心脏超声向量血流成像技术的研究进展

心脏超声检查对于心脏疾病的诊断起到至关重要的作用.心脏复杂的血流动力学需要更高级的超声成像模式.心脏超声向量血流成像可以直接获得血流速度的实际大小和方向,从而获取更多的血流动力学定量参数,为临床研究与诊断提供更多信息.主要回顾了几种心脏向量血流技术及其实现难点,并提出一种基于发散波的高帧率心脏超声向量血流成像.讨论了当...     

向量血流技术在腹部凸阵超声探头上的应用研究

向量血流成像是一种新型的超声血流测量技术。相对于传统的彩色多普勒和频谱多普勒,它具有不依赖角度校正、可直接获取血流的实时幅值和方向（血流速度矢量）等优势。横向振荡法（transverse oscillation, TO）是实现向量血流成像的有效方法之一。然而,对于结构更加复杂的凸阵探头,目前仍然缺乏基于商用超声机的完整且详细的算法验证过程。该研究先介绍了TO成像过程和成像原理,然后通过仿真实验,计算设定速度值与测量速度值之间的误差,再通过多普勒体模实验,验证设定速度值与测量速度值之间的误差。其中仿真实验中TO向量血流技术测得的速度值为0.48 m/s,与预设值0.50 m/s的误差为-4%;多普勒体模实验中测得的速度值为8.33、11.14、14.44、16.67 cm/s,与实际速度值7.97、10.78、14.06、17.34 cm/s的误差均在±5%内。2个实验都验证了向量血流技术在腹部凸阵探头上应用的可行性。     

基于低秩理论的超声血流壁滤波器

传统的超声血流壁滤波器采用单一的截止频率,对于心跳、呼吸等因素所产生的不同组织运动滤波效果不佳。提出一种基于低秩理论的超声血流壁滤波方法。通过分析超声血流的特点,将其公式化并建立低秩模型,模型包括一个矩阵秩的最小化和一个稀疏矩阵问题。松弛后转化为最小化核范数与1范数的线性组合,成为凸优化可解问题,从而实现低秩滤波。这种滤波的创新性在于它是自适应的,同时考虑了信号的低秩性与稀疏性两个特点,通过线性组合使得滤波效果达到最优。通过低秩滤波,超声血流仿真数据得到更加精确的血流信号。对比传统的FIR滤波,分别采用12阶、56阶和92阶的FIR滤波器,得到血流信号对比实际仿真数据的RMS误差分别约为34%、16%和12%,而低秩滤波的RMS误差则低于0.001%。低秩滤波相比传统FIR滤波,不仅提高了精度,而且滤波后的信号长度不会损失。但是低秩模型计算过于复杂,因此目前还很难应用在实时的超声系统中。     

血管壁面剪切应力的测量及其临床研究进展

总结血管壁面剪切应力(WSS)的几种测量技术和计算方法,主要包括基于磁共振或磁共振结合计算流体动力学(CFD)、计算机断层扫描(CT)、血管内超声、传统超声、超声向量血流成像和超声粒子流的血流速度测量技术,以及根据速度计算WSS的几种不同运算方法。介绍WSS计算时的另一个重要参数--血液黏滞系数(又称“血黏度”),描述该参数在精确测量WSS时的选取和计算。此外,通过现有文献论述三维向量WSS的测量以及WSS相关临床参数的计算方法,对现有的WSS临床研究做综述性的讨论。针对颈动脉、主动脉、冠状动脉、肱动脉、股动脉等不同血管,列举WSS相关的临床研究结果,并从中归纳出绝大多数临床研究认可的3个主要结论。