最新超声谐波成像
超声谐波成像
超声谐波成像
Ultrasonic harmonic imaging
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。 1997年，Christopher提出使用超声波在传播过程中产生的谐波成分进行医学成像, 此后,谐波成像方法和技术的研究得到重视,并逐步应用到医学诊断中。 在70年代推导出一个描述非线性超声场的波动方程即KZK方程，随后大量的实验和理 论以及数值计算结果充分证明了它的正确性。
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
压缩区也就是声压为正的区域 稀疏区也就是声压为负的区域 压缩区与稀疏区的交界点处
非线性现象的表现
谐波能量的非线性改变
谐波成像能有效的减少的近场伪像
在近场表浅处，超声波仅由基波频率组成。但
传播后，能量会在二次谐波频率处产生。 当组织衰减作用超过非线性参数B/A作用的时
候，谐波能Байду номын сангаас衰减。
非线性现象的表现
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
彩超技术概述-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。
声学造影剂及二次谐波成像在肝癌中应用初探
声学造影剂及二次谐波成像在肝癌中应用初探关键词：声学造影剂二次谐波成像肝癌血管超声摘要：目的：探讨微气泡型声学造影剂及二次谐波成像在肝癌中的应用特点。
方法：22例肝癌病人经外周静脉注射造影剂前后(剂量0.5～1.0 ml)行基波成像、彩色多普勒成像及二次谐波成像检查。
二次谐波成像用1.7/3.4 MHz(ATL-HDI 5000)或1.8/3.6 MHz(HP5500)。
结果：肝动脉期肝脏多数无明显增强，少数病灶内出现斑点状回声增强，门静脉增强后肝组织才明显增强，但肿瘤组织增强不明显。
增强后有利于低回声病灶的显示而对高回声病灶或中高混杂回声病灶显示无益。
增强后可显示更多的瘤血管。
彩色多普勒成像增强程度不及二次谐波成像，但结果相似。
结论：微气泡型声学造影剂主要反映肝组织总体供血量的变化，相对于正常肝组织来说肝癌总是少血管的。
造影剂及谐波成像可以改善血管的显示，谐波成像的组织定征能力有待进一步研究。
The initial study of sonographic contrast agentand second harmonic imaging on HCCAbstract:Purpose: This study is to evaluate microbubble based ultrasonic contrast agent and harmonic imaging on liver tum or.Methods:Before and after media (Dose was from 0.5 to 1.0 ml) were injected into peripheral veins of 22 ptients with hepatocellulor carcinoma (HCC), fundamental imaging、color Dop pler imaging and second harmonic imaging were performed.Second harmonic imaging were performed with ATL-HDI 5000 (1.7/3.4 MHz) or HP5500 (1.8/3.6 MHz). Some cases were just deteced in color Doppler sonography with Logiq500 or AU4(3.5 MHz) after media were injected. Results:Except som e spot enhancement on the lesions of five cases,there were little enhancement could be noticed on liver at arterial pha se.However,after portal veins were enhanced obviously,the paren chyma of livers were enhanced considerable but not of the t umors.Hypoechoic masses were well detected after administration of contrast agents.Hyperechoic masses and isohyperechoic mass es were poorly detected.The media and harmonic imaging increa sed the echointensity of normal and tumor vessels in liver lesions,there were more vessels could be showed as well. Con clusion:Microbubble based agent is mainly to reflect the bloo d perfusion of liver in generally. HCC is always hypovascula r in relation to the normal liver.Microbubble based agent an d harmonic imaging improve the visualization of vessels.It isneeded further study to show the tissue characteristics by harmonic imaging.Key words:contrast agent; second harmonic imaging; liver tumor ; blood vessel; ultrasound近来经外周静脉注射用声学造影剂的研制取得较大进展，但该类造影剂在肝癌中的应用还较少［1］。
彩色多普勒超声结合组织谐波显像诊断输尿管肿瘤
彩色多普勒超声结合组织谐波显像诊断输尿管肿瘤
易书英;李改;张旭雯;张伟
【期刊名称】《中国超声诊断杂志》
【年(卷),期】2005(006)007
【摘要】目的探讨彩色多普勒超声结合组织谐波显像在输尿管肿瘤的诊断价值.方法应用彩色多普勒超声结合组织谐波显像对19例输尿管肿瘤进行对比检查.结果彩色多普勒超声结合组织谐波显像对输尿管、肾盂、膀胱及输尿管肿瘤的显示,优于尿路造影、CT、MRI.结论彩色多普勒超声结合组织谐波显像能提高图像质量,使输尿管肿瘤的显示率明显提高.
【总页数】3页(P537-539)
【作者】易书英;李改;张旭雯;张伟
【作者单位】132022,吉林省吉林市,吉化集团公司总医院电诊科;132022,吉林省吉林市,吉化集团公司总医院电诊科;132022,吉林省吉林市,吉化集团公司总医院电诊科;132022,吉林省吉林市,吉化集团公司总医院电诊科
【正文语种】中文
【中图分类】R4
【相关文献】
1.组织谐波显像在肾结石诊断中的应用 [J], 王瑞霞;王晓慧
2.组织谐波显像和CK技术结合在冠心病应用的研究 [J], 凌雁;刘延玲;程克正
3.组织谐波显像下BI-RADS分级的定量评分联合超声弹性成像评分诊断乳腺良恶
性病灶的价值 [J], 冯丽萍;杨映霞
4.彩色多普勒超声结合高分辨率血流显像对胎儿心脏畸形的诊断价值 [J], 叶秋娟
5.组织谐波显像诊断乳腺癌的临床应用 [J], 杨美琴
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
超声谐波成像
a
9
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
a
高分辨率和高对比度
10
组织谐波成像系统架构
a
11
谐波提取
谐波频段滤波
发射的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
基波信号的频带宽度、发射脉冲的持续时间、 轴向分辨率之间的矛盾
a
17
定义两个参量
物态方程泰勒展开式一阶项与二阶项之比
会影响声速
a
16
Technique Finite Amplitude Distortion-Based Inhomogeneous Pulse Echo Ultrasonic Imaging
A novel pulse echo imaging scheme in which the image is formed using the finite amplitude distortion components of the received pulse is considered here. Alternatively, this could be described as image formation using the nonlinearly-generated higher harmonics.
在70年代推导出一个描述非线性超声场的波动方程即KZK方程，随后大量的实验和理 论以及数值计算结果充分证明了它的正确性。
a
2
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……）
a
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 RE NIER N ,E DER V ,et al.Clinical use of ultras ound tissue harm onic imaging[J ].Ultras ound in Med &Biol ,1999,25(6):889-894.[4]FRI NKI NG P A.Ultras ound contrast imaging :current and new potential methods[J ].Ultras ound in Med &Biol ,2000,26(1):965-975.[5]DE JONG N ,BOUAK AZ A ,FRI NKI NG P.Harm onic imaging for ultras ound contrast agents [A ].2000IEEE Ultras onicsSym posium[C].San Juan :[s.n.],2000.1869-1876.[6]李 莉,万明习.超声造影剂研究进展[J ].应用声学,1997,16(4):37-42.[7]王威琪,余建国,汪源源.关于血流测量中的谐波D oppler 效应[J ].中国生物医学工程学报,1999,18(4):395-401.[8]FORS BERG F ,SHI W T ,G O LDBERG B B.Subharm onic imaging of contrast agents[J ].Ultras onics ,2000,38:93-98.[9]BOUZK AZ A ,FRIG ST AD S ,TE N C ATE F J ,et al.Super harm onic imaging :a new imaging technique for im proved con 2trast detection[J ].Ultras ound in Med &Biol ,2002,28(1):59-68.[10]黄翠萍.C 3-M ode T M ———领先的超声对比造影成像技术[J ].医疗装备,2002,15(2):8-9.[11]AVERKI OU M A ,ROUNDHI LL D N ,POWERS J E.A newimaging technique based on the nonlinear properties of tis 2sues[A ].1997IEEE Ultras onics Sym posium[C ].T oronto :[s.n.],1997.1561-1566.[12]丛淑珍,王连生.组织谐波成像技术及其临床应用价值[J ].世界医疗器械,1999,5(5):68-76.[13]SHE N C C ,LI P C.Harm onic leakage and image qualitydegradation in tissue harm onic imaging[J ].IEEE T ransac 2tions on Ultras onics ,ferroelectrics ,and frequency control ,2001,48(3):728-736.[14]K RISH NAN S ,DONNE LL M O.T ransmit aperture process 2ing for non 2linear contrast agent imaging [J ].Ultras onic Imaging ,1996,18(2):77-105.[15]SHE N C C ,LI P C.M otion artifacts of pulse inversion 2based tissue harm onic imaging [J ].IEEE T ransactions on Ultras onics ,ferroelectrics ,and frequency control ,2002,49(9):1203-1211.[16]Y ADONGL ,JAMES A.Z agzebski.C om puter m odel for har 2m onic ultras ound imaging[J ].IEEE T ransactions on Ultra 2s onics ,ferroelectrics ,and frequency control ,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 。
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
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 ％（
ｗｅｅ ２ （ －％ ） ２４ ｌａ ａｅ ｄａ ｎ ｓｓ ｎ ｌｓｏ ｒ ４３ （ ／７）ｅｋ ｇ ｉｇ ｏｉ． ｃｕ ｉｎ Ｃｏ ， ｅ ｅ ａ ｎ ｔ ｎ ｏ ＨＩｃ ｎ ｓ ｏ ｅ ｓ ａ ｅ ｉ ， ｉｔｒ ｒ ｘ ｍｉａｉ ｆＴ ａ ｈ ｗ ｔ ｈ ｐ ，ｓｚ ｎｅａ ｈ ｏ ｈ ｅ ｌ
【 ｙ Ｗｏｄ 】Ｔｓ ｅＨ ｒ ｏ ｉ ｌ ｍ ｎ （ Ｈ ） Ｕ ｔ ｏ ｎ ｉ ｎｓ Ｂ ｎｇ ｒｓ ｔ Ｈ ｐ ｒｌ ｉ（ Ｐ Ｋｅ ｒ ｓ ｉ ｕ ａｍ ｎｃ ａ ｉｇ Ｔ Ｉ ｓ ｌ ａ ｕ ｄＤａ ｏｉ ｅ ｉ ｐｏｔ ｅ ｙｅ ａ ａ Ｂ Ｈ） ｒ ｓ ｇ ｓ ｎ ａ ｐｓ
（５ ７ ． ｈｒ ｅｅ ２（５５ ｃｓ ｏｈｐ ｒｌｓ ｏ ｇ ｅ ． ｏ ｕａ Ｈ ｐｒｌｓ ３ｃ ｅ７ Ｉ ）３ ，７ ．ｈｒ ４ ／ ）Ｔ ｅ ｗ ｒ ２ ．％） ａｅ ｆ ｙｅｐ ｉａ ｎ ｔ ｍ Ｎ ｄ ｌ ｙｅｐａｉ ３ （ ０２ （３４ ） ｅｅ ４ ｅ １ ａａｍ ｈ ｒ ａ ｓ ａ ％ Ｔ
■ 囤衄目嘧国
谐波造影增强超声内镜对上消化道黏膜下肿瘤的诊断价值
谐波造影增强超声内镜对上消化道黏膜下肿瘤的诊断价值谐波造影增强超声内镜对上消化道黏膜下肿瘤的诊断价值摘要：随着医学技术的不断发展，人们对上消化道黏膜下肿瘤的诊断越来越重视。
本研究旨在探究谐波造影增强超声内镜在上消化道黏膜下肿瘤诊断中的应用价值，并与传统超声内镜相比较。
选取50例上消化道黏膜下肿瘤患者进行研究，其中25例采用传统超声内镜检测，另外25例采用谐波造影增强超声内镜检测。
结果显示，采用谐波造影增强超声内镜可以更清晰地显示病灶的形态、大小，从而提高诊断效率。
同时，谐波造影增强超声内镜在诊断深度、灵敏度等方面也具有优势。
因此，谐波造影增强超声内镜在上消化道黏膜下肿瘤的诊断中是一种有价值的检测手段。
关键词：谐波造影，超声内镜，上消化道黏膜下肿瘤，诊断价值一、前言上消化道黏膜下肿瘤是指发生于食管、胃、十二指肠等器官黏膜下层的肿瘤。
由于其发展缓慢、无特异症状，容易被忽视，因此对黏膜下肿瘤的诊断成为医学界关注的热点。
传统的诊断方法主要是内窥镜下取活检组织，但由于其创伤性大、痛苦度高，且只能采样一个局部区域，很容易漏诊或误诊。
超声内镜作为一种无创性、可重复性强的检测手段，在现代医学中得到了广泛应用。
本研究将探究谐波造影增强超声内镜在上消化道黏膜下肿瘤诊断中的应用价值，并与传统超声内镜相比较。
二、材料与方法2.1 研究对象选择2018年1月至2019年12月在本院确诊为上消化道黏膜下肿瘤的患者，共50例，其中男25例，女25例。
平均年龄为48岁，年龄范围为25-72岁。
本研究严格按照研究伦理要求，征得每位患者的知情同意书。
患者的诊断采用内镜下组织活检的方法确诊。
2.2 研究方法采用奥林巴斯公司领先的电子线超声内镜 (EUS) 制造企业生产的超声内镜（型号GF-UC240P-AL5）和超声内镜（型号GF-UCT260-AL5）进行检查。
其中25例采用传统超声内镜检测，另外25例采用谐波造影增强超声内镜检测。
超声有哪些新技术？
超声有哪些新技术？（南部县妇幼保健院四川南充 637300）近年来，随着社会经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，与此同时，人们对于自身健康也越来越重视，临床医疗技术也得到了快速的发展，极大的影响了人们的生活，超声技术起源于上世纪，属于高新技术产业，并且具有多学科相互交叉的特点。
随着超声技术的不断发展与完善，已经逐渐被广泛应用于食品、生物、医药、化工等多个学科领域，并取得了重大的成果，对这些领域的发展产生了重要的影响，而随着人们的需求逐渐发生改变，超声技术在不断发展的同时，也逐渐涌现出更多新型技术，为人类做出更大的贡献。
1、什么是超声技术？超声技术的重要核心部分便是超声波，其属于一种高频率的声波，且超过20000赫兹，具有穿透能力强、且方向性好的特点，一般情况下，比较容易获取相对集中的声能，可在水中远距离进行传播，因此，可以被用作测速、清洗、焊接、碎石、消毒杀菌等。
被广泛应用于农业、工业、军事以及医学等众多领域当中。
人类能够听到的声波频率大概在20HZ到20000HZ 之间。
所以人们将超过20000赫兹的声波称之为超声波。
超声波的振动频率很高，因此会产生很大的能量。
在北方，天气寒冷且比较干燥，将超声波通入水中，可以将水变成小雾滴，再输进室内，这样便能够增加室内空气湿度，这便是超声波加湿器的基本原理。
如气管炎、咽喉炎等相关疾病，无法通过血流将药物送往患者患病的部位，但是可以将药物雾化，之后再让病人吸入，提高实际疗效。
此外，超声波还能够将人体当中的结石震碎，减轻患者的痛苦，从而起到治愈的效果，还可以对一些物品进行消毒杀菌。
就目前现状来看，超声技术主要分为检测超声与功率超声，前者主要作为信号传输使用，如水声、B超等。
功率超声主要指的是大功率超声，可以进行超声清洗、加工、焊接、手术治疗、美容、超声雾化等。
2、超声有哪些新技术？2.1、超声造影超声造影成像技术结合超声非线性声学效应，能够让病灶与CT以及MRI显示类似的效果，能够对病变的状况与性质进行鉴别，如患者是良性病变还是恶性病变等，并对肿瘤介入消融，高强度聚焦超声、微波等方式进行治疗，并对实际的治疗效果进行评估。
掌上超声基波、谐波对急性阑尾炎的临床诊断价值
掌上超声基波、谐波对急性阑尾炎的临床诊断价值摘要：目的：探讨基波和谐波条件下，掌上彩色多普勒超声在急性阑尾炎检查中的实用价值。
方法：选择在2022年6月至2023年2月这一期间内我院接诊的因腹部疼痛或可疑阑尾炎的门诊和住院患者166例，分别在二维基波、谐波超声条件下，对这166例因腹部疼痛或可疑阑尾炎的患者，使用便携式3.6MHz 普通腹部超声探头（成都思多科医疗科技有限公司，型号：Lite-35C）做超声检查，分析阑尾区的图像特点，对比掌上超声基波、谐波对急性阑尾炎的显示效果对比。
结果：全部病例经手术、病理或治疗后随访观察证实。
166例病例中，B 模式超声基波下确诊急性阑尾炎136例（81.9％），B模式超声谐波下对急性阑尾炎的临床诊断确认为138例，（83.13%），差异无显著的统计学意义（p＞0.05）。
结论：经过调查研究发现，B模式基波、谐波超声检查之间差异无统计学意义，均可作为临床诊断急性阑尾炎的重要依据。
关键词：掌上超声基波；谐波；急性阑尾炎在突发疾病中，阑尾炎算是比较常见的一种疾病，它在各个人群中的发病率都差不多，虽然该疾病比较常见，治疗方式也比较成熟，但是由于阑尾的特殊性以及临床上表现出的症状的普遍性，导致该疾病非常容易出现误诊的情况。
同时由于阑尾的位置十分不便于探索[1]，因此在手术过程中医护人员对于患者阑尾位置的确定也比较困难。
正因为如此医学诊断技术正在不断地创新，以争取可以更加准确的定位患者的阑尾位置。
由于最近几年数字化技术的应用，医学领域也出现了新的更加精准的阑尾炎诊断仪器，主要是利用超声波来提供相应的检测价值[2]。
因此针对这项研究结果，本次设计实验，选择在2022年6月至2023年2月这一期间内我院接诊的因腹部疼痛或可疑阑尾炎的门诊和住院患者166例，分别在掌上超声B模式基波、谐波条件下，对这166例因腹部疼痛或可疑阑尾炎的患者，使用便携式3.6MHz普通腹部超声探头（成都思多科医疗科技有限公司，型号：Lite-35C）做超声检查，以此来印证掌上超声基波、谐波对急性阑尾炎的临床诊断价值，详细实验内容如下：1.资料与方法1.1一般资料选择在2022年6月至2023年2月这一期间内我院接诊的因腹部疼痛或可疑阑尾炎的门诊和住院患者166例，其中男性98例，女性68例，平均年龄（53.5±39.5）岁，病程0.5～45d，均因右下腹部疼痛或临床怀疑阑尾炎行超声检查。
宽带混合的基波和谐波频率超声诊断成像[发明专利]
![宽带混合的基波和谐波频率超声诊断成像[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9762f72e6137ee06eef91850.png)
专利名称：宽带混合的基波和谐波频率超声诊断成像专利类型：发明专利
发明人：D·P·亚当斯,S·W·迪亚尼斯
申请号：CN201680007670.3
申请日：20160118
公开号：CN107205722A
公开日：
20170926
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：描述了一种产生混合的基波和谐波频率图像的超声系统。
由超声探头发射相继地发射的、不同地调制的脉冲，并且响应地接收基波频率和谐波频率两者。
通过脉冲反转来处理从这两个脉冲接收到的回波信号，产生已经消除了不期望的分量的、干净分离的基波信号的带和谐波信号的带。
由于已经通过信号消除而非滤波分离了这两个带，因此允许两个带交叠，在每个带中提供了宽带信号。
通过带通滤波对带进行滤波以定义要被成像的基波信号和谐波信号。
对信号进行检测，并且在加权之后组合所检测到的信号以产生混合的基波/谐波信号。
申请人：皇家飞利浦有限公司
地址：荷兰艾恩德霍芬
国籍：NL
代理机构：永新专利商标代理有限公司
更多信息请下载全文后查看。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
包络检波
扫描变换
非线性参数B/A
物态方程：描述了声压和流体密度的关系 绝热过程下，物态方程可以展开为：
定义两个参量
物态方程泰勒展开式一阶项与二阶项之比 会影响声速
Technique Finite Amplitude Distortion-Based Inhomogeneous Pulse Echo Ultrasonic Imaging
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
A novel pulse echo imaging scheme in which the image is formed using the finite amplitude distortion components of the received pulse is considered here. Alternatively, this could be described as image formation using the nonlinearly-generated higher harmonics.
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
压缩区也就是声压为正的区域 稀疏区也就是声压为负的区域 压缩区与稀疏区的交界点处
非线性现象的表现
谐波能量的非线性改变
谐波成像能有效的减少的近场伪像
在近场表浅处，超声波仅由基波频率组成。但 传播后，能量会在二次谐波频率处产生。
当组织衰减作用超过非线性参数B/A作用的时 候，谐波能量衰减。
非线性现象的表现
超声谐波成像
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Байду номын сангаас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
高分辨率和高对比度
组织谐波成像系统架构
谐波提取
谐波频段滤波
发射的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
基波信号的频带宽度、发射脉冲的持续时间、 轴向分辨率之间的矛盾
谐波提取
发射脉冲相位反相
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