血管内超声成像探头的现状与研究进展
血管内成像技术的国内外研究现状及发展趋势
血管内成像技术的国内外研究现状及发展趋势一、引言血管内成像技术是一种非侵入性的医学检查方法，通过对人体内部的血管进行成像，可以帮助医生了解患者的病情，为治疗方案提供参考。
随着科技的不断进步，血管内成像技术也在不断更新换代。
本文将从国内外两个方面综述血管内成像技术的研究现状及发展趋势。
二、国外研究现状1. CT血管造影技术CT血管造影技术是目前国外应用最广泛的一种血管内成像技术。
该技术可以通过对人体进行X光扫描，获取患者体内血管结构信息，并通过计算机重建图像进行分析。
该技术具有分辨率高、速度快等优点，在临床应用中得到广泛关注。
2. MRI血管成像技术MRI血管成像技术是一种基于核磁共振原理实现的非侵入性检查方法。
该技术可以获取患者体内各种组织和器官的图像信息，并对其进行三维重建和分析。
与CT相比，MRI具有更高的空间分辨率和对软组织的成像能力，但成本较高，适用范围相对较窄。
3. 介入血管成像技术介入血管成像技术是一种通过导管将造影剂注入患者体内，然后通过X光或CT等成像设备进行检查的方法。
该技术可以直接观察到患者体内的血管结构及其病变情况，对于疑难病例具有重要的诊断价值。
三、国内研究现状1. CTA技术CTA技术是目前国内应用最广泛的一种血管内成像技术。
该技术已经得到了广泛的应用，并取得了一定的临床效果。
随着计算机科学和医学影像学领域的不断发展，CTA技术在未来还有很大的发展空间。
2. MRA技术MRA技术是一种基于核磁共振原理实现的非侵入性检查方法。
该技术在国内尚处于起步阶段，但随着MRI设备和核磁共振技术不断更新换代，MRA技术也将迎来更广阔的发展前景。
3. 介入血管成像技术介入血管成像技术在国内也得到了广泛的应用。
随着介入治疗技术的不断发展，介入血管成像技术也将迎来更广阔的发展前景。
四、发展趋势1. 三维重建技术随着计算机科学和医学影像学领域的不断发展，三维重建技术已经成为了血管内成像技术的一个重要方向。
血管内成像技术的国内外研究现状及发展趋势
血管内成像技术的国内外研究现状及发展趋势
董建令;权恩卓
【期刊名称】《中国药物与临床》
【年(卷),期】2004(004)001
【摘要】现代医学对于血管疾病诊断的准确性提出了越来越高的要求，传统的影像学诊断方法，包括磁共振血管成像和血管造影成像等，虽然能够较好地呈现出血管的外部形态或内部轮廓，但是无法对血管壁和血管腔的局部细节信息，如血管壁动脉硬化斑块的大小、成分、裂纹的几何形貌等进行成像，而这些信息对于血管的完整性进行评定和预测有着重要的意义。
【总页数】6页(P5-10)
【作者】董建令;权恩卓
【作者单位】清华大学核能技术设计研究院,100084;清华大学核能技术设计研究院,100084
【正文语种】中文
【中图分类】R445
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1.光学相干断层成像与血管内超声成像技术应用对比 [J], 高颖
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超声造影成像技术的发展现状和应用前景
超声造影成像技术的发展现状和应用前景随着医学技术的不断发展，超声造影成像技术成为了临床诊断中非常重要的一项技术，尤其在肝脏、心脏和甲状腺等方面的检查中应用越来越广泛。
超声造影成像技术在分析疾病病变过程中，提供了准确的病灶位置信息，从而指导治疗和监测疗效。
超声造影的原理是在静脉内注射微小气泡后，超声波可以通过其间隔来进行成像。
这些微小气泡在血管中的分布则反映了血流量，当微小气泡受到超声波的激励时，它们就会振动，从而产生信号，这些信号被接收器接收并转换为图像。
超声造影技术的发展可追溯至1980年代，当时的成像质量非常低。
然而在当代，超声造影成像技术已经能够以高精度、高质量、高时空分辨率进行非侵入性的检查。
目前，超声造影技术已经成为了医学影像学中必不可少的技术之一，其发展趋势也是日新月异。
超声造影技术在肝脏检查中具有较高的准确性和安全性，成为了肝癌诊断和治疗过程中的重要工具。
近年来，基于超声造影成像技术的肝癌治疗技术也日渐成熟，包括肝脏微泡化疗和高强度聚焦超声切除技术等。
尤其是高强度聚焦超声切除技术，已经在肝癌治疗中得到了广泛应用，可以在不影响周边正常组织的情况下对病灶进行准确的切除。
超声造影技术在心脏病诊断和治疗上也有着广泛的应用。
通过超声波的反射信号，可以获取到心脏的几何形态和运动状态，从而为心脏病的诊断和治疗提供有力的支持。
目前，基于超声造影技术的心脏治疗技术也在不断发展，包括心房颤动消融术、二尖瓣修复术和先天性心脏病介入治疗等。
尽管超声造影成像技术的应用前景广阔，但仍存在一些问题需要解决，例如成像分辨率与深度、难以检测到微小血管的问题、以及气泡寿命的控制等。
随着新的材料和技术的不断出现，这些问题的解决方案也会越来越多样化。
总之，超声造影成像技术作为一种非侵入性、低剂量、高安全性的影像检查技术，正逐渐成为医学影像学中的重要技术之一。
尤其在肝脏、心脏等病症的诊断和治疗中具有广泛应用前景。
随着技术的不断发展和创新，超声造影成像技术有望在医学实践中发挥越来越大的作用。
血管内超声成象
• 3.三维重建：容积像素 • 4.显示方式：完成三维
• 2.图像数字化和切割 (segmentation)：数字化的横
断面图像被储存进一个光盘中。图像的切割和重构模式目 前有三种：
• (1)网格模式，不同构成成分的形态是自动或人为定义的， 邻近横切面的形态被直线相连，这种方法远不能显示复杂 的几何形态结构。
• (2)阈值双图形法，所有像素的回声强度分属于阈值的上下 两部分，构成两幅图像，其优点是完全自动化评估几何形 态，缺点是壁病理结构的灰阶信息被丢失。
• 虽然如此,IVUS检查仍有很多问题需要进一步解决,比如IVUS较高的费用 限制了它的进一步普及推广,包括易损斑块的早期识别等在内的技术问 题也尚需进一步探讨。相信在广大同仁的努力下,随着我国经济的发展 和医疗技术水平的提高,IVUS应用会日益广泛,技术不断提高,使越来越多 的患者受益
IVUS设备
• 1 超声导管
• 超声导管的种类很多，可根据靶血管选择不同外径和长度的导 管。超声导管核心部件是安装在导管顶端的超声晶片。导管探头 分为机械和电子相控阵两类，前者包括旋转式单晶片和晶片固定 而旋转一声学反光镜两种。单晶片位于一可弯曲的轴心头端，轴 心在外鞘管内以1800转/分的速度旋转，超声束环绕血管周径做 360°扫描，以30帧/秒获取血管横切面的超声图像。电子相控阵 式超声导管有32～64个晶片组成，呈环状排列于导管顶端，同时 向360°方向发送超声束，获得血管横断面图像。目前的导管探 头轴向分辨力可达到80～100μm，侧向分辨力150～200μm，探 测深度6～16mm，频率通常为20～30MHz。频率过高时，因血 液中红细胞的大量散射可能产生较多的伪差，同时，声束的穿透 力减低；而频率较低(20MHz)的晶片分辨力随之下降，主要用于 心腔内和主动脉内的超声成像检查。
血管介入治疗中的超声成像技术
血管介入治疗中的超声成像技术1. 引言血管介入治疗是指通过导管等技术将治疗器械送入血管内，以达到治疗目的的一种方法。
与传统手术相比，血管介入治疗具有创伤小、恢复快等优点。
然而，由于血管内器械与血管内壁相对静止，难以观察治疗过程，因此需要借助图像学技术来辅助操作。
超声成像技术在血管介入治疗中发挥着极为重要的作用。
本文将从超声成像技术的原理、应用、优缺点等多个方面进行探讨。
2. 原理超声成像技术是利用声波在介质中的传播性质，获取生物组织内部结构信息的一种方法。
在血管介入治疗中，超声探头通过向体内发送超声波，然后接收反射回来的信号并将信号转化为图像。
超声成像技术按照信号回传的不同，可分为B超、血流成像、三维成像等多种模式。
其中B超是最常用的一种模式，通过反射回来的超声波图像，可以清晰地观察血管内部的情况。
血流成像可以实时观察血流速度，从而评估狭窄程度、血管瘤的血供情况等。
三维成像则可以在三维空间中展示血管内部的情况，具有更高的空间分辨率。
3. 应用血管介入治疗中，超声成像技术的应用非常广泛。
一般而言，超声技术主要用于三个方面：导管的放置、病变诊断以及治疗监测。
导管的放置导管放置是血管介入治疗的关键环节之一。
通过超声技术，可以实时跟踪导管的位置，避免误刺和损伤血管壁，确保导管放置的成功率。
病变诊断超声成像技术可以清晰地显示血管内部的情况，对于血管狭窄、血管瘤等病变的诊断具有极高的准确性。
治疗监测治疗是血管介入治疗的重点环节之一。
超声技术可以实时监测治疗的进展情况，例如使用封堵剂治疗动脉瘤时，可以通过超声成像监测封堵剂的输送过程。
4. 优缺点超声成像技术具有以下优点：(1) 无需放射线超声成像技术是一种非放射性诊断技术，不会对生物组织产生辐射影响，对患者安全性高。
(2) 实时性强超声成像技术可以实时显示血管内部的情况，方便操作人员及时做出决策。
(3) 入侵性小超声探头的直径仅有几毫米，与导管相比较轻便，可以减少对血管壁的损伤。
血管成像技术最新进展与应用
血管成像技术最新进展与应用一、血管成像技术概述血管成像技术是一种用于观察和分析血管结构及其功能的医学影像技术。
随着医学影像学的发展，血管成像技术已经成为诊断和治疗血管相关疾病的重要手段。
本文将探讨血管成像技术的最新进展及其在医学领域的应用。
1.1 血管成像技术的核心特性血管成像技术的核心特性主要包括高分辨率、高对比度、无创性和实时性。
高分辨率使得医生能够清晰地观察到微小血管的结构；高对比度有助于区分血管壁和血液；无创性减少了患者接受检查时的不适和风险；实时性则允许医生在手术过程中实时观察血管的变化。
1.2 血管成像技术的应用场景血管成像技术的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 心血管疾病的诊断：通过血管成像技术，医生可以观察到心脏血管的狭窄、阻塞等病变情况。
- 脑血管疾病的诊断：对于脑卒中、动脉瘤等疾病，血管成像技术能够提供重要的诊断信息。
- 肿瘤血管生成的观察：血管成像技术可以观察到肿瘤周围新生血管的形态和功能，为肿瘤治疗提供依据。
- 外周血管疾病的诊断：对于下肢动脉疾病、深静脉血栓等外周血管疾病，血管成像技术同样具有重要价值。
二、血管成像技术的发展历程血管成像技术的发展历程是一个不断革新和完善的过程，需要医学影像学、生物医学工程等多个学科的共同努力。
2.1 血管成像技术的早期发展早期的血管成像技术主要依赖于X射线和超声技术。
X 射线血管造影能够提供血管的形态信息，但存在辐射风险；超声技术则是一种无创的检查手段，但其分辨率和深度有限。
2.2 血管成像技术的关键技术随着技术的发展，血管成像技术的关键技术包括：- 计算机断层扫描血管造影(CTA)：利用高速旋转的X 射线管和探测器获取血管的三维图像。
- 磁共振血管成像(MRA)：利用磁场和射频脉冲激发血管中的氢原子，通过检测其信号来重建血管图像。
- 超声造影：通过注射微泡增强剂，提高超声成像的血管显示效果。
- 光学相干断层扫描血管成像(OCT)：利用近红外光的反射和散射特性，获取血管的高分辨率横截面图像。
血管内超声成像探头的现状与研究进展
血管内超声成像探头的现状与研究进展随着现代科学技术的发展，血管成像技术逐渐朝向多样化方向发展，该项技术的不断研发推动着我国针对心血管疾病治疗技术的前行，其中，血管内超声成像探头技术就是通过在导管的前段安装一个微型超声探头从而获取血管内部管腔的横截面图像，该图像在一定程度上可以很好的说明冠状动脉血管内的情况，因此被看作为现阶段心血管疾病最为准确的检验标准之一，基于此，本文通过对血管内超声成像探头技术发展的现状与进展进行分析，找到未来治疗心血管疾病的新出路与新方向。
标签：超声成像；冠状动脉；微型探头心血管疾病一直被看作为人类历史上严重制约人类健康生存与发展的障碍之一，世界上每年大约有超过2千万人口死于心血管疾病，且该种疾病随着社会发展程度与速度的加快而扩展。
传统意义上针对心血管疾病一般采用冠状动脉造影技术来测定冠状动脉内部的斑块长度与血管内狭窄度来测定血栓，但由于投射角度的限制在实际操作中并不能准确的显现出其真实情况，而血管内超声成像技术可以从血管内部来测定血管腔的大小与结构，是现阶段较为先进的心血管疾病测定技术之一。
1 血管内超声成像探头的现状血管内超声成像也被称之为Intravascular Ultrasound，即IVUS技术，是一种将微型超声探头安装在导管前段的技术，通过专业技术将导管深入到血管内从而探查血管管壁的大小与结构，是现阶段一种相对有效、直接、高质量的超神诊断技术[1]。
从技术角度来看，决定图像质量的关键在于超声波的频率与分辨率，但超声的穿透力会随着频率的增加而明显降低。
IVUS所采用的导管其直径不会超过3 mm，在探查冠状动脉内部结构所使用的探头超声频率为30 MHz左右，是一种近距离成像技术。
根据技术设计的初衷与方法不同，可以将IVUS成像系统分为两种典型的类型，分别为机械旋转类型与相控阵类型两种。
前者的构成原理是电机转速保持在1800转/min时，引导导体内的单阵元换能器进行相应的旋转，从而实现信号的发出与接收，完成绘制图像。
血管超声的进展趋势
血管超声的进展趋势
血管超声是一种无创、安全、无放射线的检查方法，广泛应用于临床医学中，特别是心血管疾病的诊断和治疗过程中。
随着科学技术的不断发展，血管超声在以下几个方面有着不断的进展趋势：
1. 分辨率的提高：随着超声波技术的进步，血管超声的分辨率越来越高，可以更精细地观察血管内部的结构和血流情况，提供更准确的诊断信息。
2. 三维超声技术的应用：传统的血管超声是二维图像，但随着三维超声技术的应用，可以实现对血管结构的全面观察，更方便医生进行疾病的诊断和治疗。
3. 彩色多普勒血流成像的发展：彩色多普勒血流成像可以显示血流的速度和方向，帮助医生准确评估血管狭窄、堵塞等情况，为治疗方案的选择提供更可靠的依据。
4. 弹力成像技术的应用：血管超声中的弹力成像技术可以测量血管的弹性特性，帮助医生评估血管的硬度和组织病变情况，有助于早期发现和预防心血管疾病的发展。
5. 高频超声技术的推广：高频超声技术可以提供更高的分辨率和更好的对比度，特别适用于观察小血管和浅表血管，对于一些微创手术的引导具有重要意义。
总体来说，血管超声技术在分辨率、三维成像、血流成像、弹性成像和高频超声等方面都有了显著的进展，使得血管超声在心血管疾病诊断和治疗中发挥的作用更加准确和重要。
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血管内超声成像探头的现状与研究进展
作者：董巧丽
来源：《中西医结合心血管病电子杂志》2016年第04期
【摘要】随着现代科学技术的发展，血管成像技术逐渐朝向多样化方向发展，该项技术的不断研发推动着我国针对心血管疾病治疗技术的前行，其中，血管内超声成像探头技术就是通过在导管的前段安装一个微型超声探头从而获取血管内部管腔的横截面图像，该图像在一定程度上可以很好的说明冠状动脉血管内的情况，因此被看作为现阶段心血管疾病最为准确的检验标准之一，基于此，本文通过对血管内超声成像探头技术发展的现状与进展进行分析，找到未来治疗心血管疾病的新出路与新方向。
【关键词】超声成像；冠状动脉；微型探头
【中图分类号】R541.4 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-6681.2016.04.00.02
心血管疾病一直被看作为人类历史上严重制约人类健康生存与发展的障碍之一，世界上每年大约有超过2千万人口死于心血管疾病，且该种疾病随着社会发展程度与速度的加快而扩展。
传统意义上针对心血管疾病一般采用冠状动脉造影技术来测定冠状动脉内部的斑块长度与血管内狭窄度来测定血栓，但由于投射角度的限制在实际操作中并不能准确的显现出其真实情况，而血管内超声成像技术可以从血管内部来测定血管腔的大小与结构，是现阶段较为先进的心血管疾病测定技术之一。
1 血管内超声成像探头的现状
血管内超声成像也被称之为Intravascular Ultrasound，即IVUS技术，是一种将微型超声探头安装在导管前段的技术，通过专业技术将导管深入到血管内从而探查血管管壁的大小与结构，是现阶段一种相对有效、直接、高质量的超神诊断技术[1]。
从技术角度来看，决定图像质量的关键在于超声波的频率与分辨率，但超声的穿透力会随着频率的增加而明显降低。
IVUS所采用的导管其直径不会超过3 mm，在探查冠状动脉内部结构所使用的探头超声频率为30 MHz左右，是一种近距离成像技术。
根据技术设计的初衷与方法不同，可以将IVUS成像系统分为两种典型的类型，分别为机械旋转类型与相控阵类型两种。
前者的构成原理是电机转速保持在1800转/min时，引导导体内的单阵元换能器进行相应的旋转，从而实现信号的发出与接收，完成绘制图像。
后者则是使用电子相控阵系统，系统使用多个超声传感器有规律的阵元排列起来，并借助时序调控方法形成所需要的图像。
整个系统都有一整套完整的编码进行控制，当第一组超声传感器发出超声信号时，第二组则同步接受回馈的信号，不同阵组将多样化的信号融合在一起形成完整的图像[2]。
两种系统都可以准确、高质量的形成所需要的图像，而之间的差异也主要是由于设备构
成结构与使用方法引起的。
不同的系统内的换能器有着相异的特点，相应的导管都有着非常明显的差异设计，后者采用环阵设计可以获得更好的稳定性与可操控性，但是获取的探测信号相对较弱，因此形成的图像分辨率也相对前者较低。
机械旋转式探头可以调整中心的频率高达40 MHz，从而获得更好地图像分辨率，但是在扫描的过程中因为是旋转的，因此也会生成伪影。
而相控阵探头则不会产生伪影，且操作简便，但是图像的分辨率较小[3]。
2 血管内超声成像探头技术发展
IVUS技术随着微电子技术的发展也在不断前行，大部分探头的材料是使用带压电陶瓷材料，该种材质的机械性强度较好，且造价相对较低，可以普遍的应用在国内大部分医疗中心，而为了获得更好的图像分辨率，就必须对材料进行升级，因此IVUS复合材料应运而生[4]。
复合材料所制作的探头其分辨率更好，但制作成本相对较高，而随着MEMS（微机电系统）技术的衍生与发展，出现了一种更加微型化的换能器——CMUTs，该换能器的电极极具弹性，因此只有施加相应的电压就会产生声波，而且该设备可以借助光刻技术进行制造，且可以利用MEMS技术制作形状相异的换能器阵列[5]。
此外，CMUTs设备的频率不是固定的，它可以在工作过程中根据电压流动与数值做出相应的改变，在导航的过程中可以降低频率从而完成更深的穿透，而在做出相应的诊断时则采用较高频率，从而获得高分辨率图像。
需要注意的是，该换能器是现阶段相对先进的设备，可以实现3D-血管内超声成像，因此所显示出的图像画面更加直接生动，帮助医生更加准确的判断病情。
现有的IVUS探头产品市场基本被两家公司占领，随着压电材料和制作工艺的不断发展，特别是MEMS加工技术的发展，IVUS探头技术也在频率、带宽、分辨率等方面不断的进步[6]。
未来的发展趋势仍然是通过引入新型材料，创新制造工艺，朝着高性能方向不断发展。
特别是结合材料科学、集成电路芯片技术的革新，IVUS换能器将向着进一步小型化以满足细小血管的成像需求，多阵元阵列化满足多模式成像与成像治疗相结合等方向发展。
3 讨论
综上所述，在现代技术发展的推动下，血管内超声成像技术成为衡量心血管疾病的重要技术方法之一，它可以更加直观、便捷、准确的判断病患的情况，且随着生物科技的发展，其所生成的图像清晰度更高，甚至可以生成3D图像，由此可见，血管内超声成像技术值得临床广泛推广与应用。
参考文献
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本文编辑：吴宏艳。