《医学影像学》

《医学影像学》

超声医学新技术（讲稿）授课对象：2017级硕士研究生

授课时间：2017～2018学年度第二学期

授课教师：

一、教学目的与要求

（一）熟悉：

1、声学定量与彩色室壁动态分析。

（二）了解：

1、超声弹性成像；

2、斑点追踪超声心动图。

二、教学重点、难点

重点：斑点追踪超声心动图。

难点：超声弹性成像。

三、教具或教学手段

采用的教学方法

1、通过课件，图文并茂，举例说明；

2、特殊部分，动态图像，印象深刻；

3、提问互动，精力集中，提高效果；

4、联系实际，报告体会，培养兴趣；

5、表格对比，重点板书，言传身教；

6、实验见习，强化训练，掌握技能。

四、教学内容

一、声学定量与彩色室壁运动分析

计算机技术迅速发展广泛用于医疗设备，声学定量AQ（acoustic quantification）技术及AQi智能超声定量（intelligent acoustic quantification）可自动边缘检测，实时追踪心脏容量变化或数个心动周期心功能的平均值。彩色室壁运动CK（color kinests）技术在AQ基础上，以彩色编码实时和连续显示室壁运动幅度。近年彩色室壁运动舒张指数（color kinests diastolic index，ICK）用于定量分析研究舒张期功能。AQ、Aqi及CK于上世纪90年代用于心脏超声诊断的临床研究，本世纪进一步发展，成为研究关注的课题，从多方面进行了研究，包括各种心脏病心脏的容积、面积与收缩、舒张心功能及药物对心脏功能的影响等，弥补了二维及M型超声心动图评价心脏收缩、舒张功能与室壁运动的不足。

一、AQ与CK的成像原理

（一）AQ技术

1992年Perez等首次提出心内膜自动边缘检测技术即ABD技术。该技术在声学图像处理中，用原始声波把血液与组织以数字化的形式分开。计算机将超声扫描线上由组织变成血液时每个点的回波信号，标定为血液和组织的临界点，然后连接所有的临界点，则自动地显示出血液与组织的边界。AQ源于ABD技术，通过识别血液与心内膜的交界实时追踪心脏容量的变化。在心电图的控制下自动检测、分析，以曲线的形式实时地自动显示心功能参数，如心脏面积时间曲线、容积时间曲线及其变化率等系列心功能指标。本节AQ、AQi技术特指超声心动图的声学定量，广义的AQ技术还包括声学密度定量—AD以背向散射积分（IBS）为基础的声学组织定征。

（二）CK技术

CK技术应用AQ声学定量自动边界检出的原理，进一步改进延伸、实时和定量分析心内膜与室壁运动。计算机自动分析、、对比感兴趣区（ROI）内来自血液和组织的不同回声强度，确定是组织还是血液及两者的界面。CK技术以同步心电图确定心动周期的时相．用彩色变化跟踪心腔血液与室壁边界的过渡。将各时相每帧图像随时间变化界面的位移，以不同色彩标记，依次叠加，最终形成贯穿整个收缩或舒张期的多层环形彩带。各层彩带的色彩不同，同一色彩表示心动周期中同一时相的位移；彩色位移的宽度代表该内膜运动的幅度。CK技术具有从空间和时间两个方面定量分析室壁运动的能力。多层彩带直观性强，提高了肉眼对图像变化的分辨力，能较全面的估价心肌整体和局部的功能。可停帧观察，也能联机分析，使室壁运动的定量分析变得更容易；有助于克服操作经验和熟练程度等主观因素对室壁功能判断中的误差。

二、AQ与CK的检查方法

仪器：多种彩色超声仪设置AQ、AQi、CK技术。各类型的名称与具体操作方法大致相同。可经胸前或经食管超声检查，探头频率为2.5~7.5~12MHz。

（一）胸前检查方法

1．AQ、AQi检查常规连接心电图，分别取胸骨旁左室长轴、乳头肌短轴、心尖四腔及二腔等切面，2D-CDFI检查，了解心脏大小、形态，瓣膜运动与心功能，确定AQ、CK检查部位。心尖四腔观调节横向、侧向增益补偿获得满意心内膜，启动AQ技术，圈

定感兴趣区ROI，同步心电图的增益调至ROI能显示的高度。检查参数有：心室收缩末面积（ESA）、舒张末面积(EDA)、面积变化率（FAC）、收缩末容积（ESV）、舒张末容积（EDV）、射血分数（EF％）、峰充盈率（PER）、峰值排空率（PER）。在图像右侧标尺可实时自动显示左室各周期任一时相的测量参数。左、右房及主动脉扫描的参数，须停帧后实际测量。

2．CK检查先启动AQ系统，调整时间增益补偿（TGC）和侧向增益补偿（LGC），至心内膜显示最大的清晰度，使AQ曲线与左室心内膜密切贴合，启动CK系统。同步心电图确定时相，R波顶点为舒张末期，T波终点为收缩末期，连续记录1至数个心动周期CK图像，存入录像带或光盘。一帧帧回放环形彩图，测量各部位、各时相心内膜（心肌）彩色位移的宽度，即运动幅度。或通过工作站，用计算机软件脱机处理，自动分析CK 图像感兴趣区的数据。

CK图像分析方法：

（1）定性分析法：肉眼目测室壁运动情况，美国超声协会推荐16节段室壁运动分析的记分法。标准为：均匀分布的多层色彩记1分，蓝绿色色带消失记2分，黄色色带变薄或仅有橘红色记3分，单纯红色色带记4分。

（2）半定量分析法：通过节段性室壁运动的定性分析及计分，以此计算室壁运动指数（WMI），即WMI等于所有各节段的计分之和与所观察的节段数之比。正常为l，大于l有室壁运动异常存在。

（3）定量分析法：左室划分为6个600角的楔形节段。以一区域内某种彩色像素点的数量除以该区域像素点的总数，获得各时相内该区域位移面积百分比（RFAC），计算结果自动存入数据库中。彩色室壁运动舒张指数（ICK）可显示：①曲线图，心内膜位移以彩色曲线排列。横轴代表时间，纵轴代表不同时间检测部位的参数；②条状图，部位用条状图，彩色高度为具体测值。

（二）经食管超声AQi、CK检查

单或多平面探头经食管检查除心脏大小、心功能及主动脉病变定量，与三维重建结合定量分析室壁运动幅度。同步心电图R波顶点为舒张末期，T终点为收缩末期，两者间的时间间隔为CK彩色显示范围。自00~1800依次旋转探头、每隔100记录3~5个心动周期CK图像。输人计算机内三维重建，获得整个心室内膜运动的立体彩色定量图像。

三、正常心脏的AQ与CK表现

（－）正常心脏AQ表现

1．左室AQ曲线一个心动周期的容积与面积曲线大体呈“V”形，曲线最高点为舒张末容积，最低处为收缩末容积。收缩期位ECG的R~T波间曲线下降支，等容收缩期为舒张末最高位开始一小平台时间（0.07±0.01）s；然后斜形下降，收缩末期达最低位为ESV。下斜降速度的快慢、时间长短、收缩末存血量的多少，反映LV收缩功能、左室流出道及主动脉瓣有无狭窄或梗阻。舒张期曲线位ECG的T波至下个周期R波间上升支，等容舒张期为收缩期后，有小凹或小凸的平段，时间（0.09±0.03）s。舒张早期曲线迅速上升至顶峰，相当于M型二尖瓣舒张期的E峰；快速充盈期结束，为略向下的小峰。缓慢充盈期似一平台，此间LV容积变化较小，舒张晚期再次上升成一小峰，相当ECG的P波后，二尖瓣的A波，血流频谱的A峰。舒张期结束达最高点EDV，约在R波后