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1、第25卷第5期北京生物医学工程Vol125No152006年10月BeijingBiomedicalEngineeringOct.2006超声成像新技术及其临床应用12王艳丹高上凯摘要超声成像是临床上应用最广泛的医学成像模式之一。近年来,随着电子技术、计算机技术的发展,超声成像设备在成像方法和技术等层面上不断得到改进,临床诊断能力也得到进一步提高。本文主要介绍二维和三维超声成像的新技术及其临床应用,包括自适应图像处理、编码激励、大视野成像、空间复合成像、三维成像技术等。关键词超声成像新技术临床应用中图分类号R318104文献标识码A文章编号1002-3208(2006)05-0
2、553-03超声成像以其使用安全、成像速度快、价格便宜、使径来提高其图像的质量,而且卓有成效。近年来,随着微用方便等优势而在临床诊断中大量被采用,是临床诊断的电子技术的快速发展,利用数字化技术改善超声成像的图[1~3]重要工具之一。超声成像可用于结构形态的观测、血像质量、增加系统功能、提高系统的可靠性和灵活性、降[4]流测量,甚至于功能成像和组织定征。低系统的成本,成为医学超声成像的研究热点。与其他的医学成像模式一样,超声图像也存在一些固数字化超声成像系统的核心技术是/数字波束形成有的噪声、伪影及其它缺陷。固有噪声主要为斑点噪声和器0。该技术在接收到回波信号后,就将其转变成数字
3、量,[5]杂波簇(clutter)。当人体组织结构的尺寸与超声波的波用数字电路来实现信号的延迟与叠加。由于采用数字延迟长相近或小于波长时,换能器表面所接收的信号是所有这电路、高频采样和数字插补技术,延迟线精度较模拟延迟些散射体后向散射声波共同作用的结果。这些声波的相位电路提高十倍以上。该技术可以精细地控制聚焦点,获得是随机分布的,总结果既可能因为相加而增强,也可能由从近场到远场全程均匀的高分辨率图像[4~6]。全数字化超于相减而削弱,在超声图像上以散粒状形式表现出来,故声诊断仪代表了当今超声成像的最高水平[4]。称为斑点噪声。杂波簇是由换能器所产生的超声束的旁瓣、112编码激励
4、[5]其他各种途径的反射和其他一些声学现象所引起的伪像。超声波的频率越高,轴向分辨率越好,但在人体中的此外,内部结构致密的介质透声差,则其下方声能衰减,衰减也越快,探查深度也就越浅。编码激励成像发射长编会出现无回声或低回声暗区,即声影;在组织界面,发生码超声脉冲,由于入射长脉冲的能量大,由此提高了图像的镜像反射可能使超声束被全反射到另一个方向,而使换的信噪比,还增加了探查深度。接收到的长码信号经过脉能器接收不到回声信号,造成影像的边界缺失。冲压缩解码后成为窄脉冲,从而保证轴向分辨率[6]。编码常规超声诊断仪在临床使用时最主要的缺点在于:超激励成像在探查深度和图像质量上均优于常规
5、超声成像系声图像的视野有限,不能像CT、MRI那样进行较大范围的[2,6]统得到的图像,目前已用于一些高档超声诊断仪中。断层扫描成像;超声仪器要求操作者经过专门的培训,在在编码激励成像系统中,编码方法和脉冲压缩算法对图像的提取和解释上需要具有较高的技能,凭经验在头脑[6]图像质量的影响很大,也是该系统的主要研究热点。[1,3]中把一幅一幅的图像结合起来作为诊断的依据。113超声图像的处理超声仪器自面世以来,在成像方法和技术层面上不断超声图像是超声束与组织微细结构相互作用的结果。地得到改进。本文主要介绍超声仪器在二维灰度成像技术由于成像过程十分复杂,其图像中的噪声结构也呈现出多和
6、三维成像方面的新方法和新技术。样性。在处理超声图像时,必须根据图像的局部特征判定1二维超声成像技术的进展该区域是噪声区还是组织结构。若是噪声则可采用滤波方法加以去除;若是组织结构则做增强处理。这种处理图像111数字化超声仪器的方法称为自适应图像处理方法,它一直是医学超声的研超声成像设备自问世以来,人们就一直在寻找各种途究热点,目前已开发出一些用于实时超声成像的自适应图[2,7~9]像处理方法,其中有些方法已用于商业产品之中。自作者单位:1清华大学电机系(北京100084)适应图像处理方法可以提高超声图像的对比度、改善边沿2清华大学医学院生物医学工程系(北京100084)作者简介
7、:王艳丹(1966)),女,博士研究生。的清晰度和连贯性、改善低回声区域的图像效果。自适应#554#北京生物医学工程第25卷图像处理与空间复合成像技术结合起来,能进一步提高图中的微气泡在外加声压作用下也表现为非线性。在注入造[7]像质量。影剂后,由于造影剂微泡与周围组织声学特性的差异较大,多尺度非线性阈值小波变换方法是提高超声图像的质比周围组织质点有更大的等效散射面积,故二次谐波信号[9~12]量另一条途径,这类方法可以在抑制斑点噪声的同时主要来自造影剂微泡。这种利用造影剂反射回波的二次谐[
