血管内光声成像的研究进展

血管内光声（IVPA）成像是近年来发展起来的一种微创血管内成像技术,结合了光声信号激发阶段光吸收较高的对比度和光声信号发射阶段超声检测较高的分辨率,根据斑块成分对光的吸收差异检测和区分动脉粥样硬化斑块,可对斑块的形态和成分做更为全面的了解。介绍IVPA成像系统的研究现状、血管内超声(IVUS)/IVPA组合成像导管的设计与改进,以及在光谱成像、热成像、分子成像和对冠状动脉支架成像方面的应用现状,指出目前存在的问题,并对未来的研究进行展望。     

生物感应式磁声成像的研究现状

生物感应式磁声(MAT-MI)成像是一种新型功能成像技术,融合电磁技术、超声技术和多物理场探测与成像技术,具有电阻抗成像的高对比度以及超声扫描成像的高空间分辨率的特点,能够反映生物组织的电导率变化信息,达到对病变组织进行早期诊断的目的。将MAT-MI与内窥检测技术相结合,则可直接检测生物腔体组织(如鼻腔、消化道以及血管等)病变的情况,为腔体组织疾病的诊断和治疗提供更及时可靠的依据。在分析MAT-MI的成像原理的基础上,对其正/逆问题的研究现状进行综述,并探讨内窥感应式磁声成像的可行性以及所面临的技术难点。     

生物组织非接触光声层析成像

在光声成像中,超声信号通常需要采用接触传感器探测,这使其在很多应用中受到很大的限制,如脑功能成像。为了替代接触探测器实现非接触的光声层析成像(NCPAT),激光干涉技术被用于远程获取超声信号。本文搭建了非接触光声层析成像系统,系统采用波长为532 nm、能量17.5 m J/cm~2的激光作为光声激发源,激光外差干涉仪作为光声信号的远程探测系统,对实际生物组织模型进行了旋转几何的光声信号探测。利用激光外差干涉仪探测到的光声信号,进行反投影算法的图像重建。实验结果表明在具有组织散射特性的模型中,激光外差干涉仪在2.25 MHz带宽(峰值下15 d B强度的信号宽带)下,NCPAT成像系统可以识别500μm直径的黑色微球,并实现了在强散射介质中多层结构的光学对比成像。这将扩展光声和超声在体成像在生物医学领域的应用范围。     

生物组织非接触光声层析成像EI北大核心CSCD

在光声成像中,超声信号通常需要采用接触传感器探测,这使其在很多应用中受到很大的限制,如脑功能成像。为了替代接触探测器实现非接触的光声层析成像(NCPAT),激光干涉技术被用于远程获取超声信号。本文搭建了非接触光声层析成像系统,系统采用波长为532 nm、能量17.5 m J/cm^2的激光作为光声激发源,激光外差干涉仪作为光声信号的远程探测系统,对实际生物组织模型进行了旋转几何的光声信号探测。利用激光外差干涉仪探测到的光声信号,进行反投影算法的图像重建。实验结果表明在具有组织散射特性的模型中,激光外差干涉仪在2.25 MHz带宽(峰值下15 d B强度的信号宽带)下,NCPAT成像系统可以识别500μm直径的黑色微球,并实现了在强散射介质中多层结构的光学对比成像。这将扩展光声和超声在体成像在生物医学领域的应用范围。     

基于时域后向投影的光声谱成像系统研究

光声谱成像是一种新的生物组织成像方法,它结合光学成像和超声成像的特点,可提供高分辨率和对比度的图像。采用波长532nm、重复频率10Hz的脉冲激光作为激励源,宽带PVDF非聚焦超声探测器频率响应范围为200kHz～15MHz,探测器以圆周扫描的方式采集样品的时域光声信号,并采用时域后向投影算法重建样品内部的二维光学吸收分布图像。实验表明,系统成像的空间分辨率小于1mm,重建的图像与原始样品完全吻合。     

基于焦区积分的高分辨率光声变焦显微成像

光声显微成像兼具高光学组织对比度,以及超声的高穿透深度和高空间分辨率的优点。但一方面在光声显微成像中,组织深层目标易被浅表目标屏蔽,另一方面其横向分辨率与焦深的矛盾一直限制了光声显微的成像质量。针对这两个问题,本实验搭建了一套基于超声分辨的光声显微成像系统。其采用一种非共轴的照明-探测方式来减少浅层组织对深层信息的影响,并且采用一种新的焦区积分算法来进行数据的处理,结合多次纵向变焦扫描来实现深层组织的高分辨探测。仿体实验表明,该方法可以在不同纵向深度上保持约0.6 mm的横向分辨率,与理论值相接近。裸鼠肿瘤成像结果表明,本文所提出的方法可以比普通的背向探测声聚焦光声显微成像方法在深度方向上获取更多的信息。随着超快脉冲激光和高速扫描方式的发展,本文所提出的方法有望在脑部血管成像、宫颈癌内窥成像、浅表肿瘤成像等方面得到较好的应用。     

放大内镜联合窄带成像技术在早期胃癌、癌前病变诊断中的应用及图像特征分析

目的:分析放大内镜联合窄带成像技术在早期胃癌、癌前病变诊断中的应用及图像特征.方法:回顾性分析自2018年7月-2019年12月本院收治的297例反复长期出现上消化道症状患者的临床资料,根据病理学检查结果作为诊断标准.患者均接受普通胃镜和放大内镜联合窄带成像技术检查,比较两种内镜诊断技术图像清晰度、检查结果和诊断价值.结果:放大内镜联合NBI在微血管、胃小凹形态及病变轮廓的图像清晰度均高于常规胃镜检查(P<0.05).297例患者病理学检查结果显示:早期胃癌35例,癌前病变164例,共检出199例早期胃癌及癌前病变患者.常规胃镜检查结果显示真阳性101例,真阴性58例,漏诊98例,误诊40例.放大内镜联合NBI检查结果显示真阳性187例,真阴性90例,漏诊12例,误诊8例.常规胃镜诊断早期胃癌及癌前病变的准确度、特异度、灵敏度分别为53.54％(159/297)、59.18％(58/98)、50.75％(101/199),放大内镜联合NBI诊断早期胃癌及癌前病变的准确度、特异度、灵敏度分别为93.27％(277/297)、91.84％(90/98)、93.97％(187/199).放大内镜联合NBI诊断早期胃癌及癌前病变的准确度、特异度、灵敏度均高于常规胃镜(P<0.05).结论:放大内镜联合窄带成像技术能清晰的显示病变的表面结构及微血管结构,可以比较准确的反映病变的病理学性质,同时预测病变的浸润深度,在早期胃癌、癌前病变的诊断中具有较高的应用价值.     

基于滤波反投影算法的血管内光声图像重建

将目前在光声断层（PAT）成像中得到广泛应用的滤波反投影（FBP）重建算法应用到血管内光声（IVPA）成像中,提出一种简单快速的二维图像重建方法。首先,对组织产生的光声信号进行滤波、逆卷积和时域一阶求导的预处理;然后,针对IVPA在血管腔内封闭成像的特殊性,采用权重法将预处理后的光声信号数据对导管以外的成像区域沿弧线进行反投影,得到成像平面内每个网格点处的初始光声压。最后,得到反映血管壁组织结构形态的横截面灰阶图像。对仿真血管模型的实验表明,采用所提出的方法重建IVPA图像的结构,相似性指标（SSIM）可达到 0.571 7。合理选择滤波函数、滤波截止频率以及测量位置数,可以提高IVPA重建图像的质量;对光声信号进行时域一阶求导处理,能有效地突出重建图像中的组织结构信息。该方法为后续图像重建算法的优化奠定基础。     

64层CT造影断层图像虚拟技术和CT仿真结肠镜的临床应用

背景：虚拟内窥镜能够充分显示结肠的解剖形态以及病变部位,并从狭窄、梗阻处两端观察肠腔的解剖和病变。结合三维图像还可了解肠壁以及腔外的情况,更有利于肿瘤的定性以及分期诊断。 目的：探讨64层CT造影断层图像虚拟技术和64层螺旋CT三维成像与仿真内镜在结肠肿瘤诊断中的应用价值。 方法：应用Philips/Brilliance 64 CT对10例术后病理标本证实的结肠癌(8例)和结肠息肉(2例)进行容积扫描。Mimics软件用Marching Cubes算法对肠管进行面绘制及用虚拟内镜法重建三维图像及基于CT造影二维图像对大肠及周围结构等各种组织进行三维重建,并与Brilliance workspace工作站三维成像和仿真内镜结果相比较。 结果与结论：10例三维成像效果良好,虚拟内镜与CT仿真内镜显示基本一致。虚拟结肠镜结合多结构数字模型重建可以提供更多信息,有助于病变的准确定位,能准确反映其复杂的解剖结构及空间毗邻关系。说明64层CT造影断层图像虚拟技术能达到与CT仿真内镜结合三维成像同样的敏感性和特异性,加上各种组织三维重建技术可以提供较仿真内镜更丰富的信息。     

生物磁光声联合成像的研究现状

超声(US)成像、光学相干断层(OCT)成像和磁共振成像(MRI)是临床常用的医学成像手段。此外,光声层析(PAT)和磁声(MA)成像是近年来新兴的多物理场耦合功能成像手段。将两种或者两种以上的成像手段结合起来形成多模态联合成像,可以使各成像模态的优点得到充分展现,对目标进行高精度和高分辨率的成像,精确识别病变组织,并对其功能成分进行定性和定量的分析。对US-PAT、US-OCT、PAT-OCT、US-PAT-OCT、磁光以及磁光声(MPA)联合成像,特别是对血管内联合成像的研究进展和临床应用前景进行综述,总结目前存在的问题,并展望未来可能的发展方向。     

高频超声灰阶血流成像系统的研究与实现

目的 探索高频超声的血流成像方法 和血流图像处理方法 ,以实现血流成像系统.方法 根据红细胞对高频超声的散射规律,使用20 MHz超声的机械、线性扫描探头,在一条扫描线上发射多次脉冲,利用脉冲回波相减法提取血流信息.使用模拟血管进行血流成像,并对血流图像进行分析处理.结果 用该高频超声灰阶血流成像系统对模拟血流进行成像,得到的血流图像边缘清晰,并且在对血流图像进行处理后,能很好地滤除血管周围组织产生的伪像,以增强血流信息,从而更好地观察血流形态.结论 在高频超声条件下,使用单脉冲即可提取较强的浅表血流信号,并通过滤除伪像,能实现高频超声条件下的灰阶血流成像.     

脂肪肝中肝肿瘤的不同超声表现

背景　脂肪肝和肝肿瘤是很常见的疾病。超声是目前检查诊断肝脏疾病的首选工具 ,然而有关肿瘤在脂肪肝中超声特征的报道较少。目的　分析在脂肪肝中肝肿瘤的超声表现特征 ,为其准确诊断提供依据。方法　我们对脂肪肝合并肝肿瘤 41处 (3 1例 )的超声图像进行分析研究 ,特别关注肿瘤图像内部的回声 ,边缘的回声 ,尤其是其后方回声的强弱情况 ,并把它们与无脂肪肝背景的 64个肝肿瘤 (3 8例患者 )的声像图进行比较。结果　将脂肪肝合并肝肿瘤组与无脂肪肝的肝肿瘤组进行比较 ,结果显示 :脂肪肝合并肿瘤组 (a)低回声肿瘤的数量增多 (2 9/ 41,70 .…     

血管内超声弹性成像研究进展

自1997年有学者将组织力学属性测定与血管内超声成像结合以后,血管内超声弹性成像(IVUSE)技术的发展方兴未艾.IVUSE是利用血管自身的搏动产生腔内压差,通过分析压缩前后的超声图像获取血管和斑块的应变、弹性模量等弹性参数进行成像.介绍了血管内超声弹性成像技术的成像原理,并根据成像参数的不同对IVUSE分2大类介绍其计算方法和目前进展情况,最后对此技术的发展趋势进行了展望.     

医学内镜成像机制及其关键技术的研究进展

本文根据光学分子影像学理论和内镜成像的基本原理,结合本项目组前期研究,综述了医学内镜成像的机制和关键技术。依据成像机制将医学内镜分为白光成像内镜、计算机虚拟色素成像内镜、荧光成像内镜、多光子非线性成像内镜、光声成像内镜和色谱成像内镜6类,其中计算机虚拟色素成像内镜分别采用了NBI技术、FICE技术和i-scan技术,荧光成像内镜采用了自体荧光成像技术、外源性非靶向荧光成像技术和光学分子成像技术。未来内镜应该是多模态内镜,即既有清晰的白光图像模式又具有细胞或分子成像模式,既能快速解剖定位又能实时定性,实现内镜下恶变细胞的精确识别和靶向治疗。     

腔内超声动脉血管壁弹性模量与运动估计

动脉弹性是了解心脑血管系统生理和病理的重要参数,超声弹性成像有希望成为组织病变诊断和力学特性评价的有效手段.本文利用血管内高频超声成像技术估计动脉血管的弹性模量和血管壁的运动,乳胶管对比实验验证了该方法的有效性.通过动脉管壁分段结合内外壁拟合,可有效地估计动脉管壁的内径、外径、壁厚及其变化,避免管壁不规则形状的影响;采用光流法估计血管壁的收缩和扩张运动,内外管壁运动的区别使得血管壁分层结构和非均匀管壁的弹性测量与成像成为可能.     

提高光声成像质量的Renyi熵方法

针对光声成像数据采集系统中获得的超声数据存在杂波问题,提出一种先基于Renyi熵分离超声信号和杂波,再利用分离后的超声数据进行光声成像的方法。光声成像平台实验表明,通过Renyi熵的直方图来选择超声信号和杂波分离的阈值,可以有效地滤除超声信号中的大部分杂波。成像重构的评估结果也验证了该结论。可见,该文提出的方法能有效滤除超声采集数据中的杂波,从而提高光声成像的质量。     

囊性肾细胞癌5例超声特征及诊断体会

目的:提高对囊性肾细胞癌的认识.方法:回顾我院5例经病理诊断为囊性肾细胞癌病例的超声图像、临床症状和预后随访.结果:肿瘤声像图在肾囊肿的基础上,分为(1)单房囊肿型(2例),囊壁见光斑,不均匀增厚,或乳突状突起.(2)多房囊肿型(2例).(3) 低回声实体型(1例).CDFI、CDF在肿瘤的周围、内部及囊壁均无明显异常血流信号.5例患者均无明显临床症状,特别是血尿,全部为透明细胞癌,均行根治性切除术,无淋巴转移,均无复发和转移.结论:囊性肾细胞癌是一种罕见的肾细胞癌,是少血管性肿瘤,一般为早期,临床上一般无症状,预后较好.超声显示复杂性囊肿在临床上要引起重视.     

多层螺旋 CT 血管成像、DSA在脑血管畸形病变中的应用初探

目的:研究多层螺旋CT血管成像、DSA在脑血管畸形病变中的应用价值.方法:选取本院2018年10月-2021年10月收治疑似脑血管畸形患者112例,对比多层螺旋CT血管成像、DSA图像质量、多层螺旋CT血管成像对脑畸形患者检查结果的准确度、灵敏度、特异度、及患者对多层螺旋CT血管成像CT、DSA满意度.结果:多层螺旋CT血管成像CT、DSA图像评分质量比较无差异(P>0.05);以DSA检查确诊70例脑畸形患者为对照,多层螺旋CT血管成像确诊为64例,漏诊误诊为6例,准确度为92.85％.多层螺旋CT血管成像诊断灵敏度特异度分别为88.57％、95.23％,多层螺旋CT血管成像患者满意度(94.28％)高于DSA检查(80.00％)(P<0.05).结论:多层螺旋CT血管成像诊断脑血管畸形率与DSA相近,患者检查满意度高,值得在临床推广.     

滋养细胞肿瘤DNA图像定量分析

目的:探讨图像分析技术对滋养细胞肿瘤DNA定量分析的应用价值.方法:应用图像分析技术对33例滋养细胞肿瘤细胞核DNA含量进行了定量测定和比较.结果:从正常绒毛→良性葡萄胎→恶性葡萄胎→绒毛膜癌:DNA含量和非整倍体细胞呈增高趋势.恶性葡萄胎和绒毛膜癌明显高于良性葡萄胎和正常绒毛,有显著性差异(P<0.01).良性葡萄胎高于正常绒毛,但两者相比无显著性差异(P>0.05).绒毛膜癌高于恶性葡萄胎,但两者相比亦无显著性差异(P>0.05).结论:图像分析仪对滋养细胞肿瘤DNA定量分析,可对该肿瘤的诊断、化疗、预后提供重要信息.     

基于光流的超声图像肌肉厚度自动测量方法

超声成像具有无辐射、实时且成本低廉等优点,被广泛应用于人体肌肉特性的研究.传统方法利用人工从超声图像中提取肌肉厚度,主观性强,测量时间长且容易出错.本研究提出一种基于光流的肌肉厚度自动测量新方法,采用仿射光流来跟踪表层与深层的肌筋膜,基于肌筋膜与测量位置的几何关系,自动计算出肌肉的厚度.在连续运动条件下,对10位健康志愿者的大腿动态超声图像进行跟踪测量.结果表明,该法与人工测量结果的平均绝对误差为(0.24±0.22)mm,相关系数达0.93,在Matlab环境下测量速度达10帧/s,证明该方法在自动测量肌肉厚度上的准确性与高效性,在生物力学、肌肉骨骼建模等方面具有广阔的应用前景.