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1)微泡造影剂的声学特性
微泡造影剂在超声声场中的行为与微气泡的大小、外壳的机械特性及入射声波的声压有关:当外加声压较弱时,主要呈现线性背向散射;随着外加声压的增加,微泡产生丰富的二次谐波,其幅度接近基波,比人体组织的二次谐波强1000 倍以上,利用这一特点可进行二次谐波成像;再提高声压,微泡破裂,气体溢出,呈现瞬间高强度信号散射,称为“受激声波发射” 。
新型的穿微循环声学造影剂(微泡直径小于8μm ,可以通过肺毛细血管进入体循环) 可分为两代: 第一代包括利声显Levovist) 、Albunex、Echovist ;第二代包括Optison、SonoVue、Definity、Sonazoid、Imagent 、PESDA、Aerosomes、Quanfism 等。
与微泡内所含气体为空气的第一代造影剂不同,第二代造影剂所含气体绝大多数为高分子量、低溶解度、低扩散度的氟碳气体,故性质更为稳定。目前应用的微泡造影剂均具有线性散射特性,而非线性散射的强度则视造影剂的性质而定:有些造影剂不能产生可测量的二次谐波; 而所有的微泡造影剂均具有受激声波发射特性。
2. 微泡造影剂成像
利用微泡造影剂的基波信号成像在基本的灰度模式下,造影剂可以增加微血管池的线性背向散射,在基本的多普勒模式下,超声造影剂可增加大小血管中的多普勒信号。国内外研究表明,超声造影剂可用于增强肝、肾、胰腺等脏器病变中的多普勒信号,使一些原来认为少血管的病变中的血流也得到了较好的显示。
但是,在基本灰度模式下,造影剂不会增加病变或实质的微血管显示,因为来自组织的回声太强而微循环中的微泡太少。在基本的多普勒模式下,图像会出现明显的开花( bloom2ing) 伪像,而且也同样有呼吸及运动伪像 。
利用微泡造影剂的谐波信号成像:谐波成像技术拓展了超声造影剂的应用。这些技术主要包括以下几种。
反向脉冲谐波成像技术:探头连续发射2 组时相相反的超声波,返回时,基波(即主要来自组织的反射) 由于时相相反而抵消,非线性部分(即微气泡振动产生的谐波) 则得到加强,不仅提高了对造影剂信号的敏感性,也得到了较好的图像分辨力,且不受心脏搏动的影响;另一方面,反向脉冲谐波成像技术在低机械指数下发射声波,可延长微气泡寿命并避免了间歇显像,从而实现了连续动态观察病灶的灌注过程。同时,近程及远程同时得到加强,不受焦点设置的影响,因此穿透力得到明显提高 。
能量对比谐波成像技术:又称为能量多普勒谐波成像。能量多普勒技术可对低速低能量的血流成像,微气泡在细小血管及毛细血管网中的流速很低,用能量多普勒加二次谐波技术,就可使细小血管及毛细血管网中的造影剂回声易显示。单纯的能量图在频移相同时组织运动产生的多普勒信号要比造影剂强,因此产生混乱图像,能量图与谐波结合的能量谐波成像可解决此伪像,有利于探测组织内小血管的慢速血流。
间歇谐波成像技术:用心电触发或用其他方法使探头间歇发射超声。Porter 等发现间歇式成像能获得更佳造影效果,其原理是减少超声脉冲束发射次数可减少超声波对微气泡的破坏,延长造影剂灌注时间、增多在组织中积聚。间歇式成像脉冲束发射间隔可由心电触发控制也可由门电路控制。利用微泡造影剂的失相关性成像又称瞬间散射技术、受激声波发射。其原理是用高能量的声波破坏气泡,产生强烈而短暂的散射回波,可被多普勒信号记录,显示不同的彩色像素。
3)造影剂注射方法
静脉注射造影剂的方法尚不统一,包括弹丸注射法和静脉滴注法。以往利用微泡造影剂基波信号成像时,多采用静脉滴注法,在彩色多普勒显像时,可避免产生开花伪像,且有利于定量分析 。近来利用微泡造影剂的谐波信号成像,多采用弹丸注射法。
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