三维超声成像原理及其发展

本文回顾了三维超声成像在医学领域的发展过程,介绍了三维超声成像的原理,不同的实现方案,并详细剖析了三维超声成像中遇到的图像定位、三维图像重建、不规则采样平面处理以及三维超声图像的分割问题。讨论了现有的发展水平及未来的发展方向。     

超声三维成像技术的发展与应用

随着现代生物医学工程技术的迅速发展,工程技术与医学技术的有机结合,使超声二维成像技术向三维成像的发展成为可能。超声三维成像从1974年开始研究,首先采用的是机械臂方法,1976年提出了回声定位法,1977年应用电磁定位法,1986年利用经食道超声探头(IEE)获得静态三维图像,1990年用回拉式IEE探头成功重建了动态心脏三维图像。     

浅析三维超声成像在胆囊息肉及胆囊癌的临床诊断分析

对正常胆囊、胆囊息肉及胆囊癌进行三维超声成像研究,描述了正常胆囊及胆囊病变的立体图像特征,并与手术结果进行对照。结果表明：在一定程度上三维超声成像弥补了两维超声的不足,所建图像清晰、直观、立体感强,与术中所见一致,三维超声成像有助于胆囊内病变的定位诊断。     

超声成像新技术及其临床应用

超声成像是临床上应用最广泛的医学成像模式之一.近年来,随着电子技术、计算机技术的发展,超声成像设备在成像方法和技术等层面上不断得到改进,临床诊断能力也得到进一步提高.本文主要介绍二维和三维超声成像的新技术及其临床应用,包括自适应图像处理、编码激励、大视野成像、空间复合成像、三维成像技术等.     

一种经直肠三维超声成像系统

本文设计并完成了一种经直肠三维超声成像系统。该系统主要用于前列腺的三维超声成像,通过采集经直肠二维超声图像序列来重建三维图像,并可用于前列腺的穿刺导引。系统由硬件设备和软件程序两部分组成,硬件设备包括用于固定直肠探头并进行旋转扫描的机械装置、步进电机、步进电机控制电路、二维B超成像系统,以及计算机(PC)工作站;软件程序包括控制电路的单片机程序和PC工作站的软件程序。通过水和琼脂对该系统进行了验证,试验结果表明通过该系统能够采集到目标体的三维超声图像,且精度较高。     

三维超声成像在胎儿畸形诊断中的应有价值

目的探讨三维超声成像在诊断胎儿畸形的临床应用价值。方法对53例14-40周胎儿畸形进行常规二维超声检查,及经腹三维容积探头采用表面成像、透明成像、多平面成像模式三维成像。结果①胎儿畸形53例其中常见畸形为神经系统、心血管系统、颌面部位及多发畸形。②实时三维超声表面成像可直观反映胎儿体表结构的表面细微特征、立体形态及相互间的位置关系,并实现了对胎儿运动的立体图像的实时观察,提高了其诊断的准确性;透明成像模式则能成功显示胎儿体内的骨性结构;多平面成像模式则可对感兴趣区进行多角度的观察。结论实时三维超声的成像技术可弥补二维超声的不足,可提高胎儿畸形的诊断水平。     

超声成像换能器技术的发展

作为超声波发射和回波接收器件的换能器,始终是医学超声成像系统中最为关键的声学部件.随着超声成像换能器技术的不断发展使超声图像更清晰,更直观.主要论述新型压电复合材料换能器、压电单晶材料换能器、宽频带换能器、三维成像换能器和电容式微加工换能器的技术发展及其展望.     

超声三维成像综述

本文对超声三维成像的发展及国内外的研究现状进行了综述，简单介绍了超声三维成像的理论和方法，另外，将超声三维成像在临床中的应用做了较为广泛的概括，最后，文中讨论了影响三维重建效果的因素，并提出了一些值得关注的研究方向。     

基于磁定位器的手动三维超声图像标定

与二维超声相比，三维超声图像可以提供更多更详细的位置信息，有利于定位精度的提高。在基于磁定位器的手动三维超声成像中，可以直接获得各幅图像所对应的磁定位接收器位置和姿态，仍然需要做进一步的标定才能得到各幅图像在世界坐标系的位置。标定目标是获得磁定位接收器与超声图像之间确定的位置姿态关系。为此，设计制作了一种N形线模板，将其斜置于水槽中，从不同的位置和角度扫描该模板，每幅图像上将有3个亮点，以“N”斜线上的点作为特征点，采用最小二乘法进行标定计算，获得了磁定位接受器与超声图像之间的位姿关系。实验证明该标定方法简单易行，标定精度满足超声引导的需求，为进一步三维重构奠定了基础。     

Freehand三维超声体数据重建的最新研究进展

Freehand三维超声成像系统因其扫描方式自由、能提供更大的成像视角和更高的图像分辨率等优点,比较符合医生习惯和手术室环境,成为近年来超声影像引导介入手术的主要研究方向。Freehand三维超声从一系列不规则的二维B超图像入手,重构器脏结构的三维体数据,并进行三维渲染显示。体数据重建是Freehand三维超声成像系统的关键技术,对提高重建图像质量有着重要的作用。对Freehand三维超声体数据的重建算法进行归纳和分类,比较分析其中的典型算法,最后对Freehand三维超声体数据重建算法的研究状况和未来的发展方向进行展望。     

Ultrasound imaging

Ultrasound imaging is now in very widespread clinical use. The most important underpinning technologies include transducers, beam forming, pulse compression, tissue harmonic imaging, contrast agents, techniques for measuring blood flow and tissue motion, and three-dimensional imaging. Specialized and emerging technologies include tissue characterization and image segmentation, microscanning and intravascular scanning, elasticity imaging, reflex transmission imaging, computed tomography, Doppler tomography, photoacoustics and thermoacoustics. Phantoms and quality assurance are necessary to maintain imaging performance. Contemporary ultrasonic imaging procedures seem to be safe but studies of bioeffects are continuing. It is concluded that advances in ultrasonic imaging have primarily been pushed by the application of physics and innovations in engineering, rather than being pulled by the identification of specific clinical objectives in need of scientific solutions. Moreover, the opportunities for innovation to continue into the future are both challenging and exciting.     

Pseudonoise coded ultrasonic holographic imaging

In this paper, a pseudonoise (PN) coded ultrasonic holographic imaging system design is studied with computer simulation. A system utilizing PN coded phase-modulated ultrasonic signals is capable of yielding both high lateral and high range resolution. It is found that the time for data acquisition and image reconstruction is much less than that required for some comparable methods. The PN coded imaging system also has excellent noise immunity, and this is of great practical importance. Some results for a simulated three-dimensional imaging geometry are shown to demonstrate the characteristics of PN coded ultrasound systems.     

Design and evaluation of a novel breast cancer detection system combining both thermoacoustic (TA) and photoacoustic (PA) tomography

We have developed a novel scanner for breast cancer detection, integrating both thermoacoustic and photoacoustic techniques to achieve dual contrast (microwave and light absorption) imaging. This scanner is nonionizing, low cost, and can potentially provide high-resolution, dual modality three-dimensional images of the breast. The scanner uses front instead of side breast compression and dry instead of gel ultrasonic coupling. Here we present the design of the breast scanner along with initial tissue phantom study results as a precursor to an actual patient study.     

现代显微成像技术及其在细胞生物学中的应用

具有高分辨率、能活体观察和三维成像的现代显微成像技术的产生和发展,为细胞生物学研究提供了有效的工具。我们在本文中阐述了几个重要的现代显微成像技术原理和技术要点以及在细胞生物学中应用的现状,包括光学显微术、电子显微术和荧光探针技术及相关技术,并对现代显微成像术的发展进行了展望。     

四维超声心动图成像方法学探讨（上）——方法学的建立

四维(动态三维)超声心动图是一项新的超声诊断技术,因其能客观再现心脏的立体结构而引起人们的兴趣与重视,本文介绍了四维超声心动图成像原理、步骤等方法学问题并对其进行了讨论。     

脑胶质瘤切除术中辅助检测与精准操作技术概况

围绕胶质瘤术中的辅助检测与精准操作技术应用，论述磁共振成像、超声成像、荧光显像技术、表面增强拉曼散射技术等多种辅助技术和方法在胶质瘤术中环境应用上的优缺点，并探讨了偏振光学成像技术在脑胶质瘤术中残余检测的可行性，通过现有技术的对比分析，提出未来研究方向。     

超声弹性成像在肿瘤热疗无创监测中的应用

微波或射频热消融已成为肿瘤治疗的一种重要手段。实时准确地监测肿瘤热消融温度和热凝固区变化是保证治疗安全、取得良好疗效的关键。肿瘤热疗超声无创监测技术一直是国内外研究的热点。超声弹性成像作为一种新的超声组织定征技术,在肿瘤热疗无创监测方面正受到越来越多的关注。本文介绍了基于静态弹性成像、声辐射力弹性成像以及运动电极弹性成像进行肿瘤热疗无创监测的原理及方法,概述了国内外研究现状,并从以下方面总结了发展方向：如何实现活体内监测、如何结合现有的商业超声诊断系统、如何实现测温和凝固区监测的有效结合、如何提高抗运动伪影能力,以及如何提高监测的实时性和精确性。     

Ultrasound-Derived Three-Dimensional Printing in Congenital Heart Disease

Three-dimensional printing technology has significant clinical implications for the management of congenital heart disease. Computed tomography and magnetic resonance imaging have been established as imaging tools for the creation of physical three-dimensional models. The potential use of non-invasive bedside imaging techniques such as three-dimensional echocardiography to derive three-dimensional printed models can revolutionize the planning of interventions for complex congenital malformations. The feasibility of deriving three-dimensional printing from ultrasound provides an additional cost-effective and patient-centered option for interventional cardiologists and surgeons for the management and care of congenital heart disease patients.