《電子技術(shù)應(yīng)用》
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現(xiàn)代超聲醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù)的發(fā)展
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摘要: 超聲醫(yī)學(xué)影像設(shè)備經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程,特別是90年代以來隨著醫(yī)學(xué)、機(jī)械材料、計(jì)算機(jī)、電子工程技術(shù)的飛速發(fā)展,超聲診斷儀器的性能不斷提高、功能不斷完善、用途不斷擴(kuò)展。現(xiàn)在,沒有一個(gè)醫(yī)院可以離得開超聲影像診斷技術(shù),超聲影像診斷具有高空間分辨率、高軟組織對(duì)比、實(shí)時(shí)快速成像、操作方法簡(jiǎn)便、無禁忌、無損傷、可重復(fù)、可提攜和經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),它與CT、MRI、同位素顯像一起構(gòu)成了臨床醫(yī)學(xué)中必不可少的四大影像診斷技術(shù)。
Abstract:
Key words :

  超聲醫(yī)學(xué)影像" title="超聲醫(yī)學(xué)影像">超聲醫(yī)學(xué)影像設(shè)備經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程,特別是90年代以來隨著醫(yī)學(xué)、機(jī)械材料、計(jì)算機(jī)、電子工程技術(shù)的飛速發(fā)展,超聲診斷儀器的性能不斷提高、功能不斷完善、用途不斷擴(kuò)展?,F(xiàn)在,沒有一個(gè)醫(yī)院可以離得開超聲影像診斷技術(shù)" title="診斷技術(shù)">診斷技術(shù),超聲影像診斷具有高空間分辨率、高軟組織對(duì)比、實(shí)時(shí)快速成像、操作方法簡(jiǎn)便、無禁忌、無損傷、可重復(fù)、可提攜和經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),它與CT、MRI、同位素顯像一起構(gòu)成了臨床醫(yī)學(xué)中必不可少的四大影像診斷技術(shù)。

超聲影像診斷技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用概況

  超聲影像診斷技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用始于上世紀(jì)中期,開始只是利用A型超聲儀檢測(cè)離體臟器的厚度,并進(jìn)行一些臨床疾病診斷的探索;繼之利用M型超聲儀探測(cè)正常人和風(fēng)濕性心臟病患者的心臟;直至70年代初期,可以顯示臟器和病變形態(tài)結(jié)構(gòu)變化的B型超聲顯像技術(shù)應(yīng)用于臨床,從此翻開了臟器二維切面超聲成像檢查技術(shù)的新的一頁(yè)。80年代中期彩色多普勒超聲診斷儀問世,由于它可以顯示臟器和病變的形態(tài)結(jié)構(gòu)與血流動(dòng)力學(xué)改變的雙重信息,又將超聲影像診斷技術(shù)水平向前推進(jìn)了一步。直到9 0 年代計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用,醫(yī)學(xué)超聲三維成像技術(shù)的研究成功,使得超聲影像診斷技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)較高水平和新的發(fā)展階段。也就是說,從上世紀(jì)末到本世紀(jì)初,超聲影像診斷技術(shù)的發(fā)展是驚人的,它取得了許多重大的技術(shù)性突破??v觀超聲影像診斷技術(shù)的發(fā)展過程,是一個(gè)由“點(diǎn)”(A型超聲)→ “ 線” (M型超聲) → “ 面” ( 二維超聲)→“體”(三維超聲)的發(fā)展過程;是一個(gè)由一維陣向到二維陣向朝三維陣向的發(fā)展過程;是一個(gè)由靜態(tài)成像向?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)成像的發(fā)展過程;是一個(gè)由單參量診斷技術(shù)向多參量診斷技術(shù)的發(fā)展過程;也是一個(gè)由解剖結(jié)構(gòu)形態(tài)影像向解剖結(jié)構(gòu)功能影像、代謝影像、酶和受體及基因表達(dá)成像融合的分子影像的發(fā)展過程。

數(shù)字技術(shù)在超聲影像診斷設(shè)備中的應(yīng)用

  超聲診斷儀的數(shù)字化, 從數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器開始到今天的超聲發(fā)射、接收、成像過程的全數(shù)字化,數(shù)字技術(shù)已為高性能超聲影像診斷設(shè)備普遍采用,如探頭新型編碼發(fā)射接收技術(shù)、數(shù)字化聲束技術(shù)、數(shù)字式延時(shí)技術(shù)、動(dòng)態(tài)變跡技術(shù)、動(dòng)態(tài)電子聚焦、動(dòng)態(tài)孔徑技術(shù)等。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用還促進(jìn)和帶動(dòng)了超聲影像診斷設(shè)備的高性能、智能化和小型化。高性能的超聲影像診斷裝置不僅能夠滿足臨床疾病診斷的各種需求,而且能夠深入開展相關(guān)基礎(chǔ)理論和臨床醫(yī)學(xué)研究,從而進(jìn)一步促進(jìn)了超聲影像診斷技術(shù)從單純形態(tài)學(xué)向形態(tài)生理與功能學(xué)及分子影像學(xué)方向的發(fā)展。智能化可實(shí)現(xiàn)一鍵操作,如一鍵多功能,既可調(diào)節(jié)TGC、接收增益、動(dòng)態(tài)范圍,又可調(diào)節(jié)速度標(biāo)尺,多普勒基線等眾多參數(shù),從而避免了檢查過程中復(fù)雜、繁瑣的調(diào)節(jié)操作。在保證所需功能前提下的超聲儀器小型化,其裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,如筆記本電腦大小,無論是床邊檢查還是出診或急診的現(xiàn)場(chǎng)搶救檢查,更能體現(xiàn)出超聲影像診斷技術(shù)的重要臨床地位和價(jià)值,同時(shí),也拓寬了超聲診斷技術(shù)的臨床應(yīng)用范圍。另外,隨著信息高速公路的興起,通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,目前不同廠家、不同機(jī)型的超聲影像診斷設(shè)備都設(shè)有DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)接口。在DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)中,不僅涵蓋了與醫(yī)學(xué)影像學(xué)直接相關(guān)的數(shù)據(jù)字典、信息交互、網(wǎng)絡(luò)通訊、介質(zhì)存儲(chǔ)和文件格式以及顯示打印、管理等方方面面的內(nèi)容,而且還有逐步覆蓋整個(gè)醫(yī)療環(huán)境中容量和數(shù)據(jù)信息交換的趨勢(shì)。也就是說可以將超聲影像診斷設(shè)備或連同超聲影像工作站一起融入醫(yī)院圖像管理與通訊系統(tǒng)(PACS),甚至融入整個(gè)醫(yī)院的信息系統(tǒng)。

超聲影像診斷儀探頭技術(shù)的發(fā)展

  探頭又稱為換能器, 它是超聲影像診斷儀中最重要的部件之一,其主要作用是將超聲發(fā)射到人體后再接收人體中的超聲回波信號(hào)。高性能、高品質(zhì)的探頭不僅是獲得高質(zhì)量圖像的前提,更是各種新的超聲成像方法的技術(shù)保證。探頭的結(jié)構(gòu)一般是由主體、殼體和導(dǎo)線三部分組成,其中壓電材料(晶片)是主體的核心。從單晶片、多晶片發(fā)展到數(shù)十個(gè)、數(shù)百個(gè)甚至千個(gè)以上的晶片,同時(shí)由若干個(gè)晶片并聯(lián)起來組成的探頭陣元數(shù)都在不斷擴(kuò)展。目前,探頭的主要發(fā)展趨勢(shì)是新材料、新工藝、多陣元(高密度)、高頻、寬頻帶和專用。新材料:主要包括復(fù)合材料和有機(jī)薄膜材料;新工藝:就是將壓電陶瓷和高聚物按一定的連接方式,一定的體積比例和一定的空間幾何分布復(fù)合而成,具有高靈敏度、低電阻抗(有利于與人體組織間的匹配)和較低機(jī)械品質(zhì)因素(有利于頻帶的展寬)等優(yōu)勢(shì); 高密度: 1 維(256陣元)、1.5維( 8 × 1 2 8 陣元) 、2維(60×60陣元);高頻: 3MHz - 7MHz頻率的探頭用于診斷腹部和心臟疾病,10MHz-15MHz頻率的探頭用于淺表臟器的檢查,20MHz-40MHz頻率的探頭用于眼和皮膚的超聲成像, 而100MHz-200MHz頻率的探頭主要用于超聲顯微鏡; 寬頻帶: 寬頻帶是指換能器工作頻率的上下限范圍,它可實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)探頭檢查時(shí)由淺到深發(fā)射和接收由高到低不同頻率的超聲回波信號(hào),同時(shí),也是實(shí)現(xiàn)頻域復(fù)合成像、諧波成像和其它一些非線性成像新技術(shù)的重要保障;專用:就是將探頭制成特殊形狀,如專門用于食道、直腸、陰道、尿道、膀胱、腹腔、血管等檢查的專用腔內(nèi)探頭。


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