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第二节
肺超声成像的基本原理

超声成像的基础是回声的产生和显示,而回声强度取决于人体组织内部的界面构成及其声学特性。前文已经提到超声波在人体组织不同介质中的声速和声阻抗是有很大差异的,声波在传播中,会发生衰减、吸收、反射和折射等一系列的交互作用。当超声波遇到气体时,会完全反射,遇到液体时,则会进一步向深部组织穿透。由于肺泡内充满气体,所以对正常肺进行检查时,会产生全反射,所以在传统超声的临床工作中,肺都被认为是超声检查的“禁区”。以往对于肺部的伪像,我们一直无法理解,但是随着技术的探索和经验的积累,肺部超声的检查恰恰是利用这些伪像来实现诊断的,现在已成为我们不断了解和熟悉肺部病理变化的一种工具。混响伪像和振铃伪像奠定了肺部超声诊断基础。在临床应用中,我们就是利用混响伪像(A线)和振铃伪像(B线)对肺部疾病进行超声诊断与鉴别诊断的。

一、A线形成的基本原理

在正常情况下,壁胸膜与脏胸膜紧密贴合,两层胸膜非常薄,紧贴胸壁软组织深部,二维超声难以显示。但是脏胸膜下面是含气的肺脏,两者之间声阻抗差极大,声波在此界面全反射形成高回声线,称为胸膜线。全反射的声波返回探头表面,又再次折返到胸壁组织及胸膜,一直来回振荡,直到能量完全衰减。这种声波在两个界面之间多次反射的现象即为混响伪像。混响伪像产生的条件是超声垂直照射到平整的界面,如胸壁、腹壁。在超声声像图上表现为多条与胸膜线相平行的高回声横线,彼此间距相等,其距离为探头到胸膜的距离,这些高回声线即为A线(图3-2-1)。存在A线提示为含气的正常肺组织。

图3-2-1 A线形成原理示意图

二、B线形成的基本原理

在肺组织或气体表面边界处,常常能够观察到小的彗星尾征,它们表现为点状强回声伴后方的窄带状强回声。其形成机制尚存在争议,其中一种学说认为,这是两个距离非常近的反射界面所形成的多重反射以及在非常薄的软组织内出现的共振现象(如增厚的肺泡隔间质,周围被气体包绕形成强的回声效应)。除了空气和其他微气泡外,另一个常引起彗星尾征的来源是金属异物。出现在肺中的彗星尾征被称为B线。声波遇到含气肺表面时,出现大量该伪像,则提示肺间质病变,如肺间质水肿、肺挫伤或肺炎等。少数情况下,肺间质纤维化也可出现同样的表现。目前多数学者认为B线产生的机制为振铃伪像。振铃伪像是一种特殊的彗星尾征,属于混响的一种,也是由于存在强反射界面,超声波来回多次反射而形成。与形成A线的混响伪像不同,振铃伪像发生于小界面,如若干微气泡包裹的极少量液体,声束在界面中来回反射,产生很长的条状高回声线。当肺间质水肿或部分肺泡水肿时,由于肺泡内空气与周围组织或液体之间存在明显的声阻抗差异,超声波在肺泡界面就会产生无数来来回回的声束,这些声束反射回探头就产生振铃伪像(图3-2-2)。在早期文献中,B线被定义为激光样垂直分布的高回声多重反射伪像,源于胸膜线,向屏幕图像深方延伸,无衰减,且随呼吸与肺组织同步上下移动,会遮挡A线。在某一区域的扫查中,若纵断面扫查邻近两个肋骨之间的肺野范围内出现3条或以上的B线即可认为该区域检查结果为阳性。需要注意的是,局限的孤立或多发B线在正常肺组织中也可以出现。局灶分布的肺泡间质综合征超声表现可见于多种病理情况,如肺炎、肺不张、肺挫伤、肺梗死、肺占位等。

图3-2-2 B线形成原理示意图

三、肺实变与肺不张形成的原理

正常肺脏富含大量气体,超声波难以穿透。当肺实变或肺不张时,肺组织内气体消失,被病理性液体或组织替代,且这些病变区域达到胸壁或横膈时,超声波在此区域的传导特性明显增强,病变可以被超声波束直接穿透,从而显示肺内组织结构。当在不均匀的“肺实变样”组织内存在多个点状或支气管样的线状高回声时,则提示相应肺组织区域的支气管或肺泡内存在残留气体,此即为支气管充气征。支气管充气征可以是静态的,也可以是动态的。肺实变时,肺容积被液体或组织填充,支气管可保持正常的形态,多见动态支气管充气征;肺不张时,肺容积会下降,可使相应区域内分支支气管聚拢到较小空间,多见静态支气管充气征。所以在临床应用中,支气管充气征可用于鉴别肺炎、肺肿瘤或肺不张等多种疾病。

(陈金卫 刘晓)

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