超声二维斑点追踪显像技术在心脏疾病诊断中的临床应用进展

超声心动图斑点追踪技术研究

超声心动图斑点追踪技术研究 摘要：超声心动图斑点追踪技术是一种无创性诊断技术，能提供更多心功能评价指标。本文描述连续超声心动图获取、提取和斑点追踪技术的基本算法，为斑点追踪技术临床的应用打下基础。 关键词：斑点追踪超声心动图算法 Abstract：Echocardiography speckle tracking is a noninvasive diagnostic techniques that can provide more cardiac function evaluation. This paper describes the continuous echocardiography acquisition, extraction and the basic algorithm of speckle tracking technology. The result lays the foundation for the clinical application of speckle tracking. Key words: Speckle tracking Echocardiography Algorithm 前言：众所周知心血管病是全球死亡原因之一，估计到2015年每年将有2000万人死于心血管病，为增强心血管的防治意识，世界卫生组织专门制定《心血管风险评估和管理袖珍指南》。我国政府高度重视心血管病防治工作，在二甲医院配备了目前诊断心脏病最有效的B型超声波诊断仪。 超声波束由于在心肌的散射、反射和干涉等原因在二维超声心动图上形成斑点，这些斑点给人们通过在心脏循环搏动中逐帧追踪心肌活动情况的机会。超声心动图斑点追踪（Speckle tracking echocardiography ，STE）是通过计算机图像分析技术追踪心肌超声波斑点，客观给出与心肌变形相关的全局和局部心功能评价量化指标一种无创性的新技术。 超声心动图斑点追踪技术已经衍生出应变（Strain）、应变率（SR），二维应变超声心动图（2DSI），自动功能成像（AFI），速度向量成像（VVI），三维斑点追踪成像（3DSTI）等技术。是当代超声心动图技术结合计算机技术继续发展的核心技术。 通过利用计算机图像处理技术对序列超声心动图中心肌超声波斑点进行追踪，实现超声心动图斑点追踪技术所到达的功能。本技术属于超声心动图后处理工作，单独作为超声心动图工作站使用可提供更多临床心功能评价量化指标；也可直接融入B型超声波诊断仪中，提升其性能和价值。对增加我国B型超声波诊断仪技术含量和有效利用超声心动图资源均有促进意义。 1、原始图像获取 较先进的超声波诊断仪如GE vivid 7，可以以DICOM文件格式保存超声心动图全部原始资料，具有回放和事后分析能力。DICOM文件可以通过外部存储设备进行交换。在超声设备中，DICOM的图像使用无损RLE压缩，保证资料的完整性。 为实现利用超声心动图斑点追踪得到左心室心功能指标，需要采集长轴切面，短轴切面与四腔心切面的连续超声心动图原始数据DICOM文件，结合电生理学分析心脏舒张过程、收缩过程的超声心动图变化情况，找出斑点图像与应变的关系，完善匹配算法。分析心脏舒张末期、收缩末期的超声心动图变化情况，找出斑点图像在应变为0的变化规律，并标记舒张末期、收缩末期为特征帧。 2、连续图像提取 DICOM是国际标准，标准文本全球免费公开。超声波诊断的DICOM文件包含扇形二维256灰阶连续灰度图像，分辨率达到1mm2/pixel。在GE vivid 7，

肺部超声的临床应用及研究进展

Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2018, 8(7), 632-637 Published Online September 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/0d4136858.html,/journal/acm https://https://www.360docs.net/doc/0d4136858.html,/10.12677/acm.2018.87106 Advances in the Clinical Application of Lung Ultrasonography Songfei Wu Department of Anesthesiology, The Second Affiliated Hospital of Dalian Medical University, Dalian Liaoning Received: Sep. 4th, 2018; accepted: Sep. 18th, 2018; published: Sep. 25th, 2018 Abstract With the development of ultrasonic technique, lung ultrasonography has become an important tool for early diagnosis, dynamic assessment and follow-up of various lung diseases around all kinds of people. This review summarizes the advances in the clinical application of lung ultraso-nography. Keywords Lung Ultrasonography, Lung Diseases, Lung Ultrasound Score, Intensive Care Unit, Children 肺部超声的临床应用及研究进展 吴松霏 大连医科大学附属第二医院麻醉科，辽宁大连 收稿日期：2018年9月4日；录用日期：2018年9月18日；发布日期：2018年9月25日 摘要 近年来随着超声技术的不断发展，肺部超声已成为多种肺部疾病早期诊断、动态评估及病情随访的重要工具，广泛应用于各种人群。本文就肺部超声的临床应用及研究进展作一综述。 关键词 肺部超声，肺疾病，肺部超声评分，重症监护病房，儿童

超声技术在医学的发展及应用

超声技术在医学的发展及应用 摘要: 随着声学原理和电子计算机科学的迅速发展，医学超声影像学的新技术层出不穷，从B型、M型、彩色多普勒超声发展到三维、声学造影、血管内超声等多种技术，极大地拓展了超声影像学的临床应用范围，几乎包括对所有疾病的超声诊断、结构成像和运动成像，医学超声诊断技术已成为临床诊断中必不可少的甚至是首选的方法。 关键词:超声;影像学;临床应用 医学超声诊断技术产生于20世纪40年代，其发展主要依赖于声学原理、探头技术、电子电路、计算机技术、实验研究及临床应用的紧密配合。由于其操作无创伤及对患者无电离辐射损伤而深得医学界推崇。目前医学超声影像学的新技术层出不穷，诸如三维超声成像、谐波成像、腔内超声已广泛应用于疾病诊断、治疗和预后评估。现对医学超声的进展和临床应用作一综述。 1 医学超声技术的发展及其临床应用 1.1 二维超声成像 B型超声应用回声原理，即发射脉冲超声进入人体，然后接受各层组织界面的回声作为诊断依据。由于B超能直观地显示脏器的大小、形态、内部结构，并可将实质性、液性或含气性组织区分开来，故医生根据得到的一系列人体切面声像图进行诊断。它所构成的二维（2D）实时动态图像具有真实性强、直观性好、无损伤、操作方便等优点，目前应用最广泛。主要用于心脑血管疾病、腹部脏器损伤、肿瘤、儿科和妇产科疾病及其它疾病的诊断。如二维超声诊断感染性心内膜炎时可清楚地观察到心内膜赘生物的形状大小及部位，检查率达80%～100%，特异性达80%以上，还可以发现腱索断裂瓣周脓肿、心包积液等并发症［1］。但二维超声对含气空腔（胃、肠）和含气组织（肺）以及骨骼显示不清，还由于切面范围和扫查深度有限，对病变所在脏器或组织的毗邻结构显示不清。 1.2 三维超声成像三维（3D）超声成像的基本原理主要有立体几何构成法、表现轮廓提取法和体元模型法。3D超声成像的基本步骤是利用二维超声成像的探头，按一定的空间顺序采集一系列的2D图像存入3D重建工作站中，计算机对按照某一规律采集的2D图像进行空间定位，并对相邻切面之间的空隙进行像素补差平滑，形成一个3D立体数据库，即图像的后处理，然后勾划感兴趣区，通过计算机进行3D重建，将重建好之3D图像在计算机屏幕上显示出来。3D超声成像技术包括数据获取、三维图像重建和三维图像的显示。1961年Baum和Greewood最先提出3D超声的概念，但其后的30年发展比较缓慢。近十年来，随着计算机技术与超声影像技术的不断发展，3D超声成像技术已由实验研究阶段走向临床应用阶段［2］，可分为（1）静态3D:收集一定数量的2D图后作3D组图，然后作各种3D显示，其中又分脏器实质3D和血管流道3D。（2）动态 3D:在不同时间点取不同空间的多幅2D图输入存储，然后用心电统一时间点，将原不同时间中取得的图形作3D组图，依心电图时间序列组图后回放。目前在心脏、妇产科、小器官、

三维斑点追踪超声心动图与二维斑点追踪技术对冠心病患者左心室舒张功能的临床评估价值

三维斑点追踪超声心动图与二维斑点追踪技术对冠心病患者左心室 舒张功能的临床评估价值 目的：比较三维斑点追踪超声心动图与二维斑点追踪技术对冠心病患者左心室舒张功能的临床评估价值。方法：笔者所在医院2014年11月-2017年5月接收的168例冠心病患者及125例常规体检健康个体为本次研究对象，所有本次试验参与者均给予二维斑点追踪成像技术（2D-STI）以及三维斑点追踪超声心动图（RT-3DE），比较冠心病组与健康组两种检查相关数值变化情况。结果：三维斑点追踪超声心动图检测显示冠心病组左室舒张末期容积（LVESV）明显高于健康组，冠心病组射血分数（LVEF）明显低于健康组，各项数据差异有统计学意义（P＜0.05）。二维斑点追踪成像技术显示冠心病组心肌16节段心肌舒张期峰值纵向改变（LS）、心肌舒张期峰值径向改变（RS）、圆周应变（CS）明显低于健康组，且各项数据差异有统计学意义（P＜0.05）。冠心病患者二维斑点追踪成像过程中有12例患者追踪过程中追踪斑点“飞出”观察平面，三维斑点追踪超声心动图检测则未出现上述情况。结论：对于冠心病患者进行三维斑点追踪超声心动图检测有利于对冠心病患者心肌运动进行整体观察，可操作性强。 标签：三维斑点追踪；超声心动图；冠心病；左心室舒张功能 冠心病的发生主要是由于个体在高血压、高血脂的影响下冠状动脉壁上出现粥样硬化斑块，血压中血脂浓度升高、血小板聚集，从而导致冠状动脉狭窄，形成血栓，降低个体心功，致使心脏逐渐出现器质性改变，至疾病后期患者可出现左心室舒张功能不全，左心室舒张功能不全可影响冠心病患者预后并危及个体生命[1-3]。因此采用多种方法合理评估冠心病患者左心室舒张功能就显得十分重要。本次试验通过对笔者所在医院2014年11月-2017年5月接收的168例冠心病患者及125例常规体检健康个体均给予二维斑点追踪成像技术（2D-STI）及三维斑点追踪超声心动图（RT-3DE），通过比较冠心病组与健康组两种检查相关数值变化情况，从而论证三维斑点追踪超声心动图评估冠心病患者左心室舒张功能的临床应用价值。 1 资料与方法 1.1 一般资料 笔者所在医院2014年11月-2017年5月接收的168例冠心病患者，男93例，女75例，患者年龄45～86岁，平均（68.7±1.6）岁。根据个体临床症状不同按照个体心功等级将其分为四组，其中冠心病A组78例患者均为一级心功能患者，冠心病B组45例患者均为二级心功能患者，冠心病C组28例患者均为三级心功能患者，冠心病D组17例患者均为四级心功能患者。2014年11月-2017年5月125例常规体检个体，男64例，女61例，年龄45～88岁，平均（68.3±1.5）岁。冠心病患者与健康组性别比例、年龄等一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

斑点追踪技术的应用前景分析

斑点追踪技术的应用前景分析 1 M型和二维Simpson法测量LVEF的不足 冠心病是常见心血管疾病之一，是导致心血管事件的主要原因，尤其在急性心肌缺血或发生心肌梗死的患者中，节段性室壁运动异常是早期的特征性表现，且均伴有不同程度的收缩功能减低。对于左室整体收缩功能的评价，目前常用的是M型和二维Simpson法测量的LVEF，二者均有一定的局限性，M型测量以局部功能代表了整体功能，而二维Simpson法测量左心功能时二维图像的两个切面（心尖两腔、四腔切面）分别取自两个不同的心动周期，会产生人为误差。 2超声斑点追踪技术 近几年研究比较多的斑点追踪超声心动图（speckle tracking echocardiography，STI）可以克服上述缺陷。STI是利用超声斑点追踪技术，在二维超声图像基础上选取一定范围的感兴趣区，分析软件根据组织灰阶自动追踪上述感兴趣区内不同像素的心肌组织在一帧帧图像中的位置，并与第一帧图像中的位置比较，计算整个感兴趣区内各阶段心肌的位移大小。由于STI与组织多普勒平移无关，不受声束方向与室壁运动方向间夹角的影响，因此STI能更准确的反映心肌的运动。心肌应变与心肌的收缩和舒张功能密切相关，心肌应变测量的是心肌各节段的形变，能准确评估心功能；局部心肌的缺血导致局部心肌的运动异常，心肌应变能够客观反映出心肌缺血时的心肌局部收缩功能。许多研究证明：STI可以通过测量左室旋转角度来评价心脏收缩功能。 安彩云等研究[1]发现心肌梗死（Acute Myocardial Infarction，AMI）后除了闭塞血管支配的区域左心室节段收缩功能减低外，相邻区域左心室节段收缩功能以及整体收缩功能亦减低。AMI后相应梗死部位心肌细胞缺血导致部分细胞坏死、功能障碍，出现左心室相应室壁区域收缩功能减低。AMI后不仅表现为梗死节段心肌功能障碍，而且发生左心室整体以及相邻节段心肌功能的障碍。 3斑点追踪技术应用分析 邓倾等研究[2]中，入选的35例冠心病患者在冠脉造影前行常规二维超声心动图检查均未发现明显的节段性室壁运动异常，仅7例患者超声提示左室运动欠协调，表现为各节段不能协调一致向中央收缩。二维纵向应变检出较多应变减低节段，说明二维纵向应变对心肌缺血有较高的敏感性。本研究发现对照组纵向应变均值从基底段、中间段到心尖段规律递增；冠心病組由于缺血节段纵向应变较对照组明显减低，致使左室纵向应变的规律性消失，这也提示左室节段二维应变的规律性消失可以作为心肌缺血的参考依据之一。二维纵向应变虽然从理论上讲不受角度依赖性的影响，但是对心尖的评价可能也会存在较大的误差。鉴于此，我们知道二维STI也存在很多局限性：①STI要求采集清晰的二维图像，所以图像的质量控制仍然是主要的限制因素；②另外节段性室壁运动异常也会影响不同切面图像S与Sr的测量，对于左室功能不全的患者，其追踪成功率会明显减低，

医学超声影像技术发展综述

医学超声影像技术发展综述 张禄鹏 摘要：本文回顾了医学超声影像技术的发展历史，阐述了A型、B型、M型和D型超声诊断方法的历史、原理、特点、用途和发展状况，总结了医学超声影像技术的局限性，介绍了三维超声和超声造影等医学超声影像技术的新进展。 关键词：医学超声影像技术，超声诊断法，三维超声，超声造影 Abstract：This paper reviews the development history of medical ultrasound imaging technology. The history, principles, characteristics, uses and development status of A model, B model, M model and D model ultrasonic diagnostic method. This paper also sums up the limitations of medical ultrasound imaging technology and introduces three-dimensional ultrasound and ultrasound contrast and other new medical ultrasound imaging technology advances. Keyword：medical ultrasound imaging technology，ultrasonic diagnostic method，three-dimensional ultrasound ，ultrasound contrast 医学超声影像技术和X-CT、MRI及核医学影像（PET、SPECT）一起被公认为现代四大医学影像技术，成为现代医学影像技术中不可替代的支柱。医学超声影像技术是指运用超声波的物理特性，通过电子工程技术对超声波发射、接收、转换及电子计算机的快速分析、处理和显象，从而对人体软组织的物理特性、形态结构与功能状态影像一种非创伤性技术。 目前，由于超声显像技术具有实时动态、灵敏度高、易操作、无创伤、无特殊禁忌症、可重复性强、费用低廉和无放射性损伤等优点。从而使这一诊断技术成为了现今临床各学科疾病的检查、诊断和介入治疗中所不可缺的重要手段之一。 1.超声影像技术发展历史 1880年，两位法国科学家Jacques和Pierre Curie发现了压电现象，成为超声探头的基础。某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。根据压电效应，用压电晶体可以用来作为声波的产生器与接收器，压电效应是可逆的，这奠定了用同一超声波换能器既能发射又能吸收的基础。 直到第一次世界大战，随着声纳在军事上的应用，压电效应才得到重视。1915年，法国科学家Paul Langevin发现了超声的第一个用途：水下声波测距法探测水下目标，也就是今天大家熟知的声纳。正常人的耳朵可接听到声波频率的范围为16-20000Hz，高于2万赫兹的声波就称为超声波。 超声医学影像所用的声频率通常是300万-750万次/秒（3MHz-7.5MHz）。超声波是一种机械波，其传播是通过介质中粒子的机械振动进行的，它不同于电磁波，在真空中不能传播，但在人体复杂的介质中传播较好，同时它属直线传播，因此有良好的方向性[1]。超声诊断技术出现后获得了迅速的发展，上世纪40年代末，A型(Amplitude Mode)超声诊断仪开始应用于临床，常用A型法测量界面距离、脏器径值以及鉴别病变的物理性质，结果比较准确，为最早兴起和使用的超声诊断法，目前已多被其他方法取代，只在脑中线测量等方面还在应

三维斑点追踪技术的临床研究进展及发展前景

三维斑点追踪技术的临床研究进展及发展前景 【摘要】三维斑点追踪成像技术（Three-dimensional speckle tracking imaging technology ，3D-STI技术）是结合实时三维超声心动图与斑点追踪显像技术而新近发展的一 项新技术，可以从三维空间的角度来追踪回声斑点的运动轨迹，进而评价多个方向的心肌节段运动，能更全面、准确地评价心脏整体及局部功能，有较高的临床应用价值。此综述主要阐述3D-STI技术的基本概念与目前其在临床中的研究进展、局限性及发展前景。 【关键词】超声心动描记术；三维；斑点追踪显像 【中图分类号】R445.1 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2015）02-0799-02 一、三维斑点追踪技术的基本概念 斑点追踪技术可以识别心肌声学斑点、追踪心肌的运动轨迹并进一步测量心肌组织的位移，对心脏心肌运动轨迹的研究来说，是一种简便、无创的可靠方法。3D-STI技术则是通过对动态的心脏三维图像的分析，追踪心肌斑点在二维空间内的运动轨迹，从而计算出心肌运动的形变参数。3D-STI 技术不受组织多普勒的角度依赖及二维斑点追踪技术二维 空间的限制[1] ，进而得到心肌运动的三维应变参数，能更准确、更客观地评价心脏的功能。

二、三维斑点追踪技术在临床研究中的应用现状 （一）对冠心病室壁运动分析的评价 评价冠心病患者左室心肌收缩功能对评估整体心功能 至关重要。朱文晖[2] 等选取冠心病患者150名，根据冠状动脉造影结果的狭窄部位分成左前降支组、左旋支组、右冠状动脉组及多支组，并选取正常对照组30例，用3D-STI技术对各病例左室各室壁节段及整体节段的应变参数进行分析。结果显示，各分组相对应节段收缩期峰值三维应变较对照组均明显下降，应变下降节段的分布大体与冠状动脉造影所提示病变冠状动脉的心肌灌注区域一致。有研究[3] 进一步显示，对室壁心肌运动的分析，3D-STI技术与其他室壁运动分析如心脏磁共振检查等之间具有较好的相关性。 研究[4-5]表明3D-STI技术更能反映心肌的力学运动轨迹，可通过检测冠心病心肌缺血坏死所致的局部或整体室壁运动改变，分析其对冠心病定性诊断、异常室壁运动区域定位以及狭窄对室壁运动造成的影响等，具有较高的临床应用价值。 （二）对心肌病及同步化治疗后心肌运动的评价 1.扩张型心肌病是较常见而预后较差的原发性心肌病，准确评估左室收缩功能对其治疗及预后非常重要。Duan等[6] 用3D-STI技术对65例扩张型心肌病患者（非缺血性）及59例健康者的收缩期峰值径向应变、圆周应变、各节段纵向应

三维超声成像技术的发展及临床应用

三维超声成像技术的发展及临床应用(1) 自超声技术应用于临床诊断60多年来，随着临床需求和现代电子技术尤其是计算机技术的发展，使超声影像技术，从应用初期的一维A型和M型超声成像 发展到了实时灰阶二维B型超声成像，到目前的全数字能实时回放的三维超声影像系统。超声影像具有无创性，高灵敏度，应用面广，低成本和操作方便等优点，发展速度和普及程度近年已成为医学影像之首。可以预计实时三维（四维）超声成像必将成为二十一世纪医学影像系统临床应用中一项最为有效的诊断工具而造福于人类。 正是由于这种市场需求，世界上许多知名的有远见的厂商竟相投入高科技开发全数字技术的实时三维（四维）超声影像系统。东软数字医疗股份有限公司以独特的视角推出了具有世界领先实时三维（四维）技术和软件技术的NAS-2000a，使超声医学影像与当代计算机尖端技术完美结合，在软件上采用了目前临床要求的最新专业软件，实现了动态三维实时回放、实时三维（四维）成像，简化了本来十分复杂的处理过程，提高了效率。 原理与方法 成像原理： 三维超声成像分为静态三维成像和动态三维成像， 动态三维成像由于把时间的因素加进去， 用整体显像法重建感兴趣区域准确实时活动的三维图像（又称四维）。 1、立体几何构成法：将人体脏器假设为多个不同形态的几何组合，需要大量的几何原型，因而对于描述人体复杂结构的三维形态并不完全适合，现已很少应用。 2、表面轮廓提取法：将三维超声空间中一系列坐标点相互连接，形成若干简单直线来描述脏器的轮廓，曾用于心脏表面的三维重建。该技术所用计算机内存少，运动速度较快。缺点是： （1）需人工对脏器的组织结构勾边，既费时又受操作者主观因素的影响； （2）只能重建左、右心腔结构，不能对心瓣膜和腱索等细小结构进行三维重建； （3）不具灰阶特征，难以显示解剖细节，故未被临床采用。 3、体元模型法：是目前最为理想的动态三维超声成像技术，可对结构的所有组织信息进行重建。 在体元模型法中，三维物体被划分成依次排列的小立方体，一个小立方体就是一个体元。 一定数目的体元按相应的空间位置排列即可构成三维立体图像。 4、随着高档超声仪器软件的不断开发， 三维成像不经过工作站可直接启动设备软件包进行三维重建或三维电影回放来完成。 成像方式：动态三维超声成像原理与静态基本相同。