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)知識和發(fā)展歷史，并對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人觀點，編者不對其中結(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。目錄第一部分 基礎(chǔ)知識3線性與非線性：3機(jī)械指數(shù)：3造影劑原理簡述：3造影劑微泡的歷史：4為什么要使用造影劑：4造影劑的臨床應(yīng)用：4造影劑成像技術(shù)的分類：5第二部分 Sequoia平臺提供的造影劑成像技術(shù)及功能：6nPCI能量對比造影技術(shù)（Power Contrast

2、 Imaging）：6nADI造影劑探測成像技術(shù)（Agent Detection Imaging）：6nCCI相干對比造影技術(shù)（Coherent Contrast Imaging）：6nCPS對比脈沖系列造影成像技術(shù)（Contrast Pulse Sequencing）：7ADI原理：9CPS原理：10CPS的優(yōu)勢：12第三部分 關(guān)于定量分析13百勝超聲造影技術(shù)：17Philips 超聲造影技術(shù)：17TOSHIBA超聲造影技術(shù)19GE超聲造影技術(shù)：21第五部分 常見問題與解答221.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)？222.問：其他公司都在主推什么造影劑技術(shù)？223

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？224.問：目前在國內(nèi)都能使用哪些造影劑？225.問：超聲造影與CT和MRI造影相比有哪些優(yōu)勢和不足？226.問：百勝的CnTI技術(shù)號稱MI最低可達(dá)0.01，且可以顯示直接聲壓強(qiáng)度的數(shù)值（DP值），如何應(yīng)對？227.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時對比顯示的技術(shù)，如何應(yīng)對？228.問：有人說東芝的高級動態(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？239.問：很多公司都有微血管成像技術(shù)，為什么西門子沒有？2310.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？2311.問：在哪

4、里可以獲得有關(guān)聲學(xué)造影的臨床文章？23第一部分 基礎(chǔ)知識線性與非線性：數(shù)學(xué)角度：設(shè)有兩個變量x和y，如果可以用y=kx+b（k,b均為常數(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（如同時增大2倍），則二者為線性關(guān)系；否則為非線性關(guān)系。對于超聲系統(tǒng)來說，考慮某個介質(zhì)，如果發(fā)射超聲信號增大一倍，回波信號也增大一倍，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

5、易于壓縮，這就產(chǎn)生了非線性的回波信號。收縮擴(kuò)張超聲波原始大小機(jī)械指數(shù)：超聲波在人體內(nèi)會產(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（空間峰值時間平均聲強(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（Mechanical Index）：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1.0認(rèn)為無害，但對于特殊檢查項目（如眼球、胎兒等）應(yīng)調(diào)至更低。在進(jìn)行聲學(xué)造影時，超聲波信號會破壞微泡

6、，減少微泡在體內(nèi)的存在時間，機(jī)械指數(shù)用來反映超聲信號的強(qiáng)弱。造影劑原理簡述：1. 血液對超聲的反射體主要是紅細(xì)胞，但常規(guī)血液中紅細(xì)胞對超聲的反射非常微弱（只相當(dāng)于組織細(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)胞運動時對超聲產(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)n 破壞：當(dāng)MI>0.7或0.8時，微泡被超聲打破，并在瞬間產(chǎn)生強(qiáng)烈回波信號；n 諧振：當(dāng)0.7/0.8>MI>0.2/0.3時，微泡產(chǎn)生非線性諧振；n 反射：當(dāng)發(fā)射超聲機(jī)械指數(shù)MI<0.1，微泡不產(chǎn)生非線性諧振

7、，而表現(xiàn)得像普通的人體組織一樣線性振動；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)時間不相同，心腔通常在幾個心動周期內(nèi)就會灌注，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鐘甚至更長時間。造影劑會隨著血流循環(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（bolus injection），有時也稱為彈丸注射，即在短時間內(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：n 早期的造影

8、劑：無外殼的空氣微泡，由雙氧水(H2O2)或生理鹽水經(jīng)震蕩后形成；可以增強(qiáng)多普勒信號強(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。n 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。n 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)

9、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，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組織內(nèi)部的毛細(xì)血管的回波信號的增強(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)或顯示心肌（MCE）。l 評估左室功能時，檢查的準(zhǔn)確性有賴于對心內(nèi)膜的良好描繪。LVO可顯著提高心內(nèi)膜邊界，從

10、而對于成像困難的病人，把沒有診斷意義的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)橛性\斷意義的結(jié)果。l 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：評價存活心肌、評價冠脈血管內(nèi)皮功能、評價介入治療療效、測量冠脈儲備功能等方面。2. 腹部方面可用于顯示肝臟、腎臟、子宮和卵巢等器官l 肝臟：顯示不同占位性病變（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，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比度，有助于小腫塊的發(fā)現(xiàn)。l 腎臟：腫瘤周圍有血管環(huán)繞，超聲造影能提高腫瘤彩色血流檢出率。如鑒別肥大腎柱與小腎腫瘤。l 子宮和卵巢：位置較深，低速血流和小血管難以顯示。造影后

11、能夠清楚顯示子宮肌層和卵巢的彩色血流。可鑒別卵巢巧克力囊腫、子宮肌瘤、腺肌癥等。l 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)（High MI）：機(jī)械指數(shù)高會破壞微泡，但微泡破裂的瞬間可以產(chǎn)生大量非線性信號，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

12、代。低機(jī)械指數(shù)（Low MI）：機(jī)械指數(shù)低可以減少對微泡的破壞，進(jìn)行實時連續(xù)成像，能夠觀察造影劑從充盈到彌散的整個過程。為了在連續(xù)注射造影劑時觀察再灌注的過程，通常在成像中的某個時刻用高機(jī)械指數(shù)將微泡全部打破，并將該時刻設(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-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平臺提供的造影劑成像技術(shù)及功能：n PCI能量對比造影技術(shù)（Power Contrast Imaging）：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

13、，利用微泡破壞的瞬間產(chǎn)生的大量非線性諧波信號進(jìn)行成像，屬于間歇成像方式。采用信號的失相關(guān)性（Loss of Correlation）技術(shù)，檢測多普勒能量信息（能量圖）。PCI具備很好的敏感度，但特異性一般。PCI用于心臟n ADI造影劑探測成像技術(shù)（Agent Detection Imaging）：應(yīng)用于腹部造影成像，采用高機(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（Stimulated Acoustic Emission）技術(shù)，檢測回波信號強(qiáng)度（灰階圖）。ADI與腹部二維成像具有相同的空間分辨率，并可以將組織信號與造影劑信號分離。但由于高機(jī)械指數(shù)破壞了造影劑，因此

14、無法進(jìn)行連續(xù)觀察。ADI用于腹部n CCI相干對比造影技術(shù)（Coherent Contrast Imaging）：應(yīng)用于全身造影成像，采用低機(jī)械指數(shù)，對微泡破壞較少，因此可進(jìn)行連續(xù)成像。CCI使用單脈沖刪除技術(shù)（Single Pulse Cancellation），與二維成像具有同樣的時間分辨率，但無法區(qū)別組織信號與造影劑信號。CCI用于腹部和心臟n CPS對比脈沖系列造影成像技術(shù)（Contrast Pulse Sequencing）：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間。具備最佳的空間分辨率和時間分辨率，同時能夠?qū)?/p>

15、組織與造影劑的信號完全分離。由于使用了非線性基波信號，大大提高了信號強(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、腎臟造影的小動物實驗等。CPS用于心臟和腹部Sequoia平臺Cadence造影成像系列功能：技術(shù)名稱PCIADICCICPS中文能量對比造影成像技術(shù)造影劑探測成像技術(shù)相干造影成像技術(shù)對比脈沖系列造影成像技術(shù)推出時間較早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)多個脈沖的振幅和相位，去除全部的線性信

16、號，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)（LOC）受激聲發(fā)射（SAE）單脈沖刪除(SPC)非線性基波檢測信號多普勒能量二維二維二維時間分辨率低低高高空間分辨率低高低高顯示方式組織、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, 4C1, 4V13v2c3v2c, 4v1c, 4C1, 4V1, 6C2, 15L8, 15L8w優(yōu)點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，對造影劑的破壞少，沒有閃爍偽像，圖像均勻極佳

17、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間，減少造影劑使用量；高幀頻；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：f0f02f0Xmt 1Xmt 2-發(fā)射組織響應(yīng)f02f0-造影劑響應(yīng)發(fā)射第一個脈沖（高M(jìn)I），組織和造影劑均產(chǎn)生基波和諧波信號，但該脈沖會打破造影劑微泡。因此，在發(fā)射第二個脈沖時，造影劑微泡已不存在，只有組織產(chǎn)生基波和諧波信號。兩次回波信號相減，就能得到純凈的造影劑信號。CPS原理：發(fā)射脈沖中包括：第一個波：半波正向，回波中包

18、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被抵消，是因為第二次接收的波形中，造影劑基波信號的形式并不是第一次和第三次的相加（非線性的體現(xiàn)）。能夠在短暫的時間內(nèi)連續(xù)發(fā)射振幅和相位都不相同的多個脈沖信號，體現(xiàn)了Sequoia相干成像的優(yōu)勢。上圖：左側(cè)為回波信號的時域成份，右側(cè)為對應(yīng)回波信號的頻域成份。

19、注意不同顏色的虛線和實線分別代表組織和造影劑的回波信號成份。原理中需要明確以下問題：1. 只要MI大于一定值（如0.1），造影劑只產(chǎn)生非線性信號，不產(chǎn)生線性信號；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相比，組織的非線性諧波信號非常微弱，可以忽略不計。CPS的優(yōu)勢：1. 基于Sequoia的相干脈沖發(fā)射技術(shù)和可編程的波形發(fā)生器（Programmable waveform generator），同時調(diào)整脈沖的振幅和相位，可以在造影劑成像時實現(xiàn)以下技術(shù)：精確脈沖整形(precise pulse shaping)、動態(tài)發(fā)射聚

20、焦（dynamic transmit focusing）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)同時使用。2. 基于Sequoia的相干圖像形成技術(shù)，可以從組織信號中識別和區(qū)分組織和造影劑信號；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)生的基波信號并實時雙幅對比顯示的技術(shù)，而其他技術(shù)只是簡單的將全部基波信號去除。3. 由于造影劑成像時要使用正常組織的灌注情況作為參考，因此在注射造影劑之前對基礎(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)時間，減少操作者對結(jié)果一致性和可重復(fù)性的影響。4. 造影

21、劑成像應(yīng)用頻率范圍1.5MHz14MHz，由于使用了非線性基波信號，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，及小動物實驗（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)由彩色多普勒能量圖直接顯示，灌注情況由二維灰階強(qiáng)度信號顯示。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）和脫機(jī)（CUSQ

22、）分析軟件，可對造影劑的成像結(jié)果進(jìn)行時間強(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時性，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)度隨時間變化的過程，進(jìn)而得到時間強(qiáng)度曲線（TIC）。造影劑注射方式不同，時間強(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，時間性非常重要，而時間強(qiáng)度曲線上可以測量某些反映造影劑到達(dá)過程的時間參數(shù)：n 到達(dá)時間AT（Arrival

23、 Time）：是指造影劑的強(qiáng)度相對初始狀態(tài)發(fā)生顯著變化時（ACQ軟件中用閾值常數(shù)表示，用戶可修改）所經(jīng)歷的時間n 達(dá)峰時間TTP（Time To Peak）：從初始狀態(tài)到造影劑信號強(qiáng)度達(dá)到最大值所經(jīng)歷的時間TIC時間強(qiáng)度曲線由于時間強(qiáng)度曲線由采樣點組成，直接測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的位置變動對曲線上采樣點的數(shù)值也會產(chǎn)生很大的影響，因此通常將時間強(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)：該函數(shù)主要用來擬合連續(xù)注射時flash/replenishment過程的時間強(qiáng)度曲線：在某一時刻用高機(jī)械指數(shù)將微泡全部爆破，并將該時刻設(shè)為計時起點，觀察造影劑再次灌注并

24、達(dá)到峰值的過程（wash-in）。其中主要參數(shù)包括：n 基礎(chǔ)信號強(qiáng)度BI：是初始時刻信號強(qiáng)度，n 增強(qiáng)幅度A：指數(shù)函數(shù)的極大值與基礎(chǔ)信號強(qiáng)度BI的差值；n ：反映曲線的上升速率。有時也可以用1/代替，此時（充盈時間）表示從BI增強(qiáng)到A的63%所需要的時間。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)時間AT，達(dá)峰時間TTP和峰值強(qiáng)度PI是時間強(qiáng)度曲線上的特征參數(shù)，只與ROI的采樣點有關(guān)，與擬合函數(shù)無關(guān)；而基礎(chǔ)強(qiáng)度增強(qiáng)幅度A和上升速率是指數(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Gamma Variation 函數(shù)，形式為：該函數(shù)主要用于擬合造影劑團(tuán)注后的時

25、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)注射時間強(qiáng)度曲線的形式零-增強(qiáng)-峰值-消退零-增強(qiáng)-峰值適用的擬合函數(shù)Gamma函數(shù)指數(shù)函數(shù)函數(shù)參數(shù)a,b,I0A,BI擬合假設(shè)造影劑在某一時刻被瞬間注入靜脈，然后按指示劑稀釋原理通過單室腔造影劑在零時刻被爆破，然后以一定速度連續(xù)到達(dá)目標(biāo)區(qū)域優(yōu)點?適于組織灌注情況缺點只適用于表達(dá)大血管，對組織灌注情況擬合度較低對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Gamma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

26、計算出時間強(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)一步驗證。對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。計算時間強(qiáng)度曲線時可以采用兩種信號，一種是使用系統(tǒng)在檢波合并后第一次逆運算的線性化信號（即原始聲學(xué)信號）；另一種是使用原始信號經(jīng)過前處理、數(shù)字掃描變換DSC和后處理（如邊界增強(qiáng)、對數(shù)壓縮等）之后得到的視頻顯示信號（視頻信號）。視頻信號與原始信號之間沒有直接映射關(guān)系，理論上并不能真實反映ROI中實際的造影劑微泡濃度，而使用反對數(shù)壓縮后得到的原始聲學(xué)信號才更加客觀。但視頻信號只有256個灰階（相當(dāng)于30dB左右的動態(tài)范圍），這樣可以減少過亮的數(shù)據(jù)點對整個結(jié)果的影響

27、。因此，目前很多研究仍然使用對數(shù)壓縮后的視頻信號進(jìn)行定量分析。下表是兩者間關(guān)系的簡化表示： 對數(shù)壓縮聲學(xué)信號（動態(tài)范圍高） 視頻信號（動態(tài)范圍低）反對數(shù)壓縮ACQ軟件可以由操作者選擇使用對數(shù)或反對數(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ACQ定量分析軟件中采用了自動追蹤的方法。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：剛體方式（rigid body）只將圖像進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)，而不改變圖像內(nèi)部像素點的相對位置；扭曲方式（warping）將圖像分解成若干小區(qū)域，計算每個小區(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

28、配。ACQ軟件中操作者可以在這兩種方式間加以選擇。但這種自動追蹤僅能解決相同平面內(nèi)的較小的位置變動，對于臟器間發(fā)生較大的相對運動，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)對比除西門子以外，百勝、Philips、東芝、GE在聲學(xué)造影方面也開展了相應(yīng)工作。百勝超聲造影技術(shù)：n 低機(jī)械指數(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。n 造影劑三頻段接收技術(shù)（C3 Mode）：使用高機(jī)

29、械指數(shù)發(fā)射超聲波，提取回波信號中的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。n 實時造影匹配成像（CnTI）：發(fā)射純的基波信號，接收時主要處理二次諧波信號。使用低機(jī)械指數(shù)。支持高頻探頭。用于全身。n 造影劑微血管灌注成像（CMI）：對于微細(xì)血管內(nèi)逐個通過的氣泡進(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。可以用彩色多普勒速度和能量模式顯示，支持雙幅動態(tài)顯示和Wash-in-out分析。n 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，以獲得腫瘤的三維圖像。技術(shù)推出時間機(jī)械指數(shù)造

30、影信號應(yīng)用領(lǐng)域CnTI2001低MI二維全身C3 Mode2000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，百勝所宣傳的各種圖像優(yōu)化和后處理功能均無法使用，二維圖像噪聲較大。3. 無法在實時狀態(tài)下完全分離組織和造影劑的信號，因此不支持雙幅動態(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，通常使用的寬頻探頭在

31、進(jìn)行造影劑成像時不能最大程度接收（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分別獨立開發(fā)，在ATL的HDI 5000上使用的技術(shù)包括PIH, PPIH, ADI, MVI, 在HP的SONOS 5500上使用的技術(shù)包括PMI, MPP等。n 脈沖反相諧波成像PIH：發(fā)射兩次相位相反的超聲信號，抵消基波，保留諧波，相比以往的造影劑諧波成像技術(shù)，可以使用寬頻信號進(jìn)行成像，提高軸向分

32、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。n 能量脈沖反相諧波成像PPIH：發(fā)射三組以上的脈沖信號，組織運動使得每個信號相位間隔相差一個很小的角度，通過小角度公式的近似計算，可以迭加消除組織運動造成的相位差，保證基波被抵消時不會有太多剩余。該方法顯示造影劑的多普勒能量信號，用于高M(jìn)I成像。n 造影劑探測成像ADI：與西門子ADI技術(shù)類似；n 微血管成像MVI：微血管中的微泡和紅細(xì)胞均只能單個通過，不能與組織之間形成足夠的信號強(qiáng)度差異，難以直接從組織背景上觀

33、察到，但由于微泡在微血管中運動很慢，可以將連續(xù)多幀圖像迭加在一起并加以顯像。這個過程類似于化學(xué)中用電子云來描述電子的運動方式。n 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，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，消除組織信號而保留造影劑信號。應(yīng)用于實時MCE造影技術(shù)推出時間機(jī)械指數(shù)造影信號開發(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腹部MVI2002低MI二維ATL腹部PMI2000低MI二維HP心臟MPP2002低MI二維HP心臟Flash2003高M(jìn)I多普勒Ph

34、ilips心臟TOSHIBA超聲造影技術(shù)n ADF高級動態(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；高級動態(tài)血流成像n VRI血管識別成像：用常規(guī)多普勒速度圖顯示大血管，用綠色顯示灌注信號；用于腹部的低MI成像方式；類似復(fù)合CPS成像；VRI血管識別成像n 1.5次諧波成像及1.5RSI比率減影諧波成像：高M(jìn)I成像用于心臟；n MFI微細(xì)血流成像：參見Philips的MVI；MFI微血管成像n FEI閃爍回聲成像：類似Flash的高M(jìn)I心臟造影n PSI脈沖減影造影劑諧波成像：類似脈沖反相諧波，適于低MI的心臟實時造影；

35、n 到達(dá)時間成像：用不同顏色編碼顯示造影劑不同的到達(dá)時間；到達(dá)時間成像技術(shù)機(jī)械指數(shù)造影信號應(yīng)用領(lǐng)域ADF高M(jìn)I多普勒腹部VRI低MI多普勒腹部1.5RSI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超聲造影技術(shù)：n CPI編碼脈沖反相：低MI用于全身，支持L9/L7/VV7平臺；n Accumulation模式：類似Philips MVIn TAD PI- TruAgent Detection/Phase Imaging：低MI用于腹部，類似彩色取樣框，可進(jìn)行雙幅對比顯示（二維/二維+造影劑）TAD PI模式第五部分 常見問題與解答1. 問：為什么說西門子

36、的CPS技術(shù)是世界上最先進(jìn)的造影劑成像技術(shù)？答：因為只有CPS可以利用造影劑所產(chǎn)生的非線性基波和諧波信號。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實時造影成像技術(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)用資料；東芝從2004年開始在全國范圍內(nèi)大力推廣，擁有了幾家

37、重點客戶和實際臨床應(yīng)用結(jié)果；Philips雖然早在1996年就提出并實現(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在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CPS技術(shù)有比較多的臨床應(yīng)用結(jié)果以外，其他公司的低MI實時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)格的臨床實驗和審批注冊，因此其他幾種第二代造影劑在國內(nèi)暫時無法用于臨床。5. 問：超聲造影與CT和MRI造影相比有哪些優(yōu)勢和不足？答：優(yōu)勢：可以實時連續(xù)觀察；檢查費用更低；無射線損害；造影劑無毒副作用；對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)展時間較短，沒有普