GE彩超技术分析报告.docx

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GE彩超技术分析报告

GE彩超技术分析

一、概述

彩超（CDFI）即是彩色多谱勒血流显像的简称，是指在高分辨率二维黑白灰阶图像的基础上用彩色编码技术与运动目标显示器（MFI）相结合的核心技术，通过A/D转换成数字信号，来检测血细胞的动态信息，并根据血细胞的运动方向，速度，分散等情况，调配红、蓝、绿三基色，变化其颜色亮度，叠加在二维灰阶图像上的彩色血流图，用实时彩色显示血流方向，血流速度，血流分散的情况，在血流远离超声波束时（血流背向探头）用蓝色表示血流方向；在血流量分散（湍流）时，用绿色与红，蓝混合表示，连续多谱勒用于检测血管及心脏内的高速度血流；脉冲多谱勒用于检测血管及心脏内的低速血流；能量多谱勒对血管及心脏的低速血流灵敏度高，不受声速与血流夹角的影响。

彩超是在高清晰度地黑白B超基础上引入彩色多普勒技术形成的。

彩超比起黑白B超，功能多、诊断疾病的途径更多、诊断也更明确、清晰度和分辨力也是黑白超无法比拟的。

它通常具有B超、M超、脉冲多普勒、连续多普勒、彩色多普勒血流成像法等五种超声诊断方法。

彩超形成的多普勒超声血流成像，既有二维超声（黑白超）结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，在临床上誉为“非创伤性血管造影”。

二、彩超的主要技术参数

2.1、多普勒彩色血流成像技术：

多普勒图谱显示彩色多普勒血流图（colorflowmappingCFM），是彩超血流参数测量的基本功能，其发展经历了从连续多普勒（wavedopplerCWD）血流测量，到彩色多普勒血流图的过程，实现了诊断超声学从形态学过渡到血液动力学。

为解决一些CFM成像问题（受声波方向和血流方向间的夹角θ的影响，对于低速血流的测量较困难）开发出的技术：

彩色多普勒能量成像（colordopplerenergyCDE），也有称为（colorpowerangioCPA）的，此方法可提高血流检测的灵敏度，从而解决小血管低流速的问题。

彩色速度成像系统（colorvelocityimapingCVI），不受θ角影响，测量精度、分辨率更高。

2.2、数字化技术：

实现连续的动态聚焦（采样--延时--检波--采样），控制各通道不同采样时间来实现动态聚焦。

传统技术，（延时—求和—检波—采样）

2.3、换能器技术：

第一是探头的材料和工艺；第二是探头工作的频率；第三是探头的频率特性（宽频探头，一个探头多种频率，探头变频技术也应考虑）；第四是二位和1.5维平面探头，可实现X、Y方向上的动态聚焦，使三维成像实现。

2.4、复合成像技术（实时融合图像技术）：

是基于普通超声基础上研制出的新的超声技术，它利用电子声束偏转技术和数字化图像处理技术，发射和接收9个角度的超声波，获得比普通超声扫描多9倍的图像信息，从而提高图像的细微分辨率和对比分辨率。

图1、复合成像

2.5、解剖M型超声：

又称任意角度M型超声、全方位M型超声。

解剖型M型心动图的特点：

1.可以任意角度设置取样线，M型取样线可以和心室长轴完全垂直，减小了测量的误差。

2.可以同时设置多条M型取样线，所以可以同时比较多个心肌节段的运动特点。

3.可以对存储的B型图像进行回顾性的解剖M型分析。

4.新近发展的曲线解剖M型超声心动图技术，在二维彩色多普勒速度图像之上，可以获得实时二维彩色多普勒图像中扫查切面内所有心肌节段的舒缩运动时相信息，以及速度、运动幅度、加速度、能量及应力率等局域心肌功能指标。

给心肌缺血，心肌激动顺序及多节段心肌运动分析带来了新的手段。

图2解剖M型超声原理图

2.6、实时三维成像：

是基于矩阵型探头技术。

探头晶片被纵向、横向多线均匀切割为矩阵型排列的3000多个阵元。

接收线以16∶1的比例排列在发射晶体周围，任何一个连续发射都能够得到更多数据。

当发射的声束沿预定方向X轴前进时，可形成一条扫描线；按相控阵方式沿Y轴进行方位转向形成二维图像（B平面）；再使二维图像沿Z轴方向扇形移动，进行立体仰角转向（C平面），形成一个金字塔形的容积结构三维图像数据库。

图3、三维成像

2.7、谐波成像:

利用人体回声信号的二次谐波成分构成人体器官的图像，称为谐波成像（HazmonicImaging，HI）。

原理是在基频范围内消除了引起噪音的低频成分，使器官组织的边缘成像更清晰。

2.8、自动优化技术（AO）:

自动优化功能，可对二维图像、彩色多普勒、多普勒频谱及频谱取样线角度进行一次性全部优化调整。

系统根据不同病人条件,如肥胖、透声条件不佳等，自动调节声波处理曲线，经过复杂运算，一次性优化二维图像质量、彩色血流、多普勒频谱及多普勒取样线角度四种信息。

有效的改善图像质量，提高工作效率。

图4、自动优化技术

三、四维彩色超声诊断仪：

4D超声技术是新近发展的技术，是GE公司的独家技术。

4D超声技术就是采用3D超声图像加上时间维度参数。

该革命性的技术能够实时获取三维图像，超越了传统超声的限制。

它提供了包括腹部、血管、小器官、产科、妇科、泌尿科、新生儿和儿科等多领域的多方面的应用。

其结果是：

能够显示您未出生的宝宝的实时动态活动图像，或者其它人体内脏器官的实时活动图像。

图5ＧＥ彩色超声诊断仪系列

图6GE彩色超声诊断仪系列

针对于该四维彩色超声诊断仪，接下来主要介绍GE公司的VOLUSON730EXPERT全息数字编码实时四维彩色超声诊断系统、GEVolusonE8超高档实时四维多普勒彩色超声诊断系统

1、VOLUSON730EXPERT全息数字编码实时四维彩色超声诊断仪

美国GE公司生产的四维彩色超声诊断仪VOLUSON730具有从二维到三维直至四维的优良图像质量及先进应用功能，开拓了超声领域全新的四维视野，刷新了超声应用的另一时代。

它适用于全身各器官疾病的检查诊断。

能实时、立体、直观地检测胎儿的四肢及内脏情况；为尚未出世的小宝宝打印“胎儿照片”、录制“胎儿光盘”等

图7、VOLUSON730EXPERT

3.1.1、Voluson730的主要工作原理与基本功能

1、Voluson730建立在数字平台之上，利用先进的信号处理技术，保证能够获得高分辨率的二维图像，并获得立体的三维图像和实时动态的四维图像。

2、应用了二次谐波成像技术、频谱和彩色多普勒技术，以及复合影像解析技术，影像质量得以进一步提高。

3、特点在于Voluson730超声影像系统的波束形成器，能够处理的数据量是传统超声影像系统信息量的4倍多，从而大大提高了系统的动态范围，提供更多细节性的、高质量的影像。

4、增加的动态范围增加了系统的数据处理能力，同时显著地提高了所有模式的超声工作性能。

其采用3D超声图像加上时间维度参数，能够显示未出生的宝宝的实时动态活动图像，或者其它人体内脏器官的实时活动图像。

5、可以实时的观察人体内部器官的动态运动。

判断胎儿的发育情况，可以提高在超声引导下穿刺的精确性，可以检测和发现各种异常，从血管畸形到遗传性综合症。

3.1.2、Voluson730的广泛运用

Voluson730是一套完整的超声检查系统，具有优良的图像质量可用于乳腺成像、介入性泌尿外科以及一般性医疗成像。

作为一套完整的超声设备，可用来进行以下研究：

在妇产科检查上，V-730使发现胎心搏动的时间提前了5—7天，对判断早孕及异位妊娠（宫外孕）意义突出；可准确提供有关胎儿的大小、胎盘位置、羊水多少、脐带是否绕颈、脐血流是否正常等信息；胎儿面部成像可让准妈妈提前见到宝宝的模样；V-730可尽早发现胎儿的先天性缺陷，如：

唇腭裂、脑积水、内脏外翻、无脑儿等等，检出率高于二维超声，有利于优生优育；V-730能够获得子宫冠状面图像，常规二维超声是不能获得的，冠状面能够清楚地描述子宫及内膜形状，从而对子宫及附件疾病（肿瘤、子宫肌瘤、宫内膜异位、卵巢囊肿、宫内节育器移位、先天性子宫发育异常等）的诊断准确性大大提高。

在胎儿检测上可用于测定胎儿年龄；分析胎儿的发育情况；评价多胞胎或高危妊娠；检测胎儿异常；检测子宫的结构异常；检测胎盘异常；检测异常的出血；检测异位妊娠和其它的异常妊娠；检测卵巢的肿瘤和纤维瘤；胎盘定位；其出色的人体工程学设计，不存在射线、光波和电磁波等方面的辐射，对人体的健康没有任何影响，成为准妈妈的“四维影院”。

2、GEVolusonE8超高档实时四维多普勒彩色超声诊断系统

图8、GEVolusonE8

3.2.1、VolusonE8主要性能特点：

斑点噪音抑制技术Ⅲ（SRI-III）具有更高的细节对比分辨率，在抑制斑点噪音的同时保留了真正的组织结构，从而提高对组织和病变的显像能力。

空间复合成像技术crossXBeom（CRI）具有独特的空间复合图像采集及处理能力，增强了组织和边界的鉴别。

高分辨率血流显像技术（HD-Flow）通过运用双向能量多普勒技术，增加了血管检查敏感性，克服了标准彩色多普勒血流外溢的弱点。

灰阶血流图技术（B—Flow）显示真正的血流动力学信息，可通过将血细胞反射放大1000倍对其进行直接观察。

断层超声显像技术（TUI）通过对容积数据进行同时的多切面显示，使分析和记录动态数据更方便。

空间一时间图像相关技术（STIC）可以有助于临床医师快速实时获取完整的胎儿心动周期图像信息，并将原始图像存储进行后续分析。

容积对比成像技术（VCl）通过将三个不同平面的图像质量最佳化，可以更好地评价病变的大小，边界和内部结构。

毋庸质疑，GE的创新会明显地提高工作效率

SonoVCAD（基于超声的容积计算机辅助诊断系统）通过自动获取胎儿心脏的容积图像，有助于胎儿心脏检查图像的规范化采集。

3、GE彩色超声诊断仪系列的应用特点，及其基本成像。

具体内容如下表：

表1、GE彩色超声诊断仪系列

四、未来发展与展望

1、市场前景更广阔，仪器向更大（系统化网络化）和更小（便携式）两个方向发展。

随着信息高速公路浪潮涌起，医学远程诊断技术已在医学超声成像领域发展。

最初是开发相应超声PACS系统和超声诊断仪器相匹配，完成大量超声诊断图像信息的处理、分析、统计、归档、管理等工作，但存在单一性，不同机型，不同接口无法互联成网，更无法与其它医学成像设备CT、MRI联网。

目前由于国际上DICOM3.0标准建立，已有公司将超声诊断仪器和超声图像工作站一体化的产品推向市场，并将成为高档机型发展趋势。

并且，医疗设备行业的制造商都明显感受到医疗设备小型化便携化的发展趋势。

这种趋势与小型化设备便携的目标不谋而合。

因此朝小型化发展的趋势现已成为医疗设备市场的重要动态。

2、应用领域不断增大。

图9超声诊断仪的临床应用