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单词 超声诊断仪技术及其临床应用
释义

【超声诊断仪技术及其临床应用】
 

现代超声医学诊断仪器以其临床特有的功效受到医学界的重视。全新的计算机处理软件、细腻的图像显示、数字式多普勒检测技术、全身彩色多普勒系统、先进的介入性超声装置,为临床诊断开辟了广阔的发展前景。

超声三维显像技术 超声三维显像技术已临床实用,使超声检查进入一个新阶段。

1.彩色三维经颅多普勒血流检测技术。EME Train-scan彩色三维TCD仪,采用独特的颅脑血管扫描技术,同步对颅内血管的X、Y、Z三维空间坐标参数进行检测并馈入计算机,在计算机中重建颅内血管三维超声动脉分布图。并用彩色编码标明三维超声动脉图中每条血管的血流方向和血流速度,从而显示出Willis环及其分枝的完整脑动脉模拟图和相应的血流动力学参数;亦可在三维脑血管图上任意一点取样,进行FFT频谱分析。并对贮存的原始数据进行多种分析。探头的超声频率有2MHz、4MHz和8MHz几种。

TCD技术是借助脉冲多普勒(Pw),经特定的头颅窗直接描记颅内血管的多普勒回声信号,以获取Willis环及其分枝和椎基底动脉系统血流动力学参数。进而对颈内动脉颅内段(ICA)、颈动脉虹吸部(CS)、大脑中动脉(MCA)、大脑前动脉(ACA)、大脑后动脉(PCA)、前交通动脉(ACoA)、后交通动脉(PCoA)、眼动脉(OA)、椎动脉(VA)、基底动脉(BA)等颅内血管的血流变化进行分析评价,为脑血管疾病提供诊断依据。

TCD技术在神经内科,外科,心血管外科、矫形外科,重症监护、脑血管病流行学研究有广泛的应用价值,受到超声医学界的重视。

2.全自动三维超声扫描和三维图像存贮重构。具有三维空间超声技术的Combison330仪,可以显示普通声像技术无法显示的超声图像。3个切面(纵切面、横切面、水平切面)的数据可同时测定,对空间(三维)所有平面(二维)的结构图像进行分析,使人体受检脏器的解剖学分析更加完善。

采用锥型三维空间扫描波来获得全方位信息。先用普通实时超声扫描方式对所需了解的解剖部位定位,探头定位后,特其位置固定并按一指令健,即可自动对这一空间进行扫描,同时将全部超声信息存入特殊的三维图像存贮器。(1)矢状面定位。扫描空间内矢状面,冠状面和横截面3幅图像可同时显示。(2)冠状面定位。应用3个位置控制旋钮可将三维空间中任一截面的图像移至所需观察的位置,当移动某一截面的图像时,其空间位置可由其他两个切面图像中的参考线加以显示。

横截面定位

由于所有3个截面的图像均可分别定位并同时显示,因此可对所需观察的部位在3个互相垂直的切面上进行图像分析。可配多种探头,检查深度、帧速率和线密度能最佳化自动适应。

体腔内探查技术 近年发展起来的体腔内检查专用扫描探头,采用5MHz,7.5MHz的超声频率,取得了常规体外扫描所不能达到的效果。

1.经食道Bi-Plane(双平面)探头实时显像。近来不受肺组织和患者体格影响的一种新的检查方法——经食道扫描法,已在许多高档彩色超声显像仪中作为标准配套应用。它能够作出从体外扫描所无法作出的诊查。经食道扫描法的应用特点是:(1)能观察主动脉弓,适用于诊查动脉瘤。(2)能在诊断食道静脉瘤时发挥作用。(3)能在开胸手术中监控心脏。(4)显示三尖瓣狭窄更为鲜明。(5)采用很高的频率超声波扫描,图像极清晰。

一只(双平面)食道探头具备二维超声显像,高重复频率(HPRF)脉冲波多普勒、彩色多普勒的所有检查功能,其图像分辨率,清晰度、信噪比等都优于体外一般扫描检查。双平面检查可在同一屏上同时显示纵切面和横切面两幅实时图像,以利益观察比较。

2.体腔内用双相探头以及可调扫面实时显像。一只直肠探查的腔内探头,它不仅形体小,并能同时进行纵截面和横截面两个方向的线陈、凸形扫描实时观察,以观察前列腺和膀胱,并可对会阴部进行穿刺检查(加附件)。

还有一种双焦点多平面直肠探头(可旋转/摆动扫描)。它既可旋转360°扫描,也能在扫描的任一位置定位,作横断面和纵断面90°扫描。两片7.5MHz的探头晶片具有不同的聚焦深度。更适合摄取扫描平面的最佳图像。

高精密二维成像技术 现代超声诊断仪致力于提高二维图像的信息密度、信息的瞬时特征、成像的高速率及血流动力学参数的完整性等,为临床提供丰富的超声信号数据,以便作出准确的诊断。

1.高精密度探头。高精密度探头振子数目为以往的2倍。以凸阵探头为例,常用的凸阵探头其振子数为96个,高精密度探头振子数达到192个。在相同尺度的晶片中,振子数增加,其振子间隔便小,它可保持超声波射束间隔的致密,超声波束就增加,一幅图像的信息量更为丰富。射束间隔紧密,超声波无论在发射相接收时,都能实现准确的聚焦状态。通过紧密振子间隔,还可按预定深度而取得适当的口径来进行波束聚焦,而对描绘出表浅部位的组织更为精密的图像。

2.双密度扫描和双重接收(同时并列接收)技术。在电子扫描系统中,超声波束的发射相接收通常方式是由电子开关控制换能器振子的组合依次按顺序发射/接收而组成图像。因此,发射扫描线的数目由换能器振子数目决定。现代超声诊断仅采用1/2节距接收系统克服了这一限制。由同一组合中的每个振子可通过控制接收回声的口径对同一振子组合而接收到2条回声信息波束。这种图像效果即在相同的发射振子时,扫描信息线密度增加了1倍。

在电子扇形扫描中,通常是发射1次可接收到1条反射回声信息线。由于完成1次发射/接收需要一定的时间(取决于扫查深度),所以成像速率受其限制。而采用双接收技术即同步并列接收方式,可在同一时间同时接收两条回声信息,在扫查深度相同、每帧线密度也相同时,完成1帧图像的时间便缩短了一半,即相当成像帧速率提高了1倍,有利用于实时观察。

多种图像显示技术 多种图像显示新技术为临床提供更详细、多方位或特定时刻的诊断信息,便于分析对比,有利于提高诊断的准确性和全面性。

1.两种不同扫描方式,同一脏器纵断面、横断面同步实时并列显示。现代超声诊断仪克服了常规检查中在同一时刻只能使用一个探头扫查一个二维图像的限制,可以同时采用两个探头(一个线阵或一个凸阵)同步实时扫查两幅二维图像并列显示出来。

两种不同频率的扇形(或凸形)探头对同一脏器可同时扫查纵断面和横断面的实时图像并列显示之,可从两个正交方位观察同一病变,为临床分析提供可靠的数据。

2.实时全景/变焦和电影式回放显示。现代超声诊断仪可任意移动断层和彩色血流图像的显示位置或者将局部图像放大以利观察细节而不降低其实时性能,这就是实时全景/变焦距功能,对感兴趣的部位进行详细诊察的显示方式。电影式回放是采用大容量存贮器对回声数据连续存贮和动态图像的重复检索显示。根据诊断的需要通过检索功能,可以任何所希望的速度取出已存贮的图像或翻转图像或静止图像。对成人和婴幼儿患者心脏的快速运动进行慢速观察十分有用。回放图像最高可达128帧。对M/D型的回顾可达40s,这种超长M图像记忆以及心电R-R波自动重演是分析超声数据的有力手段。

全数字电脑应用技术 电脑超声图像技术对超声束通常采用模拟或模拟/数字混合计算机控制,对提高超声图像质量起到重要作用,但模拟处理超声信息其精度仍受到一定限制。数码式电脑超声图像技术采用高速全数字式电脑,对声束的形成与处理可达到更精密。声束的形成和传播是由数字控制,声学透镜的尺寸和形状灵活可变,使声束的偏转和聚焦获得较高的精度,不会将噪声引入信号,在高动态范围中有更好的对比分辨率和多普勒灵敏度。全数字式电脑超声系统更新性强,重编程序(更新软件)可增加新的功能。数字式电脑超声具备许多独特的性能,是现代超声诊断仪发展的重要途径。电脑在现代超声中的深入应用,为超声诊断的进一步提高提供了尖端的技术基础。若没有先进的电脑技术,就没有今天高档的超声仪器。今后超声诊断的发展在定量化方面将会是高级电脑化、自动识别组织特征的诊断设备。

彩色血流显像多功能超声诊断系统 多功能彩色血流显像(CFM)诊断仅可检查全身循环系统的血流动力学参数和脏器结构的清晰二维图像。声束与组织垂直调节、彩色血流与声束平行、多普勒采样线与血流速度夹角等可通过计算机软件来自动选择和调定。泰索尼speetra采用全频率数字化多普勒技术,具有16比特A/D转换器、连续可变壁滤通器、6个用户可控信号处理器等特点,能最大限度获取血流状态及管壁结构形信息,可准确测量最高峰值血流速度。最低血流速度测量方面已达到0.5cm/s,最小血流直径可测到0.5mm。对彩色流作定量化处理,为临床应用提供了可靠的数据,对提高诊断病变的准确率和判别病变的性质、鉴定特定组织的组织特征有重要意义。如检查肿瘤血流,可鉴定肿瘤的良性或恶性,以及肝功能诊断,对肾血流进行肾移植后的观察等。

介入性超声系统 介入性超声(IVUS)是一种新的、更具揭示能力的超声诊断仪顺,它采用导管式换能器,提供人体腔内360°扫描的极高分辨率实时图像。它是先进的计算机处理技术与高频超声技术相结合,能显示血管壁层及其损伤的细微结构,(这是X光检查或常规的超声检查无法达到的)对判断血管梗阻的性质和严重性以及选择合适的治疗方案时都有重要价值。在介入性治疗后可显示血管壁的治疗效果,帮助辨认血管壁分离、碎片或瓣。介入性超声与介入性检查相结合,成为传统诊断和治疗过程中不可缺少的先进超声诊断设备。达到检查和治疗的统一。泰索尼IVUS是一种先进的介入性超声系统,具有优良的图像质量和最先进的导管系统。它的Sonicath专用影象导管特别为冠动脉、外周血管系统及泌尿系统而设计。IVUS是以多频图像为特征,对各种临床情况都可选择最佳的穿透力和分辨力,其临床应用有着广泛的前景。可对冠状动脉,外周血管及无血管区(如尿道,前列腺,膀胱和胃肠)等的介入性检查。

管腔内超声技术 管腔内或血管内超声技术是今天微型技术与高频超声换能器技术相结合而发展起来的一种新的诊断技术。对病人的处理增加了重要的临床信息,其特点是将换能器置于导管装置末端,发射并接收高频超声,高频超声的应用范围可宽达10~40MHz,形成有关组织和病变介面的360°横切面灰阶图,为医生提供诊断分析和指导治疗的依据。血管内图像可使医生对感兴趣的和有价值的病变区域进行评估,它包括(1)组组和斑块的形态,(2)血管尺寸、形状和厚度,(3)血管病变、溃疡、血管壁分离和瓣片情况,(4)心脏内结构,如瓣膜、瓣口,(5)外血管结构,如尿道、膀胱和胆道系统等,并可作为选择介入性装置的指导和介入性处理后疗效评价。

血管图像系统由(1)用于导管图像输入的换能器和(2)电子成像系统两个重要部分组成。目前有3种不同的结构和技术用于管腔内图像,它们是:(1)机械旋转式单晶片换能器,(2)机械旋转式单晶片带镜换能器,(3)电子旋转式多晶片阵列或换能器。导管选择尺寸范围从3.5French到9French(French-法兰西制,导管大小的一种单位,1mm 3French,即1F 0.33mm直径)。血管内超声技术优于血管造影术,它能提供高分辨率的有关血管壁和外周组织的实时切面图像的细节,其决定梗阻的性质和严重程度是很有价值的。目前介入性技术包括:(1)经皮穿刺血管成形术(PTA),(2)经皮穿刺冠状动脉成形术(PTCA),(3)动脉粥样硬化切除术,(4)激光治疗,(5)超声切除术,(6)保证血管开放的斯坦特固定模插入法。

血管内超声技术有着丰富的临床应用潜力,该技术能观察到血管的狭窄及其在血管内有关部位的情况,为医生提供选择治疗方案的指导和最终处理结果的评价,对介入性治疗方面,介入性超声技术无疑是一种令人振奋的技术。

超声诊断的迅速发展给超声工程技术不断提出了新问题和新要求,而超声诊断仪器新技术的开发又促使超声临床诊断的向更深入、更客观、更科学化方向高速发展。现代超声诊断仪新技术以全数字化电脑技术在超声仪器中的深入应用为新的发展起点;以多功能彩色血流显像设备的综合高档机型为代表;以导管或血管内超声的介入性超声系统为微型、高频技术结合开拓新的应用范围;以组织定性鉴别,血流定量测定等定量化诊断为目标的先进超声设备正在为超声临床诊断提供广泛的应用并取得了积极的诊断成果,为世界超声医学的发展作出了重大的贡献。

(中国医学科学院基础医学研究所袁光华撰)

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