拓宽视野成像新技术

1、拓宽视野成像新技术90 年代以来，由于电子计算机容量和功能的提高，数字化 技术的引入，以及各种信号处理、图像处理和控制技术的应用， 医学超声成像新技术、新设备、新方法层出不穷。这里就主要新 技术的物理声学基础、 临床应用现状及发展前景等问题作一简要 阐述。一超声弹性成像 超声弹性成像作为一种新的超声成像方法， 它通过获取有关 组织弹性信息进行成像，弥补了 X射线、超声成像（Us）、磁共 振成像（MR）、计算机断层扫描（CT）等传统医学成像模态不 能直接提供组织弹性的不足，具有无创、简单、便宜、容易应用 等优点， 被广泛应用于临床， 成为目前医学弹性成像的一个研究 热点。八、八、弹性成像（ el

2、astography ）一词最初出自静态 / 准静态压缩 的超声弹性成像， 狭义的弹性成像就仅指这种成像方式， 其基本 原理为对某一组织施加一个内部（包括自身的）或外部的、动态 或静态 / 准静态的激励：在弹性力学、生物力学等物理条件下， 组织将产生一个响应。例如位移、应变与速度的分布：弹性模量 较大即较硬的组织应变较小， 或者振动的幅度和速度较小： 利用 超声成像或磁共振成像等方法， 结合数字信号处理或者数字图像 技术，可估计出组织内部的位移、应变等参数，从而间接或直接 反映其弹性模量等力学属性的差异根据组织激励方式的不同。超声弹性成像主要包括静态准静态压缩的弹性成像、 血管弹 性成像、心肌

3、弹性成像、低频振动激励的声弹性成像、基于脉冲 激励和超快速超声成像系统的瞬时弹性成像或者脉冲弹性成像、 声辐射力激励的声辐射力 脉冲成像、辐射力成像、剪切波弹性成像和超音剪切成像、利用 超声激励的声发射技术的振动声成像和简谐运动成像等。二谐波成像谐波成像是一项超声诊断新技术， 是近年来非线性领域的一 项重大突破， 这一技术的开发和应用使许多疾病的诊断范围和诊 断水平得到拓展。 在二维及彩色多普勒超声检查中应用谐波成像 极大地提高了信噪比，更清晰地显示被检脏器的图像和血流状 态，这一技术被认为是超声技术发展过程中的又一里程碑。近十年来，经周围静脉使用的超声微泡造影剂的研制取得了 快速的发展， 而

4、微泡造影剂与谐波技术的联合应用更为超声成像 带来新的进展。 声波在介质中传播以及在反射和散射时， 都具有 非线性效应，导致产生谐波。滤去基波，利用谐波的信息去进行 成像，称为谐波成像。谐波成像主要分为两大类：组织谐波成像 和对比谐波成像。1.组织谐波成像组织谐波成像是利用声波在组织中产生的谐波进行成像。 为 了在自然组织中产生丰富的谐波信号，发生声波的声压常较大。 国内外的研究表明，组织谐波成像与传统超声相比有一定的优 势：提高心内膜显示能力： 提高肝硬化背景下的占位性病灶的检 出率：清晰显示胰头区的复杂解剖关系， 改善肥胖患者盆腔脏器 的显示效果：改善肥胖、肋间隙狭窄、胸廓畸形、肺气肿及高龄

5、 患者心肌与心内膜的显示效果等。组织谐波成像改善图像质量的技术基础为： 近场处谐波能 量很少， 不易产生伪像。 常规超声图像的大部分伪像来源于胸壁 和腹壁的反射和散射， 这些伪像含有极少的谐波频率， 因此近场 伪像被消除： 有利于消除旁瓣伪像。 基波频率能量和谐波频率 能量呈非线性关系， 能量较高的基波产生相当大的谐波能量， 而 弱的基波几乎不产生谐波频率能量。因旁瓣能量比主波低得多， 产生的二次谐波很低， 不足以形成图像， 因此消除了旁瓣的干扰： 谐波波长较短，可以提高轴向分辨力。频带较窄，提供较佳的 侧向分辨力。 频率比基波高 1 倍，所以其检测低速血流速度的阈 值为基波的1/2，即对低速

6、血流的检测更灵敏：提高远场的图 像质量。 组织谐波成像一般使用穿透力高的低基波频率， 且由于 谐波非线性效应，在某一深度范围，谐波的能量明显增强，有力 地提高该深度范围的声噪比，明显提高了超声图像的质量。2. 对比谐波成像对比谐波成像是利用超声造影剂的谐波进行成像。 对比谐波 成像的效果和质量与造影剂及相应的对比谐波成像技术有关。微泡造影剂在超声声场中的行为与微气泡的大小、 外壳的机械特性及入射声波的声压有关： 当外加声压较弱时， 主要呈现线 性背向散射：随着外加声压的增加，微泡产生丰富的二次谐波， 其幅度接近基波，比人体组织的二次谐波强 1000 倍以上，利用 这一特点可进行二次谐波成像：再

7、提高声压，微泡破裂，气体溢 出，呈现瞬间高强度信号散射，称为“受激声波发射”。新型的 穿微循环声学造影剂(微泡直径小于8 L m可以通过肺毛细血管进入体循环)可分为两代：第一代包括利声显( Levovist )、 Albunex 、Echovist ：第二代包括 Optison 、SonoVue、Definity 、 Sonazoid 、Imagent 、 PESDA、 Aerosomes、 Quanfism 等。与微泡 内所含气体为空气的第一代造影剂不同， 第二代造影剂所含气体 绝大多数为高分子量、低溶解度、低扩散度的氟碳气体，故性质 更为稳定。三三维成像在医学临床影像诊断中， 仅通过观察二

8、维切片图像， 很难准 确确定病变体的空间位置、 大小、几何形状和与周围生物组织的 关系。本世纪七十年代由计算机控制的超声CT技术开始兴起，将超声诊断水平提高到一个新的高度， 并有助于分子生物学和生 物物理学的发展。 近十几年随着计算机技术的飞速发展， 推动了 三维超声成像技术的研究和应用。与二维成像相比， 三维超声成像技术具有图像显示直观、 可 精确测量结构参数、 可辅助治疗等许多优势， 但由于超声图像自 身获取技术上的固有缺陷， 造成超声图像清晰度较差， 较难对二 维图像进行必要的预处理， 而在超声图像获取过程中组织器官自 身的运动以及人体呼吸心跳的影响也都会导致获取的序列二维 图像之间存在可能会影响重建精度的差异， 并且三维重建过程中 运算量较大， 如何能够加快重建速度却又不损失重建结果的真实 度也是一个亟待解决的问题四总结 今后三维超声成像仪的发展有着十分广阔的发展前景。 在进 一步提高计算机微处理器的运算速度后， 可以使动态三维图像准 实时显示并能显示体内器官的实时剖切图像（四维超声成像）。 另外，如果在提高成像装置质量和改进操作方法的基础上， 还可 获得几乎能与光学内窥镜相媲美的动态三维图像。 最近还出现了 将彩色多普勒信号重建为动态三维彩色多普勒血流图的技术， 除 能观察血流部位、途径、范围、轮廓与起止点之外