超声微血管成像中的“水晶球”征:囊性病变内悬浮颗粒流动伪影的发现与机制探索

《Abdominal Radiology》:The “snow globe” sign: a microvascular flow imaging artifact in cystic lesions, and the role of dispersed internal debris

【字体: 时间:2025年12月21日 来源:Abdominal Radiology 2.2

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  本研究针对超声检查中复杂囊性病变内容物评估的难题,探讨了微血管流形成像(MVFI)技术中出现的特异性伪影——“水晶球”征。研究人员通过临床病例回顾与体模实验证实,该伪影由囊内悬浮反射颗粒(如钙乳)引起,与MVFI独特的时空相干性滤波处理技术密切相关。这一发现对正确解读MVFI图像、避免误诊具有重要意义,为超声伪影研究提供了新的视角。

  
在腹部超声检查中,医生们常常会遇到一些内部充满复杂内容的囊性病变,比如肾脏或肝脏中的囊肿。这些病变内部可能含有沉淀物、出血后形成的碎屑,或者像钙乳(MOC)这样的结晶性物质。传统上,医生依靠B超图像来观察这些内容物,比如看看有没有依赖性的分层现象,或者有没有声影。但有时候,这些内容物在B超上并不明显,甚至看起来是清澈的,这就给准确判断带来了困难。
近年来,超声技术的一个重大进步是微血管流形成像(MVFI)技术的发展。这类技术(不同厂家有不同的商品名,如MV-flow?等)能够比传统的彩色或多普勒超声更敏感地显示细微的血流信号,在评估软组织病变的血供方面显示出巨大价值。其原理是通过更高的帧频和独特的后处理算法(如基于时空相干性的滤波),更好地分离来自微小血管的低速血流信号,并抑制组织运动产生的杂波伪影。然而,正如所有强大的工具都可能带来新的发现和挑战一样,MVFI技术在使用过程中也呈现出一些前所未有的图像表现。
当医生们使用三星麦迪逊公司的MV-flow?技术检查患者时,偶尔在一些囊肿内部观察到了一种奇怪的现象:短暂出现的、像素化的、点状的大量信号,就好像有人摇晃了一个充满雪花的水晶球,内部的亮片在液体中飞舞。这种奇特的现象引起了研究人员的注意。它似乎与囊肿内部可能存在的细微颗粒有关,但在常规超声上又不易察觉。如果将其误认为是真实的血流信号,可能会导致将良性囊肿误判为有血供的实性肿瘤,从而引发不必要的进一步检查甚至干预。因此,理解这一现象的本质,明确其是真实血流还是一种伪影,以及它出现的原因和临床意义,变得至关重要。这正是阿克什·贾赖(Akos Jaray)、彼得·伊斯特万·法卡斯(Péter István Farkas)和鲍林特·博茨(Bálint Botz)这几位研究人员在《Abdominal Radiology》上发表这项研究的目的。
为了深入探究“水晶球”征,研究人员采用了多管齐下的方法。他们首先回顾性地分析了2018年至2025年间积累的11例具有良好影像记录的肾脏和肝脏囊肿病例,这些病例均使用了MV-flow?以及传统的彩色/能量多普勒进行扫描。此外,他们还观察了胆汁淤积的胆囊中是否出现类似现象。更重要的是,为了验证他们的假设——即悬浮的反射性微粒是导致此伪影的“元凶”,他们匠心独运地制作了一个简易的超声体模。这个体模用一个气球填充碳酸钙粉末和水的混悬液来模拟钙乳囊肿,同时设置一个只装清水的气球作为对照。研究人员对这个体模进行了超声扫描,并辅以CT成像,以验证其能否复制出临床观察到的伪影。
研究的成果是引人入胜的,多项发现层层递进,揭示了“水晶球”征的多个侧面。
“水晶球”MVFI伪影在肝囊肿中的表现
简单的肝囊肿在MVFI上应该没有内部信号。研究发现,一些复杂的肝囊肿内部出现了 speckled(点状)的MVFI伪影。这些伪影有时与B超上可见的分层碎屑同时出现,伪影呈现为短暂的、像素化的信号,并可伴有类似彩色多普勒彗星尾征的远端幕状伪影。有趣的是,有时即使B超上仅显示轻微的内部不均质,甚至难以察觉明确的碎屑,MVFI上也能独立出现这种点状伪影,而超声造影(CEUS)则证实这些病变内部并无血供。这表明MVFI对这种由颗粒引起的伪影具有独特的敏感性,其出现并不完全依赖于B超的显像表现。
MVFI伪影在肾脏囊性病变中的呈现
在肾脏复杂囊肿中,彩色多普勒本身就能因内部钙化或强回声碎屑而产生闪烁伪影或彗星尾伪影。MVFI则进一步展示了之前提到的点状伪影,这些伪影可以与由细微强回声碎屑引起的彗星尾信号同时出现。更有意思的是,这种现象也可以独立发生,即在彩色多普勒上未见明显异常信号的情况下,MVFI却能显示出独特的、像素化的、暂时的多普勒伪影。研究还注意到,真正回声强且不均匀的出血性肾囊肿,即使存在表明粗大钙化的彗星尾伪影,也不一定出现这种“水晶球”征。这提示该伪影可能更倾向于发生在内部液体相对澄清、但含有可悬浮细微颗粒的囊肿中。
MVFI伪影在胆囊中的呈现
在充满稠厚胆汁(淤渣)的胆囊中,研究人员也偶尔观察到了与囊肿中相似的点状MVFI伪影。这表明,只要在液体环境中存在可移动的、有反射能力的颗粒,就可能成为产生此类伪影的温床。
模拟MVFI伪影的超声体模
体模实验为研究人员的假设提供了有力的支持。CT扫描显示,填充碳酸钙混悬液的气球呈现出类似钙乳囊肿的分层外观。在静止状态下,B超显示内容物分层;摇晃后,内部回声增强。无论是彩色多普勒还是MVFI,在含有碳酸钙的气球中都能重现出与临床观察类似的伪影(彩色多普勒上为闪烁,MVFI上为点状伪影),而对照的清水气球则只显示出更弥漫的、幕状的“闪烁”伪影。这个简单的实验成功地证明,悬浮的反射颗粒足以引发所观察到的“水晶球”征。
综合这些临床观察和体模实验结果,研究人员对“水晶球”征的成因进行了深入的讨论。他们指出,MVFI技术的核心在于利用时空相干性来区分真实血流和组织运动。固体组织中的反射结构运动相对一致(高时空相干性),而血液中的颗粒状成分(如红细胞)运动更自由(低时空相干性)。囊性病变中自由漂浮的反射颗粒(如钙乳结晶),其运动模式与血流中的颗粒相似,也具有低时空相干性。因此,MVFI算法可能无法将其与真实血流信号有效区分,从而将其作为“信号”显示出来,形成了这种独特的伪影。这与超声造影剂微泡在MVFI上产生类似像素化外观的原理有共通之处,都源于内部可移动的强反射点。
研究还探讨了“水晶球”征与经典彩色多普勒伪影(如闪烁伪影和彗星尾征)的关系。他们观察到“水晶球”征可以伴随这些经典伪影出现,也可以独立出现。关于经典伪影的成因有多种理论,包括反射界面粗糙导致的多次反射、多普勒处理中的相位抖动等。本研究的结果提示,悬浮颗粒的运动特性与MVFI算法特性的结合,是产生“水晶球”征这一新现象的关键。
当然,这项研究也存在一些局限性。例如,未能直接获取病变内容物进行化验验证;体模相对真实的钙乳囊肿而言较为简化;回顾性研究导致扫描参数(如取样框大小)存在差异等。最重要的是,MVFI是一个统称,不同厂家的具体算法是保密的,因此“水晶球”征是否会在其他厂家的MVFI技术中出现,仍需进一步研究验证。
尽管如此,这项研究的结论是明确且具有重要意义的。MVFI技术(本研究特指MV-flow?)中观察到的“水晶球”征,是一种特征性的伪影,其出现提示囊性病变内部存在悬浮的反射颗粒(如钙乳),即使这些颗粒在常规B超上不明显。认识到这一点,对于超声医生避免将此类伪影误判为实质性病变的内部血流、从而做出正确诊断至关重要。这项研究不仅揭示了一种新的超声成像现象,加深了我们对先进超声技术成像原理的理解,也凸显了在推广和应用高灵敏度影像技术时,全面认识其可能带来的新“迹象”(无论是真实的还是伪影的)的迫切性。它提醒医学界,在享受技术进步带来的红利时,也需要持续保持探索和质疑的精神,才能最终更好地服务于患者。
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