus旋钮上下调节其位置(不同品牌可各不相同)。该标记所指向的某一整层灰阶图像即为聚焦区域(图1-4-13),其上下邻近区域的横向分辨力均得到提升。一般而言,聚焦标志应尽量对准病灶中央或置于病灶稍下方水平。目标体积较大时,可以增加焦点的数量以使聚焦区域尽量包含病灶及其毗邻组织。但需要注意,过多的焦点会导致图像帧频的减低,引起图像的卡顿。皮肤疾病病灶一般较菲薄而表浅,建议选择一个聚焦点并将之置于屏幕中上方。部分最新出品的高端超声仪器已经做到了全屏聚焦,故省去了调节聚焦这一步骤。
图1-4-12 深度调节
A.操作面板的Depth键(红色圆圈)。B.深度过浅。C.深度过深。D.深度适中。箭头所指处为病灶
(5)动态范围(dynamic range):是指最大处理信号与最小处理信号幅度比值的对数,用来调节图像的对比分辨力。动态范围越大,接收强、弱信号的能力越强,对比分辨力越低;反之,对比分辨力越高。一般情况下,皮肤超声检查设置的动态范围比腹部检查的动态范围小(图1-4-14)。
(6)功率输出(output):调节超声功率的输出,用以优化图像,可调节范围为0~100%。功率越大,超声穿透力越强,图像显示较粗;反之,功率越小,超声穿透力越弱,图像显示细腻。
图1-4-13 聚焦
A.操作面板上Focus旋钮。B.屏幕右侧聚焦标记(箭头所指处)
图1-4-14 动态范围
左:动态范围越小(51dB),对比分辨力越高;右:动态范围越大(90dB),对比分辨力越低;中:动态范围中(60dB),对比分辨力最佳
2.彩色多普勒血流成像参数的调节
(1)建立满意的血流显示环境:①良好的二维灰阶图像:优化二维图像,适当调低二维图像增益。②合适的探头频率:认识PRF特性,依具体需要兼顾穿透性、分辨力和实时性。③显示断面与血管长轴平行,声速—血流夹角调至最小。
(2)取样框:使用彩色多普勒血流成像时首先要调节彩色多普勒超声取样框的大小。取样框过大,成像时间延长,帧频降低,造成图像卡顿;取样框过小,无法显示目标病灶完整的血流情况。因此,应尽量选取合适的取样框,使其比病灶略大即可(图1-4-15)。
图1-4-15 取样框
箭头所指处绿色虚线框为取样框
(3)彩色增益:调节彩色多普勒超声的增益。增益过高,彩色血流信号外溢,病灶周围区域可见伪彩;增益过低,病灶内血流信号不能完全显示(图1-4-16)。彩色增益(color gain)以血管外杂波消失为度,应适当降低灰阶增益。
图1-4-16 彩色多普勒增益调节
A.彩色多普勒增益过高。B.彩色多普勒增益过低。C.彩色多普勒增益适中
(4)量程(脉冲重复频率):为了优化血流的显示,需要调节PRF,也称Scale。多普勒系统多采用Hz、平均速度(cm/s),或者用高、中、低流速来表示PRF值的大小。调节PRF的一般原则是使取样框内出现尽可能丰富的血流信号,而不出现混叠伪像(即同一方向上的血流信号出现红蓝色同时存在的现象,一般由于Scale调节过低造成)为最佳。
3.脉冲多普勒参数的调节
(1)取样容积:调节原则是使其尽量位于血管中央、宽度小于被测血管管径,在不影响流速定位的情况下,为了利于增加信噪比,取样容积的长度应尽可能增大(长度调整范围为1~10 mm)。
(2)多普勒增益:通过旋转多普勒增益按钮可调节多普勒总增益,总增益以多普勒血流显示清晰、背景干净为度。
(3)角度校正:角度校正(angle correct)指对多普勒角度进行调整,用于校准声束与被测量血管血流方向的角度,通过对该角度的余弦值校正来显示实际血流速度。声束应和血液流动的方向保持平行,两者间角度应尽可能小,最大不超过60°。
(4)速度标尺:根据所检测部位血流速度的快慢选择速度标尺的高低。皮肤疾病一般选择较低的速度标尺。
(5)壁滤波:通过调节filter控制键改变壁滤波值,消除血管壁或组织运动的低频、高强度的噪声。壁滤波值一般设置为低、中、高。一般低速血流选用低通滤波,高速血流选用高通滤波。
能量多普勒成像的调节和彩色多普勒调节类似,此处不再重复赘述。