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1、第25卷第5期北京生物醫(yī)學工程Vol125No152006年10月BeijingBiomedicalEngineeringOct.2006超聲成像新技術及其臨床應用12王艷丹高上凱摘要超聲成像是臨床上應用最廣泛的醫(yī)學成像模式之一。近年來,隨著電子技術、計算機技術的發(fā)展,超聲成像設備在成像方法和技術等層面上不斷得到改進,臨床診斷能力也得到進一步提高。本文主要介紹二維和三維超聲成像的新技術及其臨床應用,包括自適應圖像處理、編碼激勵、大視野成像、空間復合成像、三維成像技術等。關鍵詞超聲成像新技術臨床應用中圖分類號R318104文獻標識碼A文章編號1002-3208(2006)05-0
2、553-03超聲成像以其使用安全、成像速度快、價格便宜、使徑來提高其圖像的質(zhì)量,而且卓有成效。近年來,隨著微用方便等優(yōu)勢而在臨床診斷中大量被采用,是臨床診斷的電子技術的快速發(fā)展,利用數(shù)字化技術改善超聲成像的圖[1~3]重要工具之一。超聲成像可用于結構形態(tài)的觀測、血像質(zhì)量、增加系統(tǒng)功能、提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性、降[4]流測量,甚至于功能成像和組織定征。低系統(tǒng)的成本,成為醫(yī)學超聲成像的研究熱點。與其他的醫(yī)學成像模式一樣,超聲圖像也存在一些固數(shù)字化超聲成像系統(tǒng)的核心技術是/數(shù)字波束形成有的噪聲、偽影及其它缺陷。固有噪聲主要為斑點噪聲和器0。該技術在接收到回波信號后,就將其轉(zhuǎn)變成數(shù)字
3、量,[5]雜波簇(clutter)。當人體組織結構的尺寸與超聲波的波用數(shù)字電路來實現(xiàn)信號的延遲與疊加。由于采用數(shù)字延遲長相近或小于波長時,換能器表面所接收的信號是所有這電路、高頻采樣和數(shù)字插補技術,延遲線精度較模擬延遲些散射體后向散射聲波共同作用的結果。這些聲波的相位電路提高十倍以上。該技術可以精細地控制聚焦點,獲得是隨機分布的,總結果既可能因為相加而增強,也可能由從近場到遠場全程均勻的高分辨率圖像[4~6]。全數(shù)字化超于相減而削弱,在超聲圖像上以散粒狀形式表現(xiàn)出來,故聲診斷儀代表了當今超聲成像的最高水平[4]。稱為斑點噪聲。雜波簇是由換能器所產(chǎn)生的超聲束的旁瓣、112編碼激勵
4、[5]其他各種途徑的反射和其他一些聲學現(xiàn)象所引起的偽像。超聲波的頻率越高,軸向分辨率越好,但在人體中的此外,內(nèi)部結構致密的介質(zhì)透聲差,則其下方聲能衰減,衰減也越快,探查深度也就越淺。編碼激勵成像發(fā)射長編會出現(xiàn)無回聲或低回聲暗區(qū),即聲影;在組織界面,發(fā)生碼超聲脈沖,由于入射長脈沖的能量大,由此提高了圖像的鏡像反射可能使超聲束被全反射到另一個方向,而使換的信噪比,還增加了探查深度。接收到的長碼信號經(jīng)過脈能器接收不到回聲信號,造成影像的邊界缺失。沖壓縮解碼后成為窄脈沖,從而保證軸向分辨率[6]。編碼常規(guī)超聲診斷儀在臨床使用時最主要的缺點在于:超激勵成像在探查深度和圖像質(zhì)量上均優(yōu)于常規(guī)
5、超聲成像系聲圖像的視野有限,不能像CT、MRI那樣進行較大范圍的[2,6]統(tǒng)得到的圖像,目前已用于一些高檔超聲診斷儀中。斷層掃描成像;超聲儀器要求操作者經(jīng)過專門的培訓,在在編碼激勵成像系統(tǒng)中,編碼方法和脈沖壓縮算法對圖像的提取和解釋上需要具有較高的技能,憑經(jīng)驗在頭腦[6]圖像質(zhì)量的影響很大,也是該系統(tǒng)的主要研究熱點。[1,3]中把一幅一幅的圖像結合起來作為診斷的依據(jù)。113超聲圖像的處理超聲儀器自面世以來,在成像方法和技術層面上不斷超聲圖像是超聲束與組織微細結構相互作用的結果。地得到改進。本文主要介紹超聲儀器在二維灰度成像技術由于成像過程十分復雜,其圖像中的噪聲結構也呈現(xiàn)出多和
6、三維成像方面的新方法和新技術。樣性。在處理超聲圖像時,必須根據(jù)圖像的局部特征判定1二維超聲成像技術的進展該區(qū)域是噪聲區(qū)還是組織結構。若是噪聲則可采用濾波方法加以去除;若是組織結構則做增強處理。這種處理圖像111數(shù)字化超聲儀器的方法稱為自適應圖像處理方法,它一直是醫(yī)學超聲的研超聲成像設備自問世以來,人們就一直在尋找各種途究熱點,目前已開發(fā)出一些用于實時超聲成像的自適應圖[2,7~9]像處理方法,其中有些方法已用于商業(yè)產(chǎn)品之中。自作者單位:1清華大學電機系(北京100084)適應圖像處理方法可以提高超聲圖像的對比度、改善邊沿2清華大學醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系(北京100084)作者簡介
7、:王艷丹(1966)),女,博士研究生。的清晰度和連貫性、改善低回聲區(qū)域的圖像效果。自適應#554#北京生物醫(yī)學工程第25卷圖像處理與空間復合成像技術結合起來,能進一步提高圖中的微氣泡在外加聲壓作用下也表現(xiàn)為非線性。在注入造[7]像質(zhì)量。影劑后,由于造影劑微泡與周圍組織聲學特性的差異較大,多尺度非線性閾值小波變換方法是提高超聲圖像的質(zhì)比周圍組織質(zhì)點有更大的等效散射面積,故二次諧波信號[9~12]量另一條途徑,這類方法可以在抑制斑點噪聲的同時主要來自造影劑微泡。這種利用造影劑反射回波的二次諧[
