近10年来,随着压电陶瓷、电子技术、计算机技术、信息技术等高科技的迅速发展,超声诊断仪成像水平不断改善,使得现代超声不仅操作方便,性能可靠,更重要的是图像的质量大为提高。新技术、新方法大大扩充了超声诊断的范围和信息量,除了采用许多新型集成元件和多层印刷线路板外,还应用了下列新技术:
一、超声检查仪器所用的新技术
1.动态频率扫描
使用某一频率为主的宽频带探头,实现所谓的多频同时发射,但只选择性地从多频反射波中接收某个频率。自动转换选择器的选择频率使其在近场用高频、远场用低频,避免了单独用高频率(在体内衰减大)对深部脏器或病灶诊断上的困难。
2.实时动态聚焦
以往的动态聚焦降低了帧频,焦点数越多,帧频越低,不同的焦点数有一个极限,一般不大于4个。而实时动态聚焦在发射时焦点是固定的,但接收时变换焦点,即一面接收,一面根据深度逐步地将焦点移向远场,使得超声波束从近距离到远距离都能变得十分纤细,横向分辨力大大提高。
3.商密度多晶体探头
应用高密度多晶体探头是实现电子聚焦的基础。改变施加于晶体阵元的激励脉冲的延迟量就可容易地改变焦点位置,也可实现动态聚焦。然而,其波阵面并非理想形状,实际上是一条弧形的直角锯齿曲线,导致了图像的一些失真。超高密度探头大幅度增加晶体分割数,使波阵面的平滑度接近凹面晶体,将失真控制在极小范围,从而提高了聚焦效果。
4.全数字化技术
全数字化技术是当今超声诊断系统最先进的平台。其关键是用计算机控制的高性能的数字声束形成及控制系统,再与工作在射频下的高采样率A/D变换器及高速数字信号处理技术结合起来形成全数字化的核心。它包括三个重要技术即数字化声束形成技术、前端数字化或射频信号模数变换技术和宽频探头及宽带技术。
5.组织谐波显像
此为利用人体回声信号的二次谐波成分构成人体器官的图像,其基本原理是利用超宽频探头接收组织通过非线性产生的高频信号及组织细胞的谐波信号,对多频移信号进行实时平均处理,消除基频范围内引起噪音的低频成分,从而改善图像质量,提高信噪比,增强细微病变的显现力。
二、超声诊断中所应用的新技术
1.二维超声成像
二维超声成像技术即通称的B型超声,是超声诊断方法中最为基础的环节,也是现代超声的主体部分。近年来随着高新超声工程技术的发展,诸如全数字化声束形成技术和信号处理技术的进展,大大提高了图像的分辨力,减少了斑点噪声,还提高了信/噪比,使其能够获取更弱的组织信号。一方面,由于在探头上应用了超高密度和超宽频带技术,采用了高效能的匹配层和强吸收力的背材,因而消除了近场干扰,故能观察表浅部位(3 mm以内)的结构;另一方面,因为使用了信号处理技术使能量损失减少、穿透性增加,使得较高频率的探头能探测到深部组织。导管式腔内微型探头、管腔内无线探头等新型探头满足了临床不同检查的需要,而多声束同时接受来提高帧频等新技术的应用,显著提高了二维超声图像的细致分辨力和图像均匀性等综合性指标,为临床提供了更多、更有价值的信息。另外,还应用组织定征(tissue characterization)研究来了解组织的病理、生理状况与组织声学关系的新的成像方式如超声CT技术(sonic CT),除了能提供病变组织形态和位置的信息,还能反映其病理特征,又取得了一定的进展。
2.双功能及彩色多普勒超声血流成像
双功能多普勒超声(duplex doppler ultra-sound)技术的发展可以实时地为临床提供解剖断层形态和血流动力学信息;而彩色多普勒超声血流成像(color doppler flow imaging,CDFI)则较仅能提供一维血流信息和参数的脉冲多普勒和连续多普勒有所发展,可以进行实时二维血流成像,形象地显示血管的形态,血流的方向、流速和性质(层流或湍流等)。
3.彩色多普勒能19图
彩色多普勒能量图(color doppler energy,CDE)是一种新的能量模式,是以多普勒频移的强度(幅度)为信息来源的彩色血流显示方法。其特点是克服了在常规CDFI显示中对探测角度的依赖性,同时也不会产生Alias伪像,它显示的是血液中散射体大小对应的能量信号,而且血流显示的灵敏度也较CDFI高3--5倍以上,因而有助于显示小血管极低速的血流信号。
4.超声声学造影
在超声声学造影(contrast-enhanced ultra-sound)方面,多种新的经周围静脉途径的超声造影剂已研制成功,例如,造影剂Carisomes经静脉注射后,能被肝、脾淋巴结的网状内皮系统摄取,实质器官的正常部位组织成像增强,而肿瘤部位因未能摄取而呈分界明显的负性区。而SHU-508半乳糖微粒混悬液经静脉注射后,不仅能观察到肿瘤血管,而且原有彩色多普勒信号和频谱多普勒信号均明显增强。
5.介入性超声
介人性超声(interventional ultrasound)是在超声显像基础上通过侵人性方法达到诊断和治疗的一门新技术,它是现代超声医学的一个分支。自从Holm, Goldberg等于1972年分别报道了超声引导脏器穿刺技术以来,随着超声诊断仪器的不断更新和完善,介人性超声日益取得进展,广泛用于临床。介入性超声包括内腔超声、手术中超声和超声引导穿刺技术三方面。它具有灵敏度高,图像清晰、引导准确和操作简便等优点。其中超声引导穿刺技术具有比较高的精确性,不仅可以进行超声引导穿刺细胞学检查、组织学活检和经皮穿刺造影术等诊断性检查,还可以进行超声引导下经皮穿刺引流术及药物注射等治疗性检查,不仅具有简便易行、获取样本阳性率高、疗效较仅凭触觉引导穿刺治疗更为显著的特点,还具有安全、带给患者的痛苦和不适小、并发症少、可以在门诊或床旁进行等优势,因此受到临床医生的普遍欢迎,在临床工作中得到广泛推广。
6.内腔超声
内腔超声(endoluminal ultrasound)或称内镜超声(endoscopic ultrasound),是介人性超声中的一个组成部分,包括经食管、经直肠、经阴道超声和胃镜超声,由于它可以避免气体和骨骼对超声检查的影响,同时采用更高频率的探头,故可获得非常清晰的图像。近年来,随着高频的微型探头研制成功,管腔内超声有了新发展。一种微小的带导管的超声探头,不仅可以在血管腔内应用,还被应用于许多非血管腔内的诊断,它无论在诊断还是在治疗方面都显示具有良好的应用潜力。
7.三维超声成像
三维超声(three-dimensional ultrasound)随着计算机和超声成像技术的发展已有了新的发展。三维空间技术可以显示三个切面(纵、横和水平切面)的图像,并且可对空间所有平面的结构进行扫描、存贮和分析,能提供脏器和组织的立体影像,它使得对人体受检脏器的解剖学分析更加完善,有助于空间定位,提高空间分辨力,并可使定量分析(如对容积的测量)更精确。计算机可将收集的超声回声信息按所需要的图像进行处理、演算和重建,构成三维立体图像,因而可以提供多方位有临床意义的超声图像信息,但由于操作技术比较复杂而且检查比较费时,另外由于超声技术上固有的局限性,特别是超声具有一系列的干扰伪像存在,在它成为一个可被接受的新工具前,尚需做大量的研究工作。
超声诊断技术新发展简介:近10年来,随着压电陶瓷、电子技术、计算机技术、信息技术等高科技的迅速发展,超声诊断仪成像水平不断改善,使得现代超声不仅操作方便,性能可靠,更重要的是图像的质量大为提高。新技术、新方法大大扩充了超声 ...
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