1、超聲成像技術的發展現狀及應用1引言超聲成像以其使用安全、成像速度快、價格便宜和使用方便等優勢在臨床診斷中被大量使用，是臨床診斷的重要工具之一1。隨著超聲在醫學診斷領域的廣泛而深入的應用，以及微電子技術、計算機技術、圖像處理技術和探頭技術等工程技術的進步，促進了超聲診斷技術不斷發展。不僅儀器的圖像質量明顯提高，而且診斷的模式和方法也更加豐富。國內外很多研究人員從事著超聲的研究，使超聲技術從模擬技術擴展到數字技術，即數字聲束形成技術2;從低幀率成像擴展到高幀率成像3;從二維成像擴展到三維成像4;從線性技術擴展到非線性技術5,以適應臨床不同的需求。本文著重對多普勒血流成像、三維成像技術和諧波成像技術

2、作一下介紹，并對各自在臨床方面的應用進行概括。2超聲多普勒成像技術超聲多普勒技術主要應用于心臟和血管疾病的診斷。它是無損診斷血管疾病的一種重要手段，對超聲多普勒血流信號的分析處理可以為疾病診斷提供重要依據6。當超聲源與人體內運動目標之間存在相對運動時，接收到的回波信號將產生多普勒頻移，由此確定其運動速度大小、方向以及在斷層上的分布。2.1 多普勒成像技術簡介目前應用于臨床的有一維連續多普勒、一維脈沖多普勒、彩色多普勒、能量多普勒和多普勒組織成像7。下面就多普勒組織成像技術及其應用做一個簡單的介紹。多普勒組織成像技術7是將低速高振幅的心肌運動信息進行彩色編碼顯示心臟運動信息的圖像診斷技術。該技術

3、能夠直觀的觀察心動周期內各時相的室壁運動方向，并定量分析心臟各節段的室壁運動速度。與傳統超聲目測分析室壁運動相比，能夠更為客觀地評價心臟的運動特點。但多普勒組織成像無法克服多普勒聲束與室壁運動方向夾角所產生的影響網。2.2 超聲多普勒成像技術應用關于超聲多普勒成像技術的臨床應用的報道有很多學者經研究發現二維及彩色多普勒超聲對甲狀腺良惡性腫瘤的鑒別有一定的診斷價值90李斌采用彩色多普勒超聲對子宮頸部肌瘤的聲像圖特征及其相應的生理、病理學基礎作了相關的實驗分析，得出彩色多普勒超聲對子宮頸部肌瘤有很高的診斷價值10。也有人針對彩色多普勒超聲和多層螺旋CT兩種檢查方式進行比較110另外，超聲多普勒成像

4、技術也可用于心臟圖像的動態三維圖像12。3三維超聲成像技術三維超聲成像的概念最初由Bau吊0GreewoocFfe1961年提出13。他們在采集一系列平行的人體器官二維超聲截面的基礎上，用疊加的方式得到了器官的三維圖像。在這之后，很多人進行了這方面的研究工作。隨著計算機技術和圖像處理技術的發展，三維超聲成像取得了明顯的進展，一些實用的系統開始進入臨床應用。三維超聲成像技術原理簡介三維超聲成像技術包括數據獲取、三維圖像重建和三維圖像的顯示14。三維超聲成像是在采集二維圖像的基礎上進行重建而成。要獲得理想而準確的三維圖像，需要清楚地了解二維圖像的位置及角度，還需盡快掃查以避免運動偽像。常用機械驅動

5、掃查、自由掃查、一體化容積探頭掃查等方式獲取150獲取二維圖像數據后，便可形成三維立體數據庫。當選擇一個參考切面對三維立體數據庫進行任意方向的切割和觀察時，即可完成對感興趣結構的三維重建與顯示。常用的重建方法為15:基于特征的三維圖像重構法、基于體素的三維圖像重構方法。顯示方式有：斷面成像、表面成像、透明成像。三維超聲成像的優缺點與傳統二維超聲成像相比，三維超聲成像具有明顯的優勢。主要表現在以下幾個方面16:直接顯示臟器的三維解剖結構；可對三維成像的結果進行重新斷層分層，從而能從傳統成像方式無法實現的角度進行觀察；可對生理參數進行精確測量，對病變位置精確定位。無可厚非，三維超聲成像還存在不足之

6、處16。主要表現在三個方面：（1）成像速度慢；（2）空間分辨力低；（3）成像效果未達到臨床診斷要求。三維成像的應用三維超聲在產科領域的應用較早，技術也較成熟140不僅可以對胎兒體表結構進行表面成像，還可利用透明成像對胎兒體內結構進行三維重建，從而對胎兒整體形態結構進行觀察。在心血管疾病診斷中，可用于多種心臟疾病以及血管內疾病的檢查。隨著實時三維超聲成像的研究成功，三維超聲有望在心臟疾病檢查中發揮更大的作用。另外，三維成像對慢性膀胱炎癥、憩室、結石、凝血塊等膀胱疾病的診斷，也顯示出優越性140當然，它的臨床應用還有很多，如在肝臟疾病、腎臟疾病以及眼科疾病等方面的治療中也取得不錯的成效17,再次不

7、一一列舉。4諧波成像技術在諧波成像應用于臨床之前，所有超聲成像系統都是按照線性超聲來設計的。非線性聲學的理論和實驗表明，有限振幅聲波在傳播過程中會產生非線性效應，因此可以利用人體組織產生的高次諧波進行成像180當前應用較廣的有造影諧波成像，組織諧波成像等。具有諧波成像和Doppler血流成像功能成為高端超聲成像儀的主要標志。4.1組織諧波成像和造影諧波成像臨床上，由于肥胖、胃腸氣體干擾、腹壁較厚或疾病等原因，約有20%-30%此類的病人被稱為超聲顯像困難病人180對于此類病人需要較低頻率的超聲檢查以增加穿透力從而得到進一步的診斷研究，組織諧波成像便能解決此問題。組織諧波成像是利用超聲傳播過程中

8、由人體組織自身產生的高次諧波進行成像19o組織諧波成像和造影諧波成像都是通過提取回波信號中的高次諧波分量進行成像，但高次諧波產生的物理原理卻不相同。造影諧波成像的原理如下20:超聲造影劑內存在大量的微氣泡，若通過靜脈注射造影劑，由于造影劑中的微氣泡與周圍血液的聲阻抗差異較大，增強了超聲束的后向散射信號，從而提高超聲圖像的對比度，改善圖像質量。這種利用造影劑反射回波的二次諧波成像的方式稱為造影劑諧波成像。4.3諧波成像應用目前諧波成像技術在心臟和腹部疾病超聲圖像診斷方面的應用較為廣泛。但諧波成像發射頻率較低，接受頻率較高，使得靶區圖像分辨力降低。因此，此項技術尚處在初級應用階段。國內對組織諧波成

9、像研究僅限于臨床應用研究，尚缺少對該項技術在理論和實驗方面的深入研究。國外已經開展了組織諧波成像模型的理論研究，取得了一些成果。比如YadongLi研究了用于產生諧波B型超聲圖像的計算模型21o組織諧波成像已經被證實具有較好的影像解析度，它比基波圖像有著更好的對比，造影劑二次諧波成像可以增強造影劑與周圍組織的對比度，使成像更為清晰。5展望從早期超聲診斷技術到目前的超聲多普勒成像技術、三維成像技術和諧波成像技術的發展歷程來看，超聲圖像診斷技術的發展目的是為了提高圖像質量，準確反映疾病信息。超聲成像技術在過去、現在和將來都是醫學影像研究的重點內容之一。隨著技術的發展、研究的深入，相信將會有更多新發

10、現和新技術用于超聲成像中。參考文獻：1王艷丹，高上凱.超聲成像新技術及其臨床應用J.北京生物醫學工程，2006,25(5):553-556.2伍于添.超聲診斷方法和設備的前沿技術J.中國超聲醫學雜志，2004,20(6):470-475.3彭虎，韓雪梅，杜宏偉.高幀率超聲成像系統中一種高信噪比扇形成像模式的實現J.生物醫學工程學雜志，2006,23(1):25-29.4B.SEDGMEN,C.McMAHON.Theimpactoftwo-dimensionalversusthree-dimensionalultrasoundexposureonmaternalfetalattachmentan

11、dmaternalhealthbehaviorinpregnancyJ.UltrasoundObstetGynecol,2006(27):245N51.5杜宏偉，彭虎等.吸收媒質中非線性gauss聚焦超聲場的仿真研究J.中國科學技術大學學報，2007,37(9):1120-1124.6張良筱，張涇周，馬穎穎.超聲多普勒血流信號的分析方法.北京生物醫學工程，2007,26(5):548-551.7吳立順，管喜歧.超聲圖像診斷技術的發展及應用現狀J.醫療衛生裝備，2007,28(12):35-36.8余薇，胡佑倫.醫學超聲成像方法學進展J.北京生物醫學工程，2001,20(3):225-228.9

12、米和偉，顏社平.彩色多普勒超聲對甲狀腺良惡性腫瘤的鑒別診斷J.現代醫用影像學，2008,17(4):211-212.10李斌.彩色多普勒超聲診斷子宮頸部肌瘤的價值.現代醫用影像學，2008,17(4):187-189.11蘭莉，許方洪.彩色多普勒超聲與多層螺旋CT成像對下肢深靜脈血栓診斷的對比研究J.溫州醫學院學報，2008,38(5):432-434.12何愛軍，鄭昌瓊，汪天富.組織多普勒超聲心臟圖像的動態三維重建J.生物醫學工程學雜志，2005,22(3):570-574.13郝曉輝，高上凱.三維超聲成像的發展現狀及若干關鍵技術分析J.生物醫學工程學雜志，1998,15(8):311-31

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