超声基础•图像的梯形扩展和全景成像

2021
10/02

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华斌的超声世界
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      线阵扫描因为其空间分辨率好,特别是前后场的空间分辨率比较一致,因此仍然是一种主要的扫查手段,特别是在浅表病变的扫查中应用更为广泛。     

      线阵扫描因为其空间分辨率好,特别是前后场的空间分辨率比较一致,因此仍然是一种主要的扫查手段,特别是在浅表病变的扫查中应用更为广泛。

      但是,线阵探头的扫查范围局限,对于较大病变不能充分显示病变的全貌。为了解决这一问题,绝大部分的超声设备上都配备有梯形扩展和全景成像功能,其中的全景成像功能也可以应用于其他凸阵和相控阵扫描的探头。

  1.  梯形扩展

    图像的梯形扩展是将探头靠近两端的晶片的激励(触发)时间逐步延迟,根据惠根斯原理,这些晶片发出的声波构成的波阵面就会发生倾斜,从而形成一定角度的声束倾斜,达到扩大扫描范围的目的(图1)。因为扫查完成的一幅图像整体上呈现为梯形状,所以称为“梯形扩展”(图2)。

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图1 图像梯形扩展示意图。

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图2 梯形扩展的图像在一定程度上扩大了视野。

     2. 全景成像

    尽管图像的梯形扩展能够一定程度上扩大视野,但是对于更大范围的病变,梯形扩展依然无能为力。全景成像就在一定程度上进一步解决了超声探头视野有限的问题。

    常规的超声扫查视野有限,在遇到较大范围的病变时,有限的超声扫查视野使检查者不能充分掌握病变的范围以及与邻近结构的位置关系,从而影响对病变的准确分析。

    超声全景(宽景)成像技术,也有人称为拓宽视野成像技术,就能够极大地弥补常规超声检查的这一缺陷。超声全景(宽景)成像技术是一种不需要增加和改变仪器硬件系统,仅仅依靠计算机的软件技术就可以实现的一种成像技术。超声全景(宽景)成像技术实质上是一种图像分析和融合技术,它是通过分析比较探头的平稳移动过程中获得的相邻图像间的差异,将图像相同部分融合,不同部分扩展的方式来实现的(图3)。

     理想的超声全景(宽景)成像软件能够根据相邻图像间的差异的计算出探头移动的速度、方向和探头的方位等,使最后完成的全景图像更真实、不扭曲。

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图3 全景成像是通过平稳移动探头,软件根据探头移动过程中的成像的图像差来重建一幅全景图像。

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    典型病例:女,53岁,左大腿肿物2年余,质硬,界限不清,皮肤表面无红肿及溃疡,无压痛等不适。(最后病理:粘液样脂肪肉瘤。)

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图4 常规扫查范围有限,不能充分显示病变与周围组织之间的关系。

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图5 使用梯形扩展模式,扫查范围扩大,似乎显示出了病变的大部分,但实际上这仍然只是病变内呈现为低回声的一小部分。

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图6 利用全景成像,可以获取病变的全貌,清晰显示病变的层次、位置、与周围组织的关系以及内部回声的多样性。

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关键词:
梯形,全景,超声,基础,图像,扩展,探头,视野,宽景,扫查,范围,病变,软件,技术

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