超声成像新技术

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1、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基础、临床应用现状及发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不足，具有无创、简单、便宜、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(elastography)一词最初出自静态/

2、准静态压缩的超声弹性成像，狭义的弹性成像就仅指这种成像方式，其基本原理为对某一组织施加一个内部(包括自身的)或外部的、动态或静态/准静态的激励：在弹性力学、生物力学等物理条件下，组织将产生一个响应。例如位移、应变与速度的分布：弹性模量较大即较硬的组织应变较小，或者振动的幅度和速度较小：利用超声成像或磁共振成像等方法，结合数字信号处理或者数字图像技术，可估计出组织内部的位移、应变等参数，从而间接或直接反映其弹性模量等力学属性的差异根据组织激励方式的不同。超声弹性成像主要包括静态准静态压缩的弹性成像、血管弹性成像、心肌弹性成像、低频振动激励的声弹性成像、基于脉冲激励和超快速超声成像系统的瞬时弹性

3、成像或者脉冲弹性成像、声辐射力激励的声辐射力脉冲成像、辐射力成像、剪切波弹性成像和超音剪切成像、利用超声激励的声发射技术的振动声成像和简谐运动成像等。超声弹性成像已在许多领域显示了它的优越性，具有广阔的应用前景。超声弹性成像应用于乳腺检测已取得了较好的成效，目前研究的实用化系统大多应用于乳腺检测：Lorenz和Pe-savento等通过260例前列腺癌病例研究表明超声弹性成像能够提高前列腺癌早期的检测能力：可以用于射频消融监测和检测高强度聚焦超声引起的热损害。在深静脉血栓成像、皮肤或肌肉的弹性模量估计、’肾移植监测、针刺疗法的组织位移估计甚至脑肿瘤检测等领域取得了一些初步临床结果。超声弹性成

4、像今后的研究冈更多用于乳腺、前列腺检查的临床研究：射频消融监测、强度聚焦超声检测的临床研究：剪切应变的估计以及在乳腺检测中的应用：肾脏和前列腺等具有弹性模量差异的正常组织成像：肝脏弹性成像并用于肝纤维化和肝癌的诊断：利用超声显微镜或高频超声探头实现细胞的弹性成像，用于小器官或组织：生物组织的粘弹性、非线性、孔弹性、各向异性等力学特性的研究与成像：基于三维超声成像系统实现超声弹性成像：研究并制作用于超声弹性成像的超声仿人体组织材料和超声体模等。二、谐波成像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

5、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。近十年来，经周围静脉使用的超声微泡造影剂的研制取得了快速的发展，而微泡造影剂与谐波技术的联合应用更为超声成像带来新的进展。声波在介质中传播以及在反射和散射时，都具有非线性效应，导致产生谐波。滤去基波，利用谐波的信息去进行成像，称为谐波成像。谐波成像主要分为两大类:组织谐波成像和对比谐波成像。1．组织谐波成像组织谐波成像是利用声波在组织中产生的谐波进行成像。为了在自然组织中产生丰富的谐波信号，发生声波的声压常较大。国内外的研究表明，组织谐波成像与传统超声相比有一定的

6、优势:提高心内膜显示能力：提高肝硬化背景下的占位性病灶的检出率：清晰显示胰头区的复杂解剖关系，改善肥胖患者盆腔脏器的显示效果：改善肥胖、肋间隙狭窄、胸廓畸形、肺气肿及高龄患者心肌与心内膜的显示效果等。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

7、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提高远场的图像质量。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。组织谐波成像的质量受到探头和仪器的灵敏度、动态范围以及信号处理技术的制约，目前许多仪器