临床超声造影基本原理及机器调解要点

临床超声造影基本原理及机器调解要点基本原理超声造影的基础在于超声造影剂的特性以及超声与造影剂之间的相互作用。超声造影剂超声造影剂是一种含有微小气泡的物质，这些气泡具有独特的声学特性。目前临床常用的超声造影剂是一种包裹着气体的微泡，微泡的外壳通常由蛋白质、磷脂、聚合物等材料构成，内部包裹着惰性气体如六氟化硫等。微泡的大小一般在1-10微米之间，这与人体红细胞的大小相近，使得它们能够随着血液循环在体内流动而不被肺循环过滤掉。超声与微泡的相互作用当超声遇到微泡时，会发生一系列复杂的物理现象。在低声压的超声作用下，微泡会发生线性振动，即微泡随着超声的压力变化而有规律地膨胀和收缩，其振动频率与入射超声频率相同。这种线性振动会产生与入射超声频率相同的散射回声，可增强后散射信号，提高图像的对比度。当超声声压增加到一定程度时，微泡会发生非线性振动。此时，微泡的膨胀和收缩不再是简单的线性关系，除了产生与入射超声频率相同的基频信号外，还会产生频率为入射超声频率整数倍的谐波信号，如二次谐波、三次谐波等。在临床超声造影中，主要利用二次谐波信号来成像。由于组织的非线性效应相对较弱，产生的谐波信号较少，而微泡产生的二次谐波信号较强，因此通过提取二次谐波信号可以突出显示含有微泡的血管和组织，从而提高图像的对比度和分辨力。此外，在更高的超声声压下，微泡会发生破裂。微泡破裂时会产生强烈的散射信号，同时还会产生一系列的生物效应，如机械效应、空化效应等。在一些超声造影成像模式中，会利用微泡破裂产生的信号来观察组织的血流灌注情况。机器调节要点超声造影检查时，需要对超声机器进行一系列的调节，以获得最佳的造影图像。仪器设置-选择合适的超声探头：根据检查部位和目的选择合适频率和类型的探头。例如，对于肝脏、肾脏等腹部脏器检查，通常选用2-5MHz的凸阵探头；对于甲状腺、乳腺等浅表器官检查，可选用7-15MHz的线阵探头。-调整增益：增益是调节图像亮度的重要参数。在超声造影检查前，应先将增益调整到合适的水平，使基础灰阶图像清晰、均匀。在注入造影剂后，需要根据造影剂的增强情况适当调整增益，以避免图像过亮或过暗。一般来说，在造影剂开始增强时，可适当降低增益，以突出造影剂的增强效果；在造影剂消退期，可适当增加增益，以观察组织的残留造影剂情况。-设置时间增益补偿（TGC）：TGC用于补偿超声在组织中传播时的衰减，使不同深度的组织在图像上显示均匀的亮度。在超声造影检查中，应根据检查部位和深度调整TGC，确保整个感兴趣区域的图像亮度一致。造影模式选择-二次谐波成像：是临床超声造影最常用的成像模式。通过选择合适的谐波频率和发射功率，提取微泡产生的二次谐波信号进行成像，可显著提高图像的对比度和分辨力。在设置二次谐波成像参数时，应根据造影剂的类型和检查部位调整发射功率和接收频率，以获得最佳的谐波信号。-脉冲反相谐波成像：利用微泡在超声作用下的非线性振动特性，通过发射两个相位相反的脉冲超声，使微泡产生的谐波信号叠加增强，而组织的线性信号相互抵消。这种成像模式可以进一步提高图像的对比度，减少伪像。-实时灰阶造影成像：能够实时显示造影剂在组织中的动态灌注过程，观察组织的血流灌注情况。在实时灰阶造影成像中，需要选择合适的机械指数（MI）。MI是衡量超声对微泡作用强度的指标，较低的MI可以使微泡保持稳定的振动状态，适合观察造影剂的早期灌注情况；较高的MI可以使微泡破裂，用于观察组织的血流再灌注情况。机械指数（MI）调节MI是超声造影检查中一个重要的参数，它直接影响微泡的行为和成像效果。在超声造影检查的不同阶段，需要根据检查目的调整MI。-低MI成像：一般MI小于0.1，此时微泡主要发生线性或非线性振动，不会破裂。低MI成像适合观察造影剂在组织中的持续灌注情况，如观察肝脏、肾脏等脏器的血流灌注情况。在低MI成像时，应尽量保持MI的稳定，以获得清晰、连续的造影图像。-高MI成像：MI大于0.3时，微泡会发生破裂。高MI成像常用于观察组织的血流再灌注情况，如在肝脏超声造影中，通过高MI破坏微泡后，观察肝脏组织的血流再灌注过程，以评估肝脏组织的微循环情况。在高MI成像时，需要注意控制超声发射的时间和频率，避免过度破坏微泡，影响后续的观察。时间参数设置-触发时间：在超声造影检查中，通常需要设置一个触发时间，即开始采集造影图像的时间。触发时间的选择应根据检查部位和造影剂的注射方式确定。一般来说，在团注造影剂后，需要等待一段时间，让造影剂到达感兴趣区域后再开始采集图像。例如，在肝脏超声造影检查中，团注造影剂后一般在5-10秒开始触发采集图像。-采集时间：采集时间应足够长，以观察造影剂在组织中的整个灌注过程，包括动脉期、门脉期和延迟期。不同组织和器官的造影剂灌注时间不同，一般肝脏超声造影的采集时间为3-5分钟，肾脏超声造影的采集时间为2-3分钟。图像存储和分析-图像存储：在超声造影检查过程中，应及时存储重要的造影图像和动态视频资料。存储的图像应包括基础灰阶图像、造影剂增强的各个时相图像以及动态视频，以便后续的分析和诊断。-图像分析：超声造影图像分析主要包括观察造影剂的增强模式、增强程度、增强时间和消退时间等。通过对这些参数的分析，可以判断组织的血流灌注情况，鉴别病变的性质。例如，在肝脏占位性病变的超声造影诊断中，观察病变在动脉期、门脉期和延迟期的增强表现，如病变是否有动脉期快速增强、门脉期和延迟期是否有造影剂消退等，有助于判断病变是肝癌、肝血管瘤还是其他良性病变。超声造影的基本