医学影像技术《超声成像新技术》

超声成像新技术
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根底、临床应用现状及开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MRI、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缺乏，具有无创、简单、廉价、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。

弹性成像elastogra，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、Albune、Echovist：第二代包括Oagent、es、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。

目前应用的微泡造影剂均具有线性散射特性，而非线性散射的强度那么视造影剂的性质而定:有些造影剂不能产生可测量的
二次谐波：而所有的微泡造影剂均具有受激声波发射特性。

利用微泡造影剂的基波信号成像在根本的灰度模式下，造影剂可以增加微血管池的线性背向散射，在根本的多普勒模式下，超声造影剂可增加大小血管中的多普勒信号。

国内外研究说明，超声造影剂可用于增强肝、肾、胰腺等脏器病变中的多普勒信号，使一些原来认为少血管的病变中的血流也得到了较好的显示。

但是，在根本灰度模式下，造影剂不会增加病变或实质的微血管显示，因为来自组织的回声太强而微循环中的微泡太少。

在根本的多普勒模式下，图像会出现明显的开花bloom-ing伪像，而且也同样有呼吸及运动伪像。

利用微泡造影剂的谐波信号成像:谐波成像技术拓展了超声造影剂的应用。

目前大多数中高档超声诊断仪均具谐波成像功能。

自然组织谐波成像对不适宜声学造影或经济困难的肥胖患者深部病变的观察可首先考虑使用。

造影剂谐波成像时，可使组织回显增强，该技术已广泛用于心脏病变的诊断与鉴别诊断。

吴瑛等比照分析了基波显像和谐波显像在诊断胆总管下段——胰腺区域病变中的价值，结果说明，谐波显像能更清晰显示该区域病灶。

此外，随着第三代声学造影剂的研制成功，造影剂已能到达心外脏器，实现心外脏器造影，增强实质脏器的二维图像和多普勒信号，造影剂谐波成像技术为研究组织的血流灌注提供了更加可靠的手段，有助于腹部脏器病变的诊断与鉴别诊断。

三、三维成像
在医学临床影像诊断中，仅通过观察二维切片图像，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开展。

近十几年随着计算机技术的飞速开展，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
美国于202190年代推出了以射频电磁场进行立体定位、使用普通相控阵扇扫探头从体外进行扫描并进行超声三维成像的系统。

美国Due大学最近提出晶体片被纵向、横向多线均匀切割成众多的微型矩阵型排列的二维阵列换能器。

在用于体外探测时，微小的晶片多达60×60=3600；而用于心内探测的导管式前向观察探头的晶片按10×10=100排列。

探头发射声束时按相控阵方式沿Y轴进行方位转向形成二维图像，后者再沿Z轴方向扇形
移动进行立体仰角转向形成金字塔形数据库。

在未来的动态三维成像中可能会发挥重大作用。

今后三维超声成像仪的开展有着十分广阔的开展前景。

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良操作方法的根底上，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，尚可判断其方向与流速并清晰分辨血流信号与其旁侧的心壁和瓣膜。

Acuson 彩色多普勒血流仪就可显示冠状动脉的主干及其分支。

除此之外，在动态三维超声显示的立体图像上，通过计算机处理，可根据需要切割并除去浅层组织的回声，有利于对欲实施手术病灶的细致分析，可用于模拟手术。