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医用超声新技术.ppt

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医用超声新技术.ppt
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医学超声仪器原理,医用超声新技术,一、三维超声成像,三维超声比二维提供更充分的空间信息,在心肌损伤的定位、胸腹部肿瘤的检测、怀孕期的评估(持别是早期怀孕畸形的检测)等方面有重大的价值。,,三维超声扫查 机械扫描(如克雷茨公司的) ——旋转或摆动 电子扫描(如AI公司的)——方阵列三维探头 三维重建要求二维扫查要获得协调连续的部位平面,需要建立一些定位指针,以便能在水平或垂直方向上获得所需部位的切面图,计算机不断地将各个切面的位置记录下来,超声图像数据既可存入特别设计的三维图像存贮器中,也可以离线方式输入超声图像工作站,然后重建三维图。,,由于肋骨和肺叶的影响,在超声的心脏成像中,必须让探头通过适当的“窗口”采集所需三维数据。 在取得三维数据以后,进一步的问题便是三维重建和三维立体显示,超声三维影像重建的技术原理与其他成像仪器的三维影像重建类似,主要是通过计算机的数据处理来完成三维重建的。 目前已有多种立体重建方法,并且随着计算机软件的不断升级和硬件性能的更新与提高,三维影像的重建速度和精度也在不断改善。,1、三维重建技术,计算机进行三维重建的技术大致有以下几种: 1.坐标位移法 2.网格法 3. 静态三维成像这种方法 4. 动态三维成像腔内探头 5. 可旋转式透明三维灰阶图像,网格法三维图像重建,2、图形技术,取得三维数据后进一步问题便是三维重建和三维立体显示。在这些方面,超声三维成像的技术原理与一般三维成像并无显著区别。其中包括如下一些图形技术:,1.插值 2.多平面重投影 3.伪彩色 4.抗混迭、,5.自适应直方图均衡 6.分割 7.边界检测 8.数字解剖,二、组织谐波成像,组织谐波成像(Tissue Harmonic Imaging, THI)又称频谱合成成像或频率转换技术(FCT)。 人体组织对声波的反射具有一定的非线性高频率谐波能量,但相对较弱,普通超声成像是利用线形能量成像而将非线形成分滤掉。 非线性信号的频率即谐波频率为超声发射频率的2、4、8...倍,且随着频率的升高其能量逐渐减低。 组织谐波成像是利用超宽频探头接受这些非线性的高频谐波信号,将多频率信号放大、平均处理后再实时成像,由于接收频率的提高,对较深组织的分辨力也有了较大的提高,明显增强了对细微病变的显现力。,造影谐波成像,超声造影剂 (Ultrasound Contrast Agents,UCA) 造影谐波成像(Contrast Harmonic Imaging, CHI)是利用造影剂微泡(直径1~10微米)产生的较强的二次谐波信号进行成像,故又称为二次谐波成像(Second Harmonic Imaging, SHI)。,,利用回声(发射或散射)中的二次谐波所携带的人体信息形成的声像图称为超声谐波成像。不使用UCA的谐波成像称为自然谐波成像(Native Harmonic Imaging)或组织谐波成像(Tissue Harmonic Imaging)。 使用UCA的谐波成像称为造影谐波成像。,,临床应用表明,组织谐波成像,特别适用于显像困难的病人,那些由于肥胖,肺气过多,肋间间隙狭窄,腹壁较厚的病人,在超声诊断中常被称为显像困难病人,对这部分患者采用谐波成像,均可显示图像,因而改善了诊断能力。 造影谐波成像(CHI)能敏悉地显示各脏器内的细微血管,有利于鉴别肿瘤血管。谐波Doppler技术可检测甚低速血流。,三、影像处理技术,超声图像的处理新技术不断出现,使图像的质量有了明显的改善,对图像的分析水平也有了明显提高。,1、声学密度测定,声学密度测定(Acoustic Densitometry, AD)是以背向散射积分(Integrated Back Scatter, IBS)为基础的定量分析方法,主要用于对心肌、肾皮质、肝实质等组织的声反向特性的研究。声学密度测定是对小于超声波长的界面如细胞、微细血管、胶原纤维等产生的背向散射信号进行提取,计算出取样散射区域的功率谱(即回声信号强度的平方)的积分。取样时在二维图像上选择一个取样区,计算机自动将取样区内组织的声学密度参数(AD值)计算出来,动态边疆采集则可获得一组数据并绘制成曲线图。,,目前声学密度测定应用于心肌病变的报道较多,由于正常的密度随心动周期变化,其AD值也呈周期性变化,而疾病状态下心肌的AD值发生相应变化,例如急性心肌梗塞的局部AD值明显升高、慢性心肌梗塞区AD值也升高,梗塞区的曲率变化减小;肥厚性心肌病的AD值广泛降低,扩张型心肌病则AD值升高。声学密度测定对于一些超声回声信号接近、临床症状相似的疾病诊断方面有一定的帮助。但由于受超声发射时一些设置的影响,AD值也会发生变化,所以必须对AD值进行标准化,一般以血液、心包的AD值人微言轻心肌的标化值。,2、彩色室壁运动技术,彩色室壁运动技术(
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