组织谐波频移成像与B超基波图像对比分析

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彩超技术概述-谐波成像

彩色多普勒超声诊断仪成像技术（一）谐波成像
彩色多普勒超声诊断仪成像技术
二维灰阶成像频谱多普勒系统（PW、CW……）彩色多普勒血流成像（CDFI、CDE、CCD、TDI）谐波成像（自然组织谐波、造影剂谐波）三维成像功能单元
谐波
根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明：任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度和相角。谐波频率是基波频率的整倍数。
②基波声束旁瓣会产生明显的旁瓣伪像，而二次谐波声束旁瓣能量与中心声束能量相比呈反比例降低，即使二次谐波信号强度放大与基波的信号强度相当时，二次谐波的旁瓣仍比基波旁瓣低很多。在二次谐波成像时，就能明显地消除声束旁瓣伪像并使主瓣变细。
基波二次谐波声束轮廓示意图
2)消除近场混响声束在表浅组织内表层与肋骨之间产生混响, 对图像显示常出现模糊雾状改变。因此时尚未形成明显的谐波能量，这些混响是由基波频率的能量形成，当声束穿过表浅层进入组织后，谐波信号能量明显。在接收时，消除基波后，二次谐波成像使紊乱和模糊影像被消除，得到了更为清晰的图像。
2)基波与谐波冲击UCA微气泡产生反射与散射的增强信号，即U只接取2f0的谐波信号，但它是二种效果的综合。
即：
①频率为2f0的入射谐波和微气泡对此反射的二次谐波。频率为f0 的入射基波和微气泡界面对比的非线性反射产生的2f0的谐波。对于自然组织谐波成像，它包括：声速非线性而产生的谐波即2f0；
9/ GE / June 7, 2004
3).基波能量与谐波能量的非线性改变
谐波频率能量的高低与基波频率能量有关，弱的基波频率几乎不产生谐波频率能量，而强的基波产生较大的谐波能量。

自然组织谐波成像技术的初步临床应用-中国医学影像技术

430022　武汉同济医科大学附属协和医院超声诊断科自然组织谐波成像技术的初步临床应用谢明星李治安　王新房　杨　娅　刘　俐　吕　清摘要　本文采用组织谐波成像技术,对52例因肥胖、肋间隙狭窄、胸廓畸形、肺气过多及老龄等原因致常规二维图像显示欠清晰的心脏病患者进行了检查。

结果表明组织谐波成像能明显增强心肌与心内膜显示,提高对细小病变的分辨力,有助于了解心包积液的物理性状和扩张型心肌病、受压腔静脉的血流状态。

同传统基波成像技术相比,组织谐波成像能获取更多的诊断信息,提高诊断正确率。

关键词　超声心动图　自然组织谐波成像The Preliminary Clinical Experience of Native Tissue Harmonic ImagingX ie M ingx ing ,L i Zhian ,W ang X inf ang ,et alDep ar tment of Echocar diogr ap hy ,U nion H osp ital ,T ongj i M ed ical U niver sity (W uhan 430022)Abstract 52difficult -to -ima ge patients w ith v arious hear t diseases by co nventio nal tw o -dimen-sional echo cardio gr aphy wer e ex amined by N at ive T issue Har monic Imag ing (N T HI),including indiv id-uals w ho ar e ov erw eig ht and ag ed and have o ver ly ing lung t issue ,na rr ow rib spa ces and chest w all mal-for mation.T he result s indicated that NT HI could show my ocar dium and endo car dium mo re clearly and pro mote the ability of identifying t he small lesio ns.T his metho d also help us under stand the physical character istics o f pericar dium effusion and evaluated hemodynamic state in dilated car diomy opathy and depr essed infer io r vena cav a .Co mpared w ith co nventio nal tw o -dimensio nal imag e ,N T HI could co ntain mo re diag no stic infor mation and impr ov e diagnostic co nfidence thro ugh hig h quality image,especially in diffcult-to-imag e pat ients.Key words Echocar diog raphy N at ive t issue har monic im aging 自然组织谐波成像(N ative T issue Har mo nic Imag ing )是最近发展起来的一项新技术,它采用较低频率的基波发射,接收两倍于基波频率的二次谐波进行成像,可明显增强图像的分辨力与显示力,从而提高诊断正确率。

自然组织谐波成像与基波成像在心尖肥厚型心肌病诊断中的对比研究

３讨论
表２伴有恶性心律失常患者与不伴有心律失常患者的比较
ＱｃＴｄ
心律失常
ｌ８．１９±５２．７７３±８．４．７Ｐ＜Ｏ．Ｏ１
非心律失常
３１由表１．可见ＡＭＩ急性期和恢复期ＱＴ存在显著差异，ｄ其中急性期ＱＴｄ大于恢复期Ｑｄ这是由于心肌梗死急性期心Ｔ，
黑龙江省大庆脑血管病医院黑龙江省大庆油田总医院
ＱＴ离散度（Ｔ）Ｑｄ是指各导联中最大的与最小的ＱＴ间期的差别，其产生与心肌复极过程异常有关，本文通过对３０例患
者ＱＴｄ的观察探讨如下。１资料方法
１３诊断标准：．以美国超声心动图学会推荐的ｌ６段划分法为
标准，评价左室壁各节段，特别是心尖段前壁、壁、间隔和侧室下壁的厚度和范围。用Ｓｍｐｏｉｓｎ公式计算左室射血分数，Ｍ用
型测量左室舒张末期内径及左房内径，三次平均值代表房室取
电活动从而影响心肌细胞复极化过程，由于各部位心肌复极不均一，表现为心电ＱＴ离散度增大。但随着心肌坏死组织的逐
（稿：ｏ２＿２２】收２０＿１ — ６０
自然组织谐波成像与基波成像在心尖肥厚型心肌病诊断中的对比研究
ＱＴｄ
急性期８６±１１８．４．
恢复期

超声图像主要参数调节及常见图像问题应对

角度校正线与血流平行，测得颈总动脉收缩期峰值流速为99.5cm/s
角度校正线未与血流平行，测得颈总动脉收缩期峰值流速为52.9cm/s
图像参数
基线（Baseline） PW、CW频谱底部的横线称为基线，代表血流速度为0 上下调节基线的位置可优化频谱的显示
基线
基线位置调节按键
基线位置不正确
甲状腺
颈总动脉
TGC设置合适
近场TGC设置过高远场TGC设置过低
近场TGC设置过低远场TGC设置过高
图像参数
深度（Depth）超声图像上显示的纵向距离，单位为厘米（cm）将深度调浅，图像会被放大，分辨力也随之下降将深度调深，图像会被缩小，影响观察和诊断
图像参数
深度（Depth）
总增益适中
B模式
总增益过高
图像参数
增益（Gain）总增益（Overall Gain）
总增益过低
总增益适中
总增益过高
彩色模式
图像参数
增益（Gain）总增益（Overall Gain）
总增益过低
总增益适中
总增益过高
PW模式
图像参数
增益（Gain）
时间增益补偿（Time Gain Compensation，TGC）
超声图像主要参数调节及常见图像问题应对
索诺声超声产品市场企划部
主要内容
图像参数
• 频率 • 增益 • 深度 • 动态范围 • 谐波成像 • 多波束成像 • 偏转 • 标尺 / 量程 • 采样容积 • 角度 • 基线
图像问题
• 亮度 • 对比度 • 分辨力 • 噪声 • 伪像 • 帧率 • 血流充盈 • 频谱质量

彩色多普勒组织成像法及谐波成像_修改

谐波成像组织谐波成像(THI)
2.3 组织谐波成像(THI)
下面我们具体分析一下组织谐波成像技术是如何提高成像质量的。
组织谐波成像改善图像质量的技术基础为:①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②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③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，即对低速血流的检测更灵敏④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
总目录
1 2 3
结构图
彩色多普勒成像法谐波成像技术
总结
4
结构图
1 彩色多普勒血流图
2 彩色多普勒能量图
彩色多普勒成像
3 多普勒组织成像 1 谐波成像的分型 2 组织成像的原理 3 组织谐波成像（THI）
组织追踪成像应变率和应变率成像
谐波成像技术
1、彩色多普勒成像
1.1 彩色多普勒血流图 • 它是基本于多普勒效应,用于实现对血流参数的测量。1983年第一台具有CFM功能的超声诊断仪面世,标志着超声诊断从形态学向血液动力学的过渡,从人体脏器解剖信息的获取向功能信息的获得的过渡。 “彩超”就是彩色多普勒血流成像系统的简称。它是一种能同时显示B型图像和利用多普勒技术得出的血流方向、流速及流速分散数据的超声扫描系统。在实现上述血流参数的测量中,经历了从连续多普勒（Continul Wave Doppler CWD ）血流测量到脉冲多普勒（Polse Wave Doppler PWD ）血流测量、再到彩色多普勒血流图的过程。应该说,到目前为止,CFM已成为中高档超声诊断仪不可或缺的功能。 CFM这种血流测量技术,因为它要检测回波信号的频移,而它的测量精度受到声波方向和血流方向的夹角θ的影响,且对低速血流的测量较困难,因而在其后又出现了其它的彩色多普勒成像方式。

组织谐波成像技术对前列腺增生症的超声诊断价值

Ｒｅｕｔ４７ｓｓｌＢＰＨｔｅｔｒｅｆｅｙｔｅｐｔｏｏｉｘｍｉａｉｎｅｕ．Ｕ１ａｏｄｄａｎｓｓｒｔｓ．％ｐａｉｎｓｗｅｅｖｒｉｄｂｈａｈｌｇｃｅａｎｔｏｒａｈｓｉｒｔｓｕｎｉｇｏｉａｅｗａ９５８
生患者，经穿刺活检病理学证实，采用经腹前列腺超声检查，以组织谐波成像技术，观察前列腺形态、边界、内部回声，测量上下斜径、前后径和横径，回顾性分析声像图的特征。结果（３４）漏诊２，＿２４）３／７，例占４３／７。结论％（
ｗｅｅ２（－％）２４ｌａａｅｄａｎｓｓｎｌｓｏｒ４３（／７）ｅｋｇｉｇｏｉ．ｃｕｉｎＣｏ，ｅｅａｎｔｎｏＨＩｃｎｓｏｅｓａｅｉ，ｉｔｒｒｘｍｉａｉｆＴａｈｗｔｈｐ，ｓｚｎｅａｈｏｈｅｌ
【ｙＷｏｄ】ＴｓｅＨｒｏｉｌｍｎ（Ｈ）ＵｔｏｎｉｎｓＢｎｇｒｓｔＨｐｒｌｉ（ＰＫｅｒｓｉｕａｍｎｃａｉｇＴＩｓｌａｕｄＤａｏｉｅｉｐｏｔｅｙｅａａＢＨ）ｒｓｇｓｎａｐｓ
（５７．ｈｒｅｅ２（５５ｃｓｏｈｐｒｌｓｏｇｅ．ｏｕａＨｐｒｌｓ３ｃｅ７Ｉ）３，７．ｈｒ４／）Ｔｅｗｒ２．％）ａｅｆｙｅｐｉａｎｔｍＮｄｌｙｅｐａｉ３（０２（３４）ｅｅ４ｅ１ａａｍｈｒａｓａ％Ｔ
■ 囤衄目嘧国

简述超声组织谐波影像特点

简述超声组织谐波影像特点
超声组织谐波影像是一种无创伤、安全、便捷的医学影像技术，可以在不干扰患者正常生活情况下进行检查。

它是将高频超声信号发射到被检测物体，然后根据被检测物体上反射出来的超声信号绘制图像，从而实现对组织结构和功能的诊断。

超声组织谐波影像的特点有以下几点：
一、显示更加真实：超声组织谐波影像具有更高的分辨率，比其他超声影像技术有更好的显示效果，可以更加清晰地显示出组织结构和功能，使医生在进行检查时更加准确。

二、快速实时显示：超声组织谐波影像可以快速实时显示图像，可以直接看到病变组织的表现，使医生能够更加精准的诊断患者的病情。

三、安全性强：超声组织谐波影像是一种无创伤的检查方法，不会对患者的身体造成任何伤害，可以保证患者的安全。

四、成本低：超声组织谐波影像的成本比其他影像技术要低得多，因此它受到越来越多人的欢迎。

五、应用广泛：超声组织谐波影像可以应用于多种身体组织和部位，可以检查甲状腺、乳腺、肝脏、肾脏、心脏等，可以发现早期病变，为临床治疗提供参考。

超声组织谐波影像是一种无创伤、安全、显示更加真实、可以快速实时显示图像、成本低、应用广泛的影像技术，是当前发展最为迅速的影像技术之一。

它的发展将为临床提供大量有价值的信息，为临床治疗提供参考，更好的改善患者的生活质量。

超声造影之基本原理篇

常用谐波造影成像技术
目前国内
• PI: Pulse Inversion脉冲反相谐波技术
常用
HDI5000
• PPI: Power Pulse Inversion－能量脉冲反相谐
波技术
iu22
• CnTI: Contrast Tuned Imaging对比造影成像
技术
Esaote
• CPS: Contrast Pulse Sequencing:对比脉冲
目前最常用的两种技术
CPS: Contrast Pulse Sequencing:对比脉冲系列技术 --------西门子
CnTI: Contrast Tuned Imaging对比造影成像技术----------百胜
微泡的生存时间
微泡的生存时间(longevity)
T=r2o.ρ/2D.Cs 其中 ro 为微泡半径，ρ为气体密度，D为声压，
仪器：Sequoia512，Sequoia Paragon等
Contrast Tuned Imaging对比造影成像技术
百胜集团（Esaote Group）推出的CnTi 技术，低声压实时超声造影成像技术，采用独有的纯净波发射激励、宽动态范围和数字滤波技术，从而可获得纯正的造影剂二次谐波实时图像。
Wilson SR, Burns PN, Muradali D,et al. Harmonic hepatic US with microbubble contrast agent: initial experience showing improved characterization of hemangioma, hepatocellular carcinoma, and metastasis 1.Radiology,2000,215:153-161.

胆总管阻塞性病变的自然组织谐波成像与基波成像的比较

１２方法采用东芝ｓＡ３Ｏ型ｓ７Ａ
超声诊断仪．用口７变频探头。在选Ｆ时．头频率３０ＭＨ；Ｉ探～４２ｚＮＴＨ】
一 ■
囤ｌ总管下段结石两种显像方法对比胆Ａｗ显胆鲁管ＩＤ）段结石（）Ｂ加用ＮＴＨ后显示胆总管下段结石Ｂ下ｓ，Ｉ
，
Ⅱ 七
２结果
肠古气脏器的干扰．易产生偿瓣和混影剂，简便易行．示出在胆总管阻且显响伪像这些伪像古有极少的谐溲频塞性病变诊断中的优越性。同时我们
率能量，用谐波成像则可消除大部发现，换呈ＮＨＩ，阶强度会不改切Ｔ后灰分伪像ＴＨＩ过接收来源于组明原因地降低．及时加大增益，善通需改
１８５４＜ｎ１０
５．８７＜００５
本组５２倒为１９９９年６月
２０年８月我院住院患者，中胆０１其
总管结石４４倒、头癌３例、包管癌胰胆
２例、总管囊肿２例、性胰腺炎ｌ胆慢倒，经手术或ＥＣ＇Ｔ证实。患者均ＲＦ、Ｃ男２７例．２女５例，龄３～７年５６岁。
号，高了信噪比，善＿分辨力，提改ｒ较３８）较肥胖和腹部明显胀气切换％因
医院
ＨＩ像质量明显优至ＮＨ１，不能获得满意图像，图Ｔ后也这作者简介：卢岳，．９２年５月出多学者均报道Ｔ茧男１６于ＦＩ。ｔ～生，尢专．主治医师，丧论文４篇发些均有待于进一步研究

超声斑点抑制成像联合组织谐波成像在乳腺病变中的应用

超声斑点抑制成像联合组织谐波成像在乳腺病变中的应用目的探讨高频超声斑点抑制成像（SRI）联合组织谐波成像（THI）技术在乳腺病变诊疗中的应用价值。

方法选择2011年6月～2012年12月本院门诊及住院患者中二维基波成像+SRI不满意的患者90例，联合THI超声检查，观察乳腺病变的内部及周边回声，测量血流相关参数，判断乳腺病变的性质及程度，分析乳腺肿块的声像图特征。

结果超声SRI联合THI较二维基波成像+SRI更能清晰显示病变的边界（95.6% vs 83.3%，P＜0.01），但两者在清晰显示内部回声（88.9% vs 86.7%）方面比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

结论SRI联合THI技术能精确区分组织边界，提高对比差异及空间分辨力，使超声图像更接近于解剖结构，有利于乳腺病变的特征显示。

标签：乳腺病变；超声检查；斑点抑制成像；组织谐波成像斑点抑制成像（speckle reduction imaging，SRI）、组织谐波成像（tissue harmonic imaging，THI）是中高档彩色多普勒诊断仪中普遍配备的成像技术，虽然不同厂家专利名称不一，但原理相似。

本院在日常工作中在二维基波成像（fundamental imaging，FI）的基础上加用SRI技术能完成多数乳腺超声检查，但还是存在不足，需要进一步联合使用THI技术以提高乳腺病变与周边组织对比分辨力，以便观察肿块周边及内部回声。

因此，本研究探讨了超声SRI联合THI技术在乳腺病变超声检查中的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法1.1 一般资料选择2011年6月～2012年12月本院门诊和住院患者中二维FI+SRI不满意的患者90例，全部为女性，年龄21～78岁。

90例患者中，经手术病理证实者76例，其中，50例为恶性病变，26例为良性病变；其余14例超声检查为乳腺良性病变，进行随访观察。

1.2 仪器与方法采用GE V730 Expert型彩色多普勒超声诊断仪，探头频率7～12 MHz，配置SRI、THI技术。

组织谐波成像在诊断胆囊病变中的应用参考模板

组织谐波成像在诊断胆囊病变中的应用【摘要】目的：通过常规基波成像与组织谐波成像的对比观察，探讨组织谐波成像在诊断胆囊病变中的应用价值。

方法：对比分析68例胆囊病变的基波成像和组织谐波成像的结果，并追踪观察手术者与手术结果对照，判断两种成像方法的诊断价值。

结果：用组织谐波显像观察胆囊病变时图像显示清晰，分辨力优于基波显像，特别是对胆囊小息肉的二维显示尤其清晰。

结论：组织谐波显像能明显改善二维图像质量，提高病变显示的清晰度，从而提高诊断的阳性率及准确率。

【关键词】组织谐波成像；基波成像；胆囊近1年来，笔者用组织谐波成像技术对68例常规基波成像显示欠满意的胆囊病变患者进行超声对比观察，旨在探讨组织谐波成像在胆囊病变中的应用价值。

1 资料与方法1.1 研究对象 68例胆囊病变患者均选于我院门诊或住院患者，其中男49例，女19例，年龄34岁~52岁，平均年龄为（42.6±5.3）岁。

分别进行常规基波显像（FI）及组织谐波成像（THI）检查，结果63例经手术证实。

1.2 仪器采用Aloka 5500及GE Vivid 7超声诊断仪，配有组织谐波成像技术。

腹部变频探头，探头频率为2 MHz~5 MHz。

1.3 方法患者空腹8 h以上，取仰卧或右前斜位，首先常规用基波显像观察胆囊，然后切换到组织谐波状态下观察，仪器的其他条件及切面均保持一致，观察后对比分析，并追踪观察手术者与手术结果对照。

2 结果68例患者中常规基波成像显示胆囊腔内结石25例，可疑7例；胆囊可疑壁间结石3例；胆囊息肉25例，可疑3例；胆囊占位 4例，可疑1例。

所有观察的患者胆囊壁均显示毛糙，囊壁及壁内病灶显示欠清晰。

11例胆囊底部出现伪象，致胆囊底部息肉及壁内结石显示不清晰，改用谐波成像后同部位同切面观察以上病例，胆囊底部伪像消失，可疑病灶二维图像显示清晰，明确查出胆囊腔内结石32例，壁内结石3例，胆囊息肉27例共34个息肉，胆囊占位5例。

超声谐波成像

非线性现象的表现谐波成像能有效的减少的近场伪像谐波频率能量的高低与基波频率能量有关弱的基波频率几乎不产生谐波频率能量而强的基波产生较大的谐波能量非线性现象的表现大家学习辛苦了还是要坚持大家学习辛苦了还是要坚持继续保持安静继续保持安静组织谐波成像二次谐波成分的幅度表征非线性程度的项f为频率为介质密度z为深度p为声压c为声速10组织谐波成像提高远场成像质量高分辨率和高对比度11组织谐波成像系统架构12谐波基波信号的频带控制得比较窄便于滤波发射的基波信号的频带比较宽与基波发生重叠13发射脉冲相位反相谐波提取组织谐波成像系统中采用脉冲反向技术则发射电路需发射两个相位相反的脉冲信号设换能器接收到响应分别为二式相加即得消除了基波和奇次谐波成分使得偶次谐波的幅度变为原来的两倍14包络检波15扫描变换16非线性参数ba物态方程
基波能量与谐波能量的非线性改变
谐波频率能量的高低与基波频率能量有关，弱的基波频率几乎不产生谐波频率能量，而强的基波产生较大的谐波能量
组织谐波成像
二次谐波成分的幅度
表征非线性程度的项 f为频率, 为介质密度 Z为深度，p为声压，c为声速
组织谐波成像
消除近场伪像干扰有效遏制超声侧瓣回声对图像的影响提高远场成像质量
谐波产生的物理基础
超声在人体组织内传播过程产生的非线性，以及组织界面入射/反射关系的非线性谐波产生（2f,3f,1.5f……）
非线性声学
一个描述非线性超声场的波动方程，即KZK方程根据连续性方程、运动方程以及物态方程等推导出来的
波形畸变
非线性场中，波形上各点处的传播速度并不恒定，而是位置 x 的函数
历史由来
20世纪80年代初,Muir首先从理论及实验上证实了在生物医学超声所使用的频率及强度范围内,存在不容忽视的非线性现象。

医学超声谐波成像技术研究进展

第36卷　第5期2004年5月　哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报JOURNA L OF H ARBI N I NSTIT UTE OF TECH NO LOGYV ol 136N o 15M ay ,2004医学超声谐波成像技术研究进展刘贵栋,沈　毅,王　艳(哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨,150001,E 2mail :gtomasd @ )摘　要:对目前所采用的谐波成像技术作了简要的叙述,并探讨了应用前景.由于在组织和造影剂成像中利用了谐波频率,明显地改善了超声图像质量.超声中的谐波是由组织和造影剂产生.造影谐波来源于所注入的造影剂对超声的反射,与组织的反射无关.当不使用造影剂时,谐波是由非线性传播产生的.组织和造影剂的谐波成像在图像分辨力和对比度之间的折衷使得非线性信号大打折扣.关键词:医学超声;对比谐波成像;组织谐波成像;脉冲反相谐波成像中图分类号:R312文献标识码:A文章编号:0367-6234(2004)05-0599-04The technical progress of medical ultrasonic harmonic imagingLI U G ui 2dong ,SHE N Y i ,W ANG Y an(S ch ool o f As tr onautics ,H arbin Ins titute o f T echn ology ,H arbin 150001,China ,E 2m ail :g tom asd @ )Abstract :Medical ultras ound scanners are widely used in hospitals all over the w orld for diagnostic purposes.While many technological im provements have been achieved over the years that resulted in better images ,a large number of patients are still difficult to image due to inhom ogeneous skin layers and limited penetration.In recent years ,harm on 2ic frenquency is adopted in tissue imaging and contrast agents imaging ,which im proves the image quality.Harm onics in ultras ound are generated by tissue or by contrast agents.C ontrast 2agent harm onics are generated by reflections from the injected contrast agent and not from reflections from tissue.When no contrast is em ployed ,harm onics are generated by tissue itself as a result of nonlinear propagation.Harm onic imaging of tissues or contrast agent forces an inherent com promise between image res olution and contrast that limits its sensitivity to nonlinear signals.This paper describes the technical progress of harm onic imaging briefly.Its clinical application prospect has been discussed al 2s o.K ey w ords :medical ultras ound ;contast harm onic imaging ;tT issue harm onic imaging ;pulse inversion harm onic imaging收稿日期:2003-05-29.基金项目:跨世纪优秀人才培养计划资助项目;高等学校骨干教师资助计划资助项目;哈尔滨工业大学校基金资助项目(HIT.2002.11).作者简介:刘贵栋(1976-),男,博士研究生;沈　毅(1965-),男,博士,教授,博士生导师. 医学超声在医学诊断中起着十分重要的作用.但是,医学超声所包含的诊断技术,无论是B 型成像还是血流检测,都沿用了线性声学的规律.但是线性是相对的、局部的,非线性是绝对的、全面的.实际上医学超声中存在着非线性现象[1].过去它处于次要地位而被忽略,但是,随着人们对超声研究的深入,研究医学超声中非线性现象将有助于人们进一步提高现有的诊断水平.近年来产生的谐波成像技术就是非线性声学在超声诊断中的一项卓有成效的新技术.传统的超声影像设备是接收和发射频率相同的回波信号成像,称为基波成像(funda 2mental imaging ).实际上回波信号受到人体组织的非线性调制后产生基波的二次三次等高次谐波,其中二次谐波幅值最强,为此利用人体回声的二次等高次谐波构成人体器官的图像,可提高图像清晰分辨率.这种用回波的二次等高次谐波成像的方法叫做谐波成像(harm onic imaging).当前应用较广的有对比谐波成像,组织谐波成像[2,3].国外的SIE ME NS、G E、ME DIS ON、PHI LIPS等公司都已经有了应用谐波成像技术的产品,而且把此项功能作为超声诊断设备的主要功能之一.因此,开展谐波成像技术的研究对提高国内超声成像设备的诊断水平具有现实意义.1　对比谐波成像对比谐波成像(contrast harm onic imaging),或称造影谐波成像是指用超声造影剂UC A(ultra2 s ound contrast agent)的谐波成像方法[4,5].UC A在医学领域的研究始于1968年.早期的UC A是含有自由气泡的液体,、不稳定、不适于软组织造影.90年代,UC A的研究工作取得很大进展.含有包膜的液体、自由气泡、含悬浮颗粒的胶状体、乳剂、水溶液相继研究成功.目前正在使用和研究的约有10余种,常用的主要有3种:Lev ovist、Albunex和Optis on.文献[6]对超声造影剂的进展、特点、制备技术和评价方法进行了综述.UC A注入血管可改变组织的超声特性,其最基本性质就是增强组织的回波能力,可在B型超声成像中提高图像的清晰度和对比度.直径<10μm的气泡明显增强散射信号,具有丰富的二次谐波,能够有效地抑制不含造影剂的组织(背景噪音)回声.利用谐波成像和谐波D oppler技术可测量体内微小血管血流与组织灌注,能抑制不含UC A的组织运动在基波上产生的杂波信号,大大提高信噪比.在血流D oppler测量中,利用UC A作用下的谐波D oppler效应是项新技术.文献[7]报道了谐波D oppler产生的机理、频移公式,测量条件、校正方法等研究内容,指出了谐波D oppler的主要优点是扩展了测量低速血流的速度下限,减少背景噪声.二次谐波得到了广泛的研究和应用,然而二次谐波成像主要的问题是组织中谐波的产生和积累.UC A和组织之间的差异通常用二者散射功率(或强度)的比值(contrast-to-tissue,CTR)来表示.理论和实验都证明了当超声波照射到含微气泡的液体时会产生二分之一基波频率的信息,(次谐波(subharm onic)),即发射频率为f0的超声波,而接收频率为f0/2的回波信号.以UC A的后散射强度和组织的后散射强度的比值来比较次谐波和二次谐波,则次谐波的比值高于二次谐波的比值,而且在一定的范围内次谐波的比值随声压增加而增加,二次谐波比值随声压增加而减少[8].为此,利用次谐波成像似乎更能突出血流和组织之间的对比度.此外,因为次谐波频率低于二次谐波频率(两者相差4倍),它在组织中的衰减就小.当然,次谐波成像也存在着缺点,主要是空间分辨力欠佳.对于次谐波成像的研究刚刚起步,寻找最适于次谐波成像的造影剂,设计新型探头和对成像方法的研究对于能否发挥出次谐波成像的优势至关重要.文献[9]的研究表明二次谐波及以上频率的CTR随着谐波频率的阶次的增加而增加.文中采用三次、四次、五次等高次谐波(super harm onics)成像,同时提出一种新型相控阵探头,该探头含有两种类型的阵元,阵元交错排列,阵元总数为96.两组阵元分别工作在不同的频率,48个阵元工作在218MH z中心频率上,带宽为80%;其余48个工作在900kH z中心频率,带宽为50%.实验表明,利用该双频率探头,高次谐波的CTR相对于二次谐波成像提高40dB.由于高次谐波成像中采用了较低的能量,所以易受背景噪声的影响,信噪比的降低是不可避免的缺点.以往的造影谐波技术,为了避开基波段背景噪声,提高信噪比,利用数字化滤波器,检出造影剂的二次谐波信息进行成像.但是这种方法,经过一段时期的临床应用,暴露了一些潜在的缺点:造影剂用量较多,检查成本较高;采集的信息量较少,敏感性和特异性差;对各类造影剂的兼容性差;多普勒血流信号过度敏感,造成彩色怒放现象(color blooming).为了解决上述问题,推出了脉冲反相技术,但这种方法忽略了基波频段的有用的回波信号.与此同时,造影剂经过静脉注射,沿途经过了血液稀释,组织吸附及气泡自行破裂,到达靶目标时,浓度仅为起始浓度的5%,故提高造影剂回波信号的利用率对于提高造影的敏感性是必要的.造影剂的三频段成像技术是目前最先进的造影剂成像技术[10].这一技术不仅提取了造影剂二次谐波信息(2f0),还同时提取了次谐波信息f0/2和基波信息(f0),对三频段信息进行融合处理,所得到的图像清晰细致,尤其善于捕捉细节信息.对于造影状态下的二维图像及血流灌注的细节检查而言,该技术展现在医生面前的将是一幅清晰细致的造影剂分布图像,无异于给广大医务工作者带来了一双明察秋毫的慧眼,带来了前所未有的诊断信心.UC A的作用在于人为地扩大非线性现象.其谐波信号强,所需发射声强可相对降低,对于超声・6・哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报第36卷　安全性而言是有利的.但注入UC A是一种微损伤行为.2　组织谐波成像临床上大约有20%～30%的病人,由于肥胖、肋间隙狭窄、胃肠气体干扰、腹壁较厚或疾病等原因,而被超声称为显像困难病人.对于此类病人需进一步的诊断研究或较低频率的超声检查以增加穿透力.组织谐波成像能够解决该问题.利用宽频探头,接收组织对发射波非线性调制而产生的高频信号及组织细胞的谐波信号,并对信号进行实时平均处理,增强较深组织的回声信号,改善图像质量,提高信噪比[11,12].由有限振幅失真现象而来的组织谐波成像已经被证实具有较好的影像解析度,这主要是因为由非线性传播所产生的谐波信号和由线性传播而来的同频率的信号相比较,谐波信号可以在成像时提供较低的旁瓣强度,而且不管声波传播经过的是均匀的介质或是由不同组织构成的不均匀介质,都可以观察到同样的现象.而在超声波图像中,低旁瓣代表的就是高对比解析度,因此组织谐波图像比基波图像有着更好的对比,可以在诊断上给医生提供更明确的诊断信息.另外,组织谐波成像不同于造影谐波成像,其谐波频率绝大部分产生于组织的传播过程中,而不是组织的反射.在改善图像质量中,最关键的因素为:谐波能量随着传播距离的增长而增加.在探头表面,超声脉冲仅由基波频率组成.而一旦在组织中传播,能量将在二次谐波频率处产生,经过一段距离后,将有足够的能量由基波转换而产生明显的二次谐波频率.由于超声中大部分伪像(arti2 facts)来源于腹壁或接近于腹壁的反射和散射信号,这些信号中含有极少的谐波能量,如果利用谐波成像,近场伪像的大部分将被消除.谐波成像的另一个关键是基波频率能量和谐波频率能量的非线性关系.弱的基波频率几乎不产生谐波频率能量.超声中的大部分伪像由异常的传播途径而来,其能量肯定弱于中心成像声束.然而,组织在超声照射下的非线性现象是微弱的,它的检测依赖于接收系统的灵敏度和处理的先进性.显然加大声强会提高组织中的谐波分量,但是要以满足超声安全性为前提.从工程技术的角度来看,组织谐波成像系统更具先进性和复杂性,但是实现的难度较大.即使在最佳的环境条件下,来自组织的谐波频率能量也远远小于基波频率能量.因此,对仪器的设计需要解决3个主要问题.首先,仪器必须有超宽大的动态范围.谐波成像时,会损失10～20dB的信号强度,为保持信噪比,必须设定非常宽的动态范围以接收这种相当弱的信号而成像.其次,发射源必须在谐波频率上发射极小的能量.第三,在成像过程中,必须有一锐利的滤波器,仅使谐波频率通过至解调器.另一个技术难点是单纯组织谐波信号的提取问题.虽然只有组织非线性而产生的谐波信号才具有比较优异的成像品质,不过利用超声波探头所接收回来的回波信号并不都是由组织的非线性特性而来,系统本身也可能产生谐波信号,而且系统所产生的谐波信号和由组织所产生的谐波信号是互相独立的.换句话说,在距离探头一定距离之后所探测的谐波信号事实上是由两种来源不同的谐波混合而成的,其中之一是有限振幅失真而来的,另外一部分则是在声波传播之前就存在于超声波成像系统中,将这种谐波信号的来源称之为谐波溢漏(harm onic leakage).文献[13]借助波束品质研究了组织谐波影像在谐波溢漏现象下影像品质的恶化情形.当谐波溢漏现象发生时,系统所发射出去的信号就已经有了谐波成分,因此,如何有效抑制谐波溢漏就显得尤为重要.K rishnan和O,D onnell所提出的alternate phasing方法可以改善在对比谐波影像上的对比能力[14].不过由于在组织谐波影像中,谐波波束是由基波波束经由非线性传播而来的,因此基波波束的品质(例如主瓣的宽度和旁瓣的高低)会决定谐波波束的品质,而alternate phasing方法会对基波波束有不良的影响,故运用到组织谐波成像上仍然有许多问题.研究发现,脉冲反相法可以有效消除谐波溢漏,产生最低的旁瓣,但是会使得帧频降低,产生运动伪像[15].因此,发展一套能有效在组织谐波成像上使用的抑制谐波溢漏方法是亟待研究的课题.目前,国内对组织谐波成像研究仅限于临床应用研究,研究工作者也仅限于医生,尚缺少对该项技术在理论和实验方面的深入研究.国外已经开展了组织谐波成像模型的理论研究,取得了一些成果.Y adong Li研究了用于产生谐波B型超声图像的计算模型[16].他所提出的计算机模型考虑到了超声成像的几乎所有方面,包括介质的特性,探头的形状,频率,带宽,以及信号处理.对于显像困难的病人,谐波成像较基波成像在心内膜边界显示、室壁血栓、心包腔肿物、腹部肿物的边界及混合性肿物性质的判定等方面发挥了很大的优势,但是对于显像良好的病人,可能使・16・第5期刘贵栋,等:医学超声谐波成像技术研究进展图像质量退化,主要原因是一定数量动态范围的消耗.3　结　语近5年来,人们对谐波成像技术进行了诸多理论和实验研究,做出了一些成果.谐波成像已经得到证实是临床上一种有效的超声成像技术.谐波成像作为一种附加的成像功能,具有更强的信号穿透能力,明显减少杂波和图像阴霾,并提供增强的对比分辨率.最重要的是这些优点可以通过多种类型的换能器和频率获得,而无需增强超声能量.最新的全息造影谐波成像技术能够在高频和低频成像,使得包括那些显像困难的病人在内的所有病人均可以得到更加清晰的图像.今后,谐波成像技术将作为一种获取高质量图像并且价值不断增加的工具继续活跃在临床造影的前台,从而提高诊断的准确性.正如专家所讲,超声可能从来不能完全代替其他的成像方式,但是这些最新的创新技术使得超声成为一种更加有效且经济的诊断选择.参考文献:[1]DUCK F A.N onlinear acoustics in diagnostic ultras ound[J ].Ultras ound in Med &Biol ,2002,28(1):1-18.[2]BURNS P N ,SI MPS ON D H ,AVERKI OU A.N onlinearImaging[J ].Ultras ound in Med &Biol ,2000,26(1):19-22.[3]TRANQUART F ,G 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,2000,47(5):1259-1272.(编辑　杨　波)热烈祝贺“试验卫星一号”“纳星一号”升空北京时间4月18日23时59分,我国在西昌卫星发射中心用“长征”二号丙运载火箭,成功地将“试验卫星一号”和搭载的“纳星一号”科学实验小卫星送入太空,这标志着我国小卫星研制技术取得了重要突破.“试验卫星一号”是我国第一颗传输型立体测绘小卫星,重204kg ,由哈尔滨工业大学联合中国航天科技集团公司所属的中国空间技术研究院、中国科学院长春光机所和西安测绘研究所共同研制,主要用于国土资源摄影测量、地理环境监测和测图科学试验.卫星经在轨测试后,将交由中国科学院卫星遥感地面站使用.(摘自2004年4月19日光明日报)・206・哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报第36卷　。

自然组织谐波成像与基波成像在输尿管病变中的对比观察

自然组织谐波成像与基波成像在输尿管病变中的对比观察黄声岳;朱红敏;凌聪达
【期刊名称】《浙江实用医学》
【年(卷),期】2004(9)1
【摘要】目的通过自然组织谐波成像(NTHI)与常规基波成像的对比观察,探讨NTHI在输尿管病变中的应用价值.方法对比分析110例输尿管病变的自然组织谐波成像和基波成像结果.结果自然组织谐波成像较常规基波成像能明显改善二维超声图像.结论自然组织谐波成像技术提高了对输尿管病变诊断的准确性.
【总页数】2页(P56-57)
【作者】黄声岳;朱红敏;凌聪达
【作者单位】慈溪市人民医院,浙江慈溪315300;慈溪市人民医院,浙江慈溪315300;慈溪市人民医院,浙江慈溪315300
【正文语种】中文
【中图分类】R4
【相关文献】
1.组织谐波成像与基波成像对胆囊小隆起病变的对比观察 [J], 齐义;周华
2.自然组织谐波成像与基波成像在正常肾脏声像图中的对比观察 [J], 裴红;罗福成;连娟;童清平
3.自然组织谐波成像与基波成像在心尖肥厚型心肌病诊断中的对比研究 [J], 吴细香;贾国英;等
4.自然组织谐波成像与基波成像在心脏声学造影中的对比观察 [J], 吕清;李治安;王
新房
5.自然组织谐波成像与基波成像的对比观察 [J], 李文;张翔;乌若丹
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组织谐频成像与基频成像在心脏声像图中的对比观察

组织谐频成像与基频成像在心脏声像图中的对比观察
赵玉红;李圈良
【期刊名称】《上海医学影像》
【年(卷),期】2002(011)001
【摘要】目的探讨组织谐频成像(THI)与常规基频成像(FI)的对比观察,研究THI改善声像图质量,增强图像的显现力.方法对150例(标准受检者100例、透声差受检者50例)心脏(正常或异常)进行观察,分析两种检查的图像质量.结果FI成像标准受检者图像显示优良率81%,透声差受检者图像显示优良率64%.THI成像标准受检者图像显示优良率91%,透声差受检者图像显示优良率88%.结论无论标准受检者或透声差受检者THI的图像质量均较FI的图像质量明显改善,可提高诊断的准确性.【总页数】2页(P55-56)
【作者】赵玉红;李圈良
【作者单位】461000 许昌市中心医院;461000 许昌市中心医院
【正文语种】中文
【中图分类】R54
【相关文献】
1.组织谐波成像与基波成像对胆囊小隆起病变的对比观察 [J], 齐义;周华
2.自然组织谐波成像与基波成像在正常肾脏声像图中的对比观察 [J], 裴红;罗福成;连娟;童清平
3.自然组织谐波成像与基波成像在心脏声学造影中的对比观察 [J], 吕清;李治安;王新房
4.自然组织谐波成像与基波成像的对比观察 [J], 李文;张翔;乌若丹
5.自然组织谐波成像与基波成像在输尿管病变中的对比观察 [J], 黄声岳;朱红敏;凌聪达
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组织谐波成像在心脏疾病中的应用

组织谐波成像在心脏疾病中的应用陈锋【摘要】目的探讨组织谐波显像(THI)技术在心脏疾病超声诊断中的临床应用价值.方法应用组织谐波显像技术对比分析208例心脏疾病中基波和组织谐波显像技术的图像.结果①根据美国超声心动图学会推荐的左室16节段划分法在检测47例冠心病中,640节段在常规基波成像(FI)状态下图像显示率为64.4%,改用THI后,图像清晰显示率可达93.9%.后者显著高于前者,P<0.01(χ2=169.883).②检测161例其他心脏病患者FI与THI图像对比分析,后者图像整体质量也比前者得到明显改善.结论组织谐波成像能明显增强心肌与心内膜显示,提高对细小疾病的分辨力,有助于了解心包积液的物理性状和扩张型心肌病、受压腔静脉的血流状态,同传统基波成像技术相比,组织谐波成像能获得更多的诊断信息,提高诊断正确率.【期刊名称】《中国实用医药》【年(卷),期】2011(006)019【总页数】3页(P5-7)【关键词】心脏疾病;超声心动图;自然组织谐波成像【作者】陈锋【作者单位】413000,湖南省益阳市中心医院超声科【正文语种】中文组织谐波成像(Tissue Harmonic Imaging，THI)融合了超宽频探头、宽频全数字声束形成器和信号处理技术等多种现代超声技术，是一项超声诊断新技术。

常规的二维超声采用基波成像，探头接受频率与发射频率相同，而组织谐波显像属于用第二次谐波(谐振，谐频)的散射回声成像，探头只接收2倍于发射频率的谐波即二次谐波，并对其放大图像。

有研究表明［1］，THI在诊断甲状腺和乳腺疾病等浅表脏器疾病时可以减少伪像，增加空间分辨力，提高信噪比，改善图像质量。

本研究对此技术在心脏疾病诊断中的临床应用价值进行了初步探讨。

1 资料与方法1.1 一般资料全组208例心脏患者男136例，女72例，年龄3～82岁，平均47.2岁，均选于我院2008～2009年门诊或住院患者，因肥胖、肋间隙变窄、胸廓畸形、老龄或肺气过多等原因致常规经胸检查二维图像不理想，年龄3～82岁，平均47.2岁，其中冠心病47例、高血压心脏病100例，感染性心内膜炎5例，先天性心脏病38例，扩张性心肌病8例，心包腔积液10例。

组织谐波成像技术及其临床应用

文章编号:1001-5949(2007)07-0670-02・讲　座・组织谐波成像技术及其临床应用叶秀芳 [关键词]　组织谐波成像技术;超声 [中图分类号]　R445.1 [文献标识码]　A 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。

谐波成像技术分为造影剂谐波成像和组织谐波成像。

谐波成像技术应用于非超声造影时称为自然组织谐波成像(nature tissue har monic i m aging NTH I),现简要介绍组织谐波特性及其临床应用。

1　组织谐波T H I技术特点自然组织谐波技术融合了多种现代超声技术,如超宽频探头,宽频全数字声束形成器和信号处理技术等。

因此具有良好的信噪比,较强的空间分辨力,在消除近场伪像和旁瓣干扰、增强组织对比度、提高深部组织回声信息量等方面具有显著的特点。

1.1　NT H I有良好的信噪比:二次谐波能量与组织和探头的直线距离有关,能量较高的基波产生很强的二次谐波能量,而弱的基波几乎不产生谐波频率能量,声波只有在传播几厘米后才会产生足以成像的二次谐波能量。

由于谐波是声波在组织内传播时逐渐产生,近场区谐波成分微弱,但随着在组织中传播距离的增加,谐波能量可产生积累。

F I成像时的大部分伪像来源于浅层胸、腹壁或肺、胃肠道等含气组织的干扰,而这些伪像包含有较少的或很弱的谐波能量,因此选择二次谐波成像能有效消除近场伪像,降低了近场区的噪声干扰,提高信噪比和分辨率。

同时也扩大了图像图像调查报告的显示范围,为临床提供了广泛的组织信息,尤其是肥胖病人、老年人及气体较多的患者,谐波成像的图像质量明显优于基波成像。

1.2　能有效消除旁瓣干扰,提高远场图像质量:近场伪像中旁瓣伪像是传统基波成像不可避免和难以解决的一大难题,采用二次谐波成像时,由于主声束的二次谐波强度高于旁瓣,旁瓣的能量比主波低的多,产生的二次谐波很低,所以谐波图像调查报告中杂波减少。