超聲造影全面總結(jié)

1、聲學(xué)造影全面總結(jié)編輯整理：李智創(chuàng)建日期：2003年12月最后一次更新日期：2005-12-23江西超聲網(wǎng)編者聲明：本文的目的是為了總結(jié)造影劑成像基礎(chǔ)知識(shí)和發(fā)展歷史，并對(duì)目前各公司主要的造影技術(shù)進(jìn)行初步闡述。本文中的信息來源于多種正式和非正式的媒介，因此，本文僅代表編者的個(gè)人觀點(diǎn)，編者不對(duì)其中結(jié)論的正確性承擔(dān)責(zé)任。如發(fā)現(xiàn)有誤，歡迎與編者交流。目錄分基礎(chǔ)知識(shí)錯(cuò)誤!未定義書簽。線性與非線性：錯(cuò)誤!未定義書簽。機(jī)械指數(shù)：錯(cuò)誤!未定義書簽。造影劑原理簡述：錯(cuò)誤!未定義書簽。造影劑微泡的歷史：錯(cuò)誤!未定義書簽。為什么要使用造影劑：錯(cuò)誤!未定義書簽。造影劑的臨床應(yīng)用：錯(cuò)誤!未定義書簽。造影劑成的分類：錯(cuò)誤!

2、未定義書簽。第二部分Sequoia平臺(tái)提供的造影劑成像技術(shù)及功能：.錯(cuò)誤!未定義書簽。PCI能重對(duì)比造影技術(shù)(PowerContrastImaging)：.錯(cuò)誤!未定義書簽。ADI造影劑探測(cè)成像技木(AgentDetectionImaging):.錯(cuò)誤!未定義書簽。CCI相干對(duì)比造影技術(shù)(CoherentContrastImaging):.錯(cuò)誤!未定義書簽。CPS對(duì)比脈沖系歹U造影成像技木(ContrastPulseSequencing)：錯(cuò)誤!未te義書OADI原理：錯(cuò)誤!未定義書簽。CPS原理：錯(cuò)誤!未定義書簽。CPS的優(yōu)勢(shì)：錯(cuò)誤!未定義書簽。第三部分關(guān)分析錯(cuò)誤!未定義書簽。百勝超聲造影曲

3、：錯(cuò)誤!未定義書簽。Philips超嚴(yán)造影技術(shù):錯(cuò)誤!未定義書簽。TOSHIBA聲造影技術(shù)錯(cuò)誤!未定義書簽。GE超聲造影技術(shù)：錯(cuò)誤!未定義書簽。第五部分常見問題與解答錯(cuò)誤!未定義書簽。1.問：為什么說西門子的CPS技術(shù)是世界上最先進(jìn)的造影劑成像技術(shù)？錯(cuò)誤！未定義書簽。2 .問：其他公司都在主推什么造影劑技術(shù)？錯(cuò)誤！未定義書簽。3 .問：目前各公司的造影劑技術(shù)在臨床應(yīng)用上大致處于什么水平？錯(cuò)誤！未定義書簽。4 .問：目前在國內(nèi)都能使用哪些造影劑？錯(cuò)誤！未定義書簽。5 .問：超聲造影與CT和MRI造影相比有哪些優(yōu)勢(shì)和不足？.錯(cuò)誤！未定義書簽。6 .問：百勝的CnTI技術(shù)號(hào)稱MI最低可達(dá)，且可以顯示

4、直接聲壓強(qiáng)度的數(shù)值(DP值)，如何應(yīng)對(duì)？錯(cuò)誤!未定義書簽。7 .問：百勝和ALOKA等公司都聲稱已經(jīng)擁有了造影劑二維雙幅實(shí)時(shí)對(duì)比顯示的技術(shù)，如何應(yīng)對(duì)？錯(cuò)誤!未定義書簽。8 .問：有人說東芝的高級(jí)動(dòng)態(tài)血流成像可以看到腫瘤內(nèi)部的細(xì)微血管，分辨率比CPS好，如何應(yīng)對(duì)？錯(cuò)誤！未定義書簽。9 .問：很多公司都有微血管成像技術(shù)，為什么西門子沒有？.錯(cuò)誤！未定義書簽。10 .問：CPS技術(shù)中的精確微泡爆破技術(shù)有哪些方式？有什么用處？錯(cuò)誤！未定義書簽。11 .問：在哪里可以獲得有關(guān)聲學(xué)造影的臨床文章？錯(cuò)誤！未定義書簽。第一部分基礎(chǔ)知識(shí)線性與非線性:數(shù)學(xué)角度：設(shè)有兩個(gè)變量x和y,如果可以用y=kx+b（k,b均

5、為常數(shù)）來表示，則稱x與y之間是線性關(guān)系，在圖形上x與y的這種關(guān)系可以表示成一條直線。如果x與y不存在這種表達(dá)方式，則二者的關(guān)系為非線性。直觀理解：如果x的改變引起了y的改變，且二者的變化之間存在固定的比例關(guān)系（如同時(shí)增大2倍），則二者為線性關(guān)系；否則為非線性關(guān)系。對(duì)于超聲系統(tǒng)來說，考慮某個(gè)介質(zhì)，如果發(fā)射超聲信號(hào)增大一倍，回波信號(hào)也增大一倍，則該介質(zhì)為線性表現(xiàn)；否則為非線性表現(xiàn)；造影劑微泡在超聲照射下將會(huì)擴(kuò)張和收縮，但由于內(nèi)部含有氣體，因此在超聲照射下易于擴(kuò)張而不易于壓縮，這就產(chǎn)生了非線性的回波信號(hào)。機(jī)械指數(shù):超聲波在人體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生三大效應(yīng)：熱效應(yīng)、空化效應(yīng)和聲流。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為ISPTA（空間峰

6、值時(shí)間平均聲強(qiáng)）為生物學(xué)效應(yīng)的主要指標(biāo)，但未能明確表達(dá)超聲的熱效應(yīng)和空化效應(yīng)，1995年以后，國際上提出了機(jī)械指數(shù)MI和熱指數(shù)TI的概念。機(jī)械指數(shù)MI（MechanicalIndex）：指超聲在弛張期的負(fù)壓峰值（單位MPa與探頭中心頻率（單位MHZ的平方根的比值，用來反映超聲在人體內(nèi)可能造成的空化效應(yīng)和聲流，從而保證安全性。一般MI低于認(rèn)為無害，但對(duì)于特殊檢查項(xiàng)目（如眼球、胎兒等）應(yīng)調(diào)至更低。在進(jìn)行聲學(xué)造影時(shí)，超聲波信號(hào)會(huì)破壞微泡，減少微泡在體內(nèi)的存在時(shí)間，機(jī)械指數(shù)用來反映超聲信號(hào)的強(qiáng)弱。造影劑原理簡述：1 .血液對(duì)超聲的反射體主要是紅細(xì)胞，但常規(guī)血液中紅細(xì)胞對(duì)超聲的反射非常微弱（只相當(dāng)于組織

7、細(xì)胞的千分之一），因而無法利用二維灰階成像的原理來看到血流狀況，只能利用紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)超聲產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)。2 .造影劑是一種經(jīng)過處理的特殊微泡，注射后進(jìn)入血液循環(huán)。微泡在超聲作用下產(chǎn)生以下幾種表現(xiàn)破壞：當(dāng)MI或時(shí)，微泡被超聲打破，并在瞬間產(chǎn)生強(qiáng)烈回波信號(hào)；諧振：當(dāng)乂時(shí)，微泡產(chǎn)生非線性諧振；反射：當(dāng)發(fā)射超聲機(jī)械指數(shù)MI,微泡不產(chǎn)生非線性諧振，而表現(xiàn)得像普通的人體組織一樣線性振動(dòng)；因此，要想觀察到造影增強(qiáng)的效果，必須使入射超聲滿足前兩條之一。3 .造影劑注射后，在不同組織的到達(dá)時(shí)間不相同，心腔通常在幾個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)就會(huì)灌注，然后是心肌，而到達(dá)肝臟約需要1015秒，到達(dá)淺表器官、子宮等臟器則需要半分

8、鐘甚至更長時(shí)間。造影劑會(huì)隨著血流循環(huán)至全身各部位，逐漸破壞，最終通過呼吸系統(tǒng)排出，一部分經(jīng)過肝臟代謝。4 .造影射通常由肘靜脈注射，有兩種方式：一種是團(tuán)注（bolusinjection）,有時(shí)也稱為彈丸注射，即在短時(shí)間內(nèi)將一定劑量的造影劑迅速注射入靜脈；另一種是連續(xù)注射，即按照一定速度持續(xù)不斷的注射入靜脈。造影劑微泡的歷史：早期的造影劑：無外殼的空氣微泡，由雙氧水（H2Q）或生理鹽水經(jīng)震蕩后形成；可以增強(qiáng)多普勒信號(hào)強(qiáng)度，但極不穩(wěn)定，且微泡直徑較大，無法通過肺循環(huán)，只能用于右心顯影和子宮輸卵管造影。第一代商品化造影劑：有外殼的空氣微泡，由人白蛋白溶液經(jīng)過振蕩后形成；穩(wěn)定性有一定提高，且可通過肺循

9、環(huán)。但由于空氣的可溶性較大，且在超聲照射下微泡極易被破壞，增強(qiáng)效果只能持續(xù)幾秒至幾十秒；主要產(chǎn)品有Levovist,Albunex等。第二代商品化造影劑：有外殼包裹的大分子氣體（如氟碳?xì)怏w，六氟化硫等），由于大分子氣體不易溶于血液，使造影劑具有更好的穩(wěn)定性和更均勻的微泡直徑，增強(qiáng)效果可持續(xù)幾分鐘，因而可以觀察造影劑在組織內(nèi)進(jìn)入到退出的全過程。主要產(chǎn)品有：Sonovue,Optison,Definity,Imagent等。為什么要使用造影劑：早期的造影劑僅僅是為了增強(qiáng)超聲回波信號(hào)，使得二維、M型和血流的顯示更加清晰、敏感，隨著第二代造影劑的出現(xiàn)，造影劑作為血池示蹤劑對(duì)組織內(nèi)部的毛細(xì)血管的回波信號(hào)

10、的增強(qiáng)，可以直接觀察特定組織的二維結(jié)構(gòu)和微循環(huán)的灌注和消退情況，由于不同病變常常表現(xiàn)出特定的灌注-消退過程和增強(qiáng)特征，因此為臨床鑒別診斷提供了新的方法。造影劑的臨床應(yīng)用：1 .心臟方面可用于顯示左室（LVO）或顯示心?。∕CE。評(píng)估左室功能時(shí)，檢查的準(zhǔn)確性有賴于對(duì)心內(nèi)膜的良好描繪。LVO可顯著提高心內(nèi)膜邊界，從而對(duì)于成像困難的病人，把沒有診斷意義的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)橛性\斷意義的結(jié)果。心肌聲學(xué)造影（MCE目前已成為研究冠心病的病理和生理的重要手段。應(yīng)用領(lǐng)域包括：評(píng)價(jià)存活心肌、評(píng)價(jià)冠脈血管內(nèi)皮功能、評(píng)價(jià)介入治療療效、測(cè)量冠脈儲(chǔ)備功能等方面。2 .腹部方面可用于顯示肝臟、腎臟、子宮和卵巢等器官肝臟：顯示不同

11、占位性病變（如原發(fā)性肝癌、轉(zhuǎn)移性肝癌、局灶性結(jié)節(jié)增生等）的血供特點(diǎn)，有助于肝占位性病變的診斷及鑒別診斷；提高腫塊與正常肝組織的對(duì)比度，有助于小月中塊的發(fā)現(xiàn)。腎臟：月中瘤周圍有血管環(huán)繞，超聲造影能提高月中瘤彩色血流檢出率。如鑒別肥大腎柱與小腎月中瘤。子宮和卵巢：位置較深，低速血流和小血管難以顯示。造影后能夠清楚顯示子宮肌層和卵巢的彩色血流?？设b別卵巢巧克力囊月中、子宮肌瘤、腺肌癥等。產(chǎn)科：觀察胎盤的血供情況，診斷胎盤早剝、胎盤植入等。3 .超聲造影在甲狀腺、乳腺、術(shù)中超聲等方面的應(yīng)用也在不斷深入開展造影劑成像技術(shù)的分類：盡管各公司造影劑成像技術(shù)的名稱五花八門各不相同，但按照所使用的機(jī)械指數(shù)高低可

12、以分成兩大類。早期的造影劑成像模式大多屬于高M(jìn)I,而在2000年左右開始出現(xiàn)了低MI的成像模式。高機(jī)械指數(shù)（HighMI）：機(jī)械指數(shù)高會(huì)破壞微泡，但微泡破裂的瞬間可以產(chǎn)生大量非線性信號(hào)，因而只能進(jìn)行觸發(fā)成像。該技術(shù)由于造影劑用量大，無法長時(shí)間觀察充盈和彌散的過程，因而逐漸被低機(jī)械指數(shù)造影成像方式取代。低機(jī)械指數(shù)（LowMI）:機(jī)械指數(shù)低可以減少對(duì)微泡的破壞，進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)成像，能夠觀察造影劑從充盈到彌散的整個(gè)過程。為了在連續(xù)注射造影劑時(shí)觀察再灌注的過程，通常在成像中的某個(gè)時(shí)刻用高機(jī)械指數(shù)將微泡全部打破，并將該時(shí)刻設(shè)為初始狀態(tài)，然后觀察造影劑的充盈-消退過程。從初始狀態(tài)到達(dá)峰值的過程稱為Wash-

13、in（清空-進(jìn)入過程）；從初始狀態(tài)到完全消退的過程稱為Wash-in-out（清空-進(jìn)入-退出過程）；第二部分Sequoia平臺(tái)提供的造影劑成像技術(shù)及功能：PCI能量對(duì)比造影技術(shù)(PowerContrastImaging):應(yīng)用于心臟造影成像，采用高機(jī)械指數(shù)的超聲波打破照射野的部分微泡，利用微泡破壞的瞬間產(chǎn)生的大量非線性諧波信號(hào)進(jìn)行成像，屬于間歇成像方式。采用信號(hào)的失相關(guān)性(LossofCorrelation)技術(shù)，檢測(cè)多普勒能量信息(能量圖)。PCI具備很好的敏感度，但特異性一般。pci用于心臟ADI造影劑探測(cè)成像技術(shù)(AgentDetectionImaging)：應(yīng)用于腹部造影成像，采用高

14、機(jī)械指數(shù)的超聲波打破照射野的全部微泡，屬于間歇成像方式。采用受激聲發(fā)射(StimulatedAcousticEmission)技術(shù)，檢測(cè)回波信號(hào)強(qiáng)度(灰階圖)。ADI與腹部二維成像具有相同的空間分辨率，并可以將組織信號(hào)與造影劑信號(hào)分離。但由于高機(jī)械指數(shù)破壞了造影劑，因此無法進(jìn)行連續(xù)觀察。ADI用于腹部CCI相干對(duì)比造影技術(shù)(CoherentContrastImaging)：應(yīng)用于全身造影成像，采用低機(jī)械指數(shù)，對(duì)微泡破壞較少，因此可進(jìn)行連續(xù)成像。CCI使用單脈沖刪除技術(shù)(SinglePulseCancellation),與二維成像具有同樣的時(shí)間分辨率，但無法區(qū)別組織信號(hào)與造影劑信號(hào)。CCI用于腹

15、部和心臟CPS寸比脈沖系歹U造影成像技術(shù)(ContrastPulseSequencing)：應(yīng)用于全身造影成像，是目前超聲界唯一的能利用造影劑的全部信號(hào)進(jìn)行成像的技術(shù)。采用極低機(jī)械指數(shù)，延長了微泡的生存時(shí)間。具備最佳的空間分辨率和時(shí)間分辨率，同時(shí)能夠?qū)⒔M織與造影劑的信號(hào)完全分離。由于使用了非線性基波信號(hào)，大大提高了信號(hào)強(qiáng)度，因而可以使用高頻探頭(最高14MHz進(jìn)行乳腺、甲狀腺等淺表器官的造影研究，以及鼠、兔的心臟、腎臟造影的小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等。CPS用于心臟和腹部Sequoia平臺(tái)Cadence造影成像系列功能:技術(shù)名稱PCIADICCICPS中文能量對(duì)比造影成像技木造影劑探測(cè)成像技木相干造影成像技

16、木對(duì)比脈沖系列造影成像技木推出時(shí)間較早200019992002原理打破部分造影微泡，一次注射后可多次進(jìn)行，屬于多普勒成像技術(shù)打破全部造影微泡，一次注射后的瞬時(shí)效果；二維成像技術(shù)單脈沖刪除技術(shù)，屬于二維成像技術(shù)調(diào)節(jié)多個(gè)脈沖的振幅和相位，去除全部的線性信號(hào)，利用全部的非線性基波和諧波機(jī)械指數(shù)高高低極低成像方式間歇間歇連續(xù)連續(xù)微泡破壞較多很多較少很少使用技術(shù)失相關(guān)(LO。受激聲發(fā)射(SAE單脈沖刪除(SPC)非線性基波檢測(cè)信號(hào)多普勒能量二維二維二維時(shí)間分辨率低低高高空間分辨率低高低高顯木方式組織、造影劑、二者合成組織、造影劑、二者合成二者合成組織、造影劑、二者合成支持探頭3v2c,5v2c6C2,4

17、C1,4V13v2c3v2c,4v1c,4C1,4V1,6C2,15L8,15L8w優(yōu)點(diǎn)高的造影劑敏感度能夠區(qū)別組織和造影劑；適于使用Levovist;高空間分辨率；全場均勻；高幀頻，對(duì)造影劑的破壞少，沒有閃爍偽像，圖像均勻極佳的組織和造影劑的區(qū)別；可以打破造影劑觀察再灌注的圖像；增加造影劑的存在時(shí)間，減少造影劑使用量；局幀頻；全場均勻性，支持TEQ高分辨率和穿透力；高敏感度和特異性；不足間歇成像；敏感性高特異性不夠間歇成像；機(jī)械指數(shù)不夠低；穿透力不夠好；不能區(qū)別組織和造影劑；ADI原理:Xmt1發(fā)射造影劑響應(yīng)組織響應(yīng)Xmt22f02f0fofofo發(fā)射第一個(gè)脈沖（高M(jìn)I）,組織和造影劑均產(chǎn)生

18、基波和諧波信號(hào)，但該脈沖會(huì)打破造影劑微泡。因此，在發(fā)射第二個(gè)脈沖時(shí)，造影劑微泡已不存在，只有組織產(chǎn)生基波和諧波信號(hào)。兩次回波信號(hào)相減，就能得到純凈的造影劑信號(hào)。CPS原理：發(fā)射脈沖中包括:第一個(gè)波：半波正向，回波中包括組織線性基波（半波正向）、造影劑非線性基波、造影劑非線性諧波；第二個(gè)波：全波反向，回波中包括組織線性基波（全波反向）、造影劑非線性基波、造影劑非線性諧波；第三個(gè)波：半波正向，回波中包括組織線性基波（半波正向）、造影劑非線性基波、造影劑非線性諧波；三個(gè)波形相加，可完全消除組織基波，得到造影劑非線性基波，造影劑非線性諧波。之所以造影劑的基波不會(huì)被抵消，是因?yàn)榈诙谓邮盏牟ㄐ沃?，造影?/p>

19、基波信號(hào)的形式并不是第一次和第三次的相加（非線性的體現(xiàn)）。能夠在短暫的時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)射振幅和相位都不相同的多個(gè)脈沖信號(hào)，體現(xiàn)了Sequoia相干成像的優(yōu)勢(shì)。上圖：左側(cè)為回波信號(hào)的時(shí)域成份，右側(cè)為對(duì)應(yīng)回波信號(hào)的頻域成份。注意不同顏色的虛線和實(shí)線分別代表組織和造影劑的回波信號(hào)成份。原理中需要明確以下問題：1 .只要MI大于一定值（如），造影劑只產(chǎn)生非線性信號(hào)，不產(chǎn)生線性信號(hào)；2 .組織產(chǎn)生線性基波和非線性諧波；3 .無論是組織還是造影劑，基波能量明顯高于諧波。4 .與造影劑的非線性諧波信號(hào)相比，組織的非線性諧波信號(hào)非常微弱，可以忽略不計(jì)。CPS的優(yōu)勢(shì)：1 .基于Sequoia的相干脈沖發(fā)射技術(shù)和可編

20、程的波形發(fā)生器（Programmablewaveformgenerator）,同時(shí)調(diào)整脈沖的振幅和相位，可以在造影劑成像時(shí)實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)：精確脈沖整形（precisepulseshaping）、動(dòng)態(tài)發(fā)射聚焦（dynamictransmitfocusing）等，從而提高造影圖像質(zhì)量；而其他公司的造影成像技術(shù)大多不能與其他先進(jìn)成像技術(shù)同時(shí)使用。2 .基于Sequoia的相干圖像形成技術(shù)，可以從組織信號(hào)中識(shí)別和區(qū)分組織和造影劑信號(hào)；是目前唯一能在低機(jī)械指數(shù)的情況下完全分離組織和造影劑產(chǎn)生的基波信號(hào)并實(shí)時(shí)雙幅對(duì)比顯示的技術(shù)，而其他技術(shù)只是簡單的將全部基波信號(hào)去除。3 .由于造影劑成像時(shí)要使用正常組織的灌

21、注情況作為參考，因此在注射造影劑之前對(duì)基礎(chǔ)灰階圖像的調(diào)節(jié)非常重要，Sequoia使用TEQ均衡成像可以快速優(yōu)化造影劑過程中的圖像，節(jié)省大量調(diào)節(jié)時(shí)間，減少操作者對(duì)結(jié)果一致性和可重復(fù)性的影響。4 .造影劑成像應(yīng)用頻率范圍14MHz由于使用了非線性基波信號(hào)，大大增加了信息量，因此可以使用高頻探頭（最高14MHz進(jìn)行淺表小器官（乳腺、甲狀腺）的造影成像，及小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（鼠、兔的心臟、腎臟等）研究；5 .具備精確微泡爆破的控制技術(shù)，可以單次爆破、連續(xù)爆破等，可以反復(fù)爆破并觀察造影劑再灌注的過程，從而最大程度地利用造影劑微泡進(jìn)行成像；6 .可以將多普勒能量圖與造影劑成像進(jìn)行融合顯示，血管分支結(jié)構(gòu)由彩色多普勒

22、能量圖直接顯示，灌注情況由二維灰階強(qiáng)度信號(hào)顯示。7 .全部造影劑成像的過程可以進(jìn)行編程預(yù)設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程。增加結(jié)果的可比較性。8 .強(qiáng)大的在線（ACQ和月機(jī)（CUSQ分析軟件，可對(duì)造影劑的成像結(jié)果進(jìn)行時(shí)間強(qiáng)度曲線的定量分析。第三部分關(guān)于定量分析由于超聲造影的實(shí)時(shí)性，使得造影劑從到達(dá)到消退的全過程可以連續(xù)觀察，并保存下來進(jìn)行定量分析。目前主要的分析方法是操作者定義感興趣區(qū)（ROI）,由系統(tǒng)分析ROI內(nèi)部造影劑強(qiáng)度隨時(shí)間變化的過程，進(jìn)而得到時(shí)間強(qiáng)度曲線（TIC）。造影劑注射方式不同，時(shí)間強(qiáng)度曲線的形式也不同。團(tuán)注（bolus）的曲線是指示劑稀釋曲線，包括充盈和消退的過程，而持續(xù)注射的

23、曲線上只有充盈過程而沒有消退過程。造影劑到達(dá)組織并開始增強(qiáng)這一過程中，時(shí)間性非常重要，而時(shí)間強(qiáng)度曲線上可以測(cè)量某些反映造影劑到達(dá)過程的時(shí)間參數(shù)：到達(dá)時(shí)間AT（ArrivalTime）:是指造影劑的強(qiáng)度相對(duì)初始狀態(tài)發(fā)生顯著變化時(shí)（ACCB件中用閾值常數(shù)表示，用戶可修改）所經(jīng)歷的時(shí)間達(dá)峰時(shí)間TTP（TimeToPeak）：從初始狀態(tài)到造影劑信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到最大值所經(jīng)歷的時(shí)間TIC時(shí)間強(qiáng)度曲線由于時(shí)間強(qiáng)度曲線由采樣點(diǎn)組成，直接測(cè)量該曲線所得到的參數(shù)，重復(fù)性和一致性均不夠理想，而ROI的位置變動(dòng)對(duì)曲線上采樣點(diǎn)的數(shù)值也會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此通常將時(shí)間強(qiáng)度曲線進(jìn)行函數(shù)擬合。目前比較常用的函數(shù)是指數(shù)函數(shù)：I（t

24、）BIA（1e>該函數(shù)主要用來擬合連續(xù)注射時(shí)flash/replenishment過程的時(shí)間強(qiáng)度曲線：在某一時(shí)刻用高機(jī)械指數(shù)將微泡全部爆破，并將該時(shí)刻設(shè)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，觀察造影劑再次灌注并達(dá)到峰值的過程（wash-in）。其中主要參數(shù)包括：基礎(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度BI：是初始時(shí)刻信號(hào)強(qiáng)度，增強(qiáng)幅度A:指數(shù)函數(shù)的極大值與基礎(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度BI的差值；B:反映曲線的上升速率。有時(shí)也可以用1/代替B,止匕時(shí)r（充盈時(shí)間）表示從BI增強(qiáng)到A的63慚需要的時(shí)間。用單指數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合的結(jié)果這里需要注意：到達(dá)時(shí)間AT,達(dá)峰時(shí)間TTP和峰值強(qiáng)度PI是時(shí)間強(qiáng)度曲線上的特征參數(shù)，只與ROI的采樣點(diǎn)有關(guān)，與擬合函數(shù)無關(guān)；而基礎(chǔ)強(qiáng)度

25、增強(qiáng)幅度A和上升速率B是指數(shù)函數(shù)的特征參數(shù)。因此A和PI之間不存在固定的數(shù)學(xué)關(guān)系。另一種可用來擬合的函數(shù)是GammaVariation函數(shù)，形式為：I（t）10tbeat該函數(shù)主要用于擬合造影劑團(tuán)注后的時(shí)間強(qiáng)度曲線，表示造影劑清空-進(jìn)入-退出（wash-in-out）的全過程。造影劑注射方式團(tuán)注（bolus）連續(xù)注射時(shí)間強(qiáng)度曲線的零-增強(qiáng)-峰值-消退零-增強(qiáng)-峰值形式適用的擬合函數(shù)Gamm函數(shù)指數(shù)函數(shù)函數(shù)參數(shù)a,b,I0A,B,BI擬合假設(shè)造影劑在某一時(shí)刻被瞬間注入靜脈，然后按指示劑稀釋原理通過單室腔造影劑在零時(shí)刻被爆破，然后以f速度連續(xù)到達(dá)目標(biāo)區(qū)域優(yōu)點(diǎn)?適于組織灌注情況缺點(diǎn)只適用于表達(dá)大血管

26、，對(duì)組織灌注情況擬合度較低對(duì)低速血流的灌注擬合度較低關(guān)于造影劑定量分析所使用的擬合函數(shù)和相應(yīng)的算法不局限于指數(shù)函數(shù)和Gamm函數(shù)，其他幾種函數(shù)目前仍處于研究階段。目前超聲設(shè)備上提供的分析軟件大多數(shù)是自動(dòng)計(jì)算出時(shí)間強(qiáng)度曲線和擬合曲線及相應(yīng)的特征參數(shù)值，而其精確度還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。對(duì)于分析軟件得出的結(jié)果，國內(nèi)超聲界尚未得出普遍意義上的結(jié)論。計(jì)算時(shí)間強(qiáng)度曲線時(shí)可以采用兩種信號(hào)，一種是使用系統(tǒng)在檢波合并后第一次逆運(yùn)算的線性化信號(hào)（即原始聲學(xué)信號(hào)）；另一種是使用原始信號(hào)經(jīng)過前處理、數(shù)字掃描變換DSCffi后處理（如邊界增強(qiáng)、對(duì)數(shù)壓縮等）之后得到的視頻顯示信號(hào)（視頻信號(hào)）。視頻信號(hào)與原始信號(hào)之間沒有直接映

27、射關(guān)系，理論上并不能真實(shí)反映ROI中實(shí)際的造影劑微泡濃度，而使用反對(duì)數(shù)壓縮后得到的原始聲學(xué)信號(hào)才更加客觀。但視頻信號(hào)只有256個(gè)灰階（相當(dāng)于30dB左右的動(dòng)態(tài)范圍），這樣可以減少過亮的數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)整個(gè)結(jié)果的影響。因此，目前很多研究仍然使用對(duì)數(shù)壓縮后的視頻信號(hào)進(jìn)行定量分析。下表是兩者間關(guān)系的簡化表示：對(duì)數(shù)壓縮聲學(xué)信號(hào)（動(dòng)態(tài)范圍高）<A視頻信號(hào)（動(dòng)態(tài)范圍低）反對(duì)數(shù)壓縮Acca件可以由操作者選擇使用對(duì)數(shù)或反對(duì)數(shù)壓縮的數(shù)據(jù)。在造影成像過程中，受操作者手法、病人呼吸等影響，很難保證ROI位置的固定,因此在ACQt量分析軟件中采用了自動(dòng)追蹤的方法。這是一種基于互相關(guān)技術(shù)的匹配方法。有兩種方式供用戶選擇：

28、剛體方式（rigidbody）只將圖像進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)，而不改變圖像內(nèi)部像素點(diǎn)的相對(duì)位置；扭曲方式（warping）將圖像分解成若干小區(qū)域，計(jì)算每個(gè)小區(qū)域的幀間互相關(guān)，按照最大互相關(guān)的原則將幀與幀之間的圖像進(jìn)行匹配。ACCB件中操作者可以在這兩種方式間加以選擇。但這種自動(dòng)追蹤僅能解決相同平面內(nèi)的較小的位置變動(dòng)，對(duì)于臟器間發(fā)生較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或切面發(fā)生改變等情況，均不能取得理想的效果。因此，在造影成像過程中，要求切面固定，病人平穩(wěn)呼吸，否則難以進(jìn)行定量分析。扭曲方式示意圖第四部分不同廠家的技術(shù)對(duì)比除西門子以外，百勝、Philips、東芝、GE4聲學(xué)造影方面也開展了相應(yīng)工作。百勝超聲造影技術(shù)：低機(jī)械

29、指數(shù)的諧波能量成像（LM-HPI）:使用低機(jī)械指數(shù)發(fā)射超聲波，提取回波信號(hào)中的二次諧波的多普勒能量信息。應(yīng)用于腹部。敏感度高但特異性差，造影劑用量較多。造影劑三頻段接收技術(shù)（C3Mode）:使用高機(jī)械指數(shù)發(fā)射超聲波，提取回波信號(hào)中的1/2次諧波、基波和2次諧波的多普勒能量信息。應(yīng)用于腹部。減少造影劑用量。實(shí)時(shí)造影匹配成像（CnTI）:發(fā)射純的基波信號(hào)，接收時(shí)主要處理二次諧波信號(hào)。使用低機(jī)械指數(shù)。支持高頻探頭。用于全身。造影劑微血管灌注成像（CMD：對(duì)于微細(xì)血管內(nèi)逐個(gè)通過的氣泡進(jìn)行成像的方式，采用累積多幀圖像并加以融合的方法，可以顯示微血管灌注情況?？梢杂貌噬嗥绽账俣群湍芰磕Ｊ斤@示，支持雙幅動(dòng)

30、態(tài)顯示和Wash-in-out分析。3D+CnTI:使用帶定位裝置的常規(guī)探頭進(jìn)行掃描，重建出靜態(tài)三維圖像，該功能與CnTI造影劑技術(shù)相結(jié)合，以獲得月中瘤的三維圖像。推出時(shí)間機(jī)械指數(shù)造影信號(hào)應(yīng)用領(lǐng)域CnTI2001低MI二維全身C3Mode2000高M(jìn)I二維腹部LM-HPI較早低MI多普勒腹部Flash較早高M(jìn)I多普勒全身CMI2003低MI和高M(jìn)I多普勒腹部百勝超聲造影的主要問題：1 .無法利用造影劑的非線性基波頻率。因此，對(duì)造影劑的敏感度受到影響，為達(dá)到臨床需求，通常要使用比CPS更大劑量的造影劑，或者提高發(fā)射功率和機(jī)械指數(shù)。2 .進(jìn)行造影時(shí)，百勝所宣傳的各種圖像優(yōu)化和后處理功能均無法使用，

31、二維圖像噪聲較大。3 .無法在實(shí)時(shí)狀態(tài)下完全分離組織和造影劑的信號(hào)，因此不支持雙幅動(dòng)態(tài)分別顯示二維圖像和造影劑圖像。4 .由于百勝的造影劑成像技術(shù)發(fā)射窄頻信號(hào)，通常使用的寬頻探頭在進(jìn)行造影劑成像時(shí)不能最大程度接收（與探頭的品質(zhì)因數(shù)Q有關(guān)）。因此為達(dá)到好的成像效果，需要使用專用的造影成像探頭。大大增加購買設(shè)備的支出。5 .3D造影：僅能獲得靜態(tài)3D效果，無法觀察不同時(shí)相的情況；3D成像依賴外接的定位裝置。Philips超聲造影技術(shù)：Philips造影劑技術(shù)由ATL和HP分別獨(dú)立開發(fā)，在ATL的HDI5000上使用的技術(shù)包括PIH,PPIH,ADI,MVI,在HP的SONOS550cb使用的技術(shù)包

32、括PMI,MPP脈沖反相諧波成像PIH:發(fā)射兩次相位相反的超聲信號(hào)，抵消基波，保留諧波，相比以往的造影劑諧波成像技術(shù)，可以使用寬頻信號(hào)進(jìn)行成像,提高軸向分辨率。可用于高M(jìn)I和低MI。在兩組發(fā)射波形之間，組織本身如果發(fā)生微移，基波將不能完全抵消，形成噪聲，在造影圖上將發(fā)生背景增強(qiáng)的現(xiàn)象。而理想狀況下，造影劑到達(dá)以前背景圖像應(yīng)當(dāng)是全黑的。能量脈沖反相諧波成像PPIH:發(fā)射三組以上的脈沖信號(hào)，組織運(yùn)動(dòng)使得每個(gè)信號(hào)相位間隔相差一個(gè)很小的角度，通過小角度公式的近似計(jì)算，可以迭加消除組織運(yùn)動(dòng)造成的相位差，保證基波被抵消時(shí)不會(huì)有太多剩余。該方法顯示造影劑的多普勒能量信號(hào)，用于高M(jìn)I成像。造影劑探測(cè)成像ADI

33、:與西門子ADI技術(shù)類似；微血管成像MVI:微血管中的微泡和紅細(xì)胞均只能單個(gè)通過，不能與組織之間形成足夠的信號(hào)強(qiáng)度差異，難以直接從組織背景上觀察到，但由于微泡在微血管中運(yùn)動(dòng)很慢，可以將連續(xù)多幀圖像迭加在一起并加以顯像。這個(gè)過程類似于化學(xué)中用電子云來描述電子的運(yùn)動(dòng)方式。能量調(diào)制技術(shù)PMI和多脈沖處理技術(shù)MPP發(fā)射不同幅度的脈沖信號(hào)，按比例放大到相同幅度后相減，由于組織的線性特性和造影劑的非線性特性，消除組織信號(hào)而保留造影劑信號(hào)。應(yīng)用于實(shí)時(shí)MCBfi影推出時(shí)間機(jī)械指數(shù)造影信號(hào)開發(fā)者應(yīng)用領(lǐng)域PIH1996高和低MI二維ATL全身PPIH1998高M(jìn)I多普勒ATL全身ADI2000高M(jìn)I多普勒ATL腹

34、部MVI2002低MI二維ATL腹部PMI2000低MI二維HP心臟MPP20021低MI二維HP心臟Flash2003高M(jìn)I多普勒Philips心臟TOSHIB叫聲造影技術(shù)ADF高級(jí)動(dòng)態(tài)血流成像：寬頻帶血流顯示技術(shù)，提高血管顯示的敏感度和信噪比，注射造影劑后能夠看到更為豐富的血管網(wǎng)絡(luò)。高M(jìn)I用于全身;高級(jí)動(dòng)態(tài)血流成像VRI血管識(shí)別成像：用常規(guī)多普勒速度圖顯示大血管，用綠色顯示灌注信號(hào)；用于腹部的低MI成像方式；類似復(fù)合CPS成像；VRI血管識(shí)別成像次諧波成像及比率減影諧波成像：高M(jìn)I成像用于心臟；MFI微細(xì)血流成像：參見Philips的MVI;MFI微血管成像FEI閃爍回聲成像：類似Flas

35、h的高M(jìn)I心臟造影PSI脈沖減影造影劑諧波成像：類似脈沖反相諧波，適于低MI的心臟實(shí)時(shí)造影；到達(dá)時(shí)間成像：用不同顏色編碼顯示造影劑不同的到達(dá)時(shí)間；到達(dá)時(shí)間成像/機(jī)械指數(shù)造影信號(hào)應(yīng)用領(lǐng)域ADF高M(jìn)I多普勒腹部VRI低MI多普勒腹部高M(jìn)I多普勒心臟MFI低MI二維腹部PSI低MI二維心臟FEI高M(jìn)I多普勒心臟GE®聲造影技術(shù)：CPI編碼脈沖反相：低MI用于全身，支持L9/L7/VV7平臺(tái)；Accumulation模式：類似PhilipsMVITADPI-TruAgentDetection/PhaseImaging:低MI用于腹部,類似彩色取樣框，可進(jìn)行雙幅對(duì)比顯示（二維/二維+造影劑）T

36、ADPI模式第五部分常見問題與解答1 .問：為什么說西門子的CP或術(shù)是世界上最先進(jìn)的造影劑成像技術(shù)？答：因?yàn)橹挥蠧PST以利用造影劑所產(chǎn)生的非線性基波和諧波信號(hào)。2 .問：其他公司都在主推什么造影劑技術(shù)？答：到目前為止，百勝公司主要介紹CnTI；Philips主要介紹PIH脈沖反相諧波技術(shù)（最進(jìn)又提出了先進(jìn)非線性脈沖序列技術(shù)）；東芝主要介紹VRI血管識(shí)別成像技術(shù)；GE主要介紹CPI編碼脈沖反相技術(shù)，上述技術(shù)均為低MI實(shí)時(shí)造影成像技術(shù)。3 .問：目前各公司的造影劑技術(shù)在臨床應(yīng)用上大致處于什么水平？答：在腹部造影方面，百勝和西門子是最早致力于宣傳推廣造影成像的公司，都有大量的造影用戶群和臨床應(yīng)用資

37、料；東芝從2004年開始在全國范圍內(nèi)大力推廣，擁有了幾家重點(diǎn)客戶和實(shí)際臨床應(yīng)用結(jié)果；Philips雖然早在1996年就提出并實(shí)現(xiàn)了造影劑諧波成像，但沒有繼續(xù)投入，到目前為止也沒有提出更新的技術(shù)，因此造影成像的用戶和資料較少。GE&這幾家公司中起步較晚，且臨床效果一般，因此雖然一直宣傳，但始終沒有得到廣泛認(rèn)可。在心臟低MI造影方面，除西門子的CP眼術(shù)有比較多的臨床應(yīng)用結(jié)果以外，其他公司的低MI實(shí)時(shí)灌注均沒有取得明顯進(jìn)展。淺表器官的造影屬于新興領(lǐng)域，各公司都是在2004年左右才開始發(fā)展相應(yīng)的技術(shù)并進(jìn)行臨床應(yīng)用，至今仍在研究過程中。4 .問：目前在國內(nèi)都能使用哪些造影劑？答：可以使用第一代造影劑Levovist和第二代造影劑Sonovue,由于造影劑屬于藥品，需要經(jīng)過嚴(yán)格的臨床實(shí)驗(yàn)和審批注冊(cè)，因此其他幾種第二代造影劑在國內(nèi)暫時(shí)無法用于臨床。5 .問：超聲造影與CT和MRI造影相比有哪些優(yōu)勢(shì)和不足？答：優(yōu)勢(shì)：可以實(shí)時(shí)連續(xù)觀察；檢查費(fèi)用更低；無射線損害；造影劑無毒副作用；對(duì)病灶的敏感性和特異性與CT/MRI不相上下；不足：空間分辨率較低；超聲造影發(fā)展時(shí)間較短，沒有普及；6 .問：百勝的CnTI技術(shù)號(hào)稱MI最低可達(dá)，且可以顯示直接聲壓強(qiáng)度