基于超快超声多普勒的三维脑损伤成像方法研究

三维超声微血管成像可直观呈现血流信息,对于脑血管疾病诊断和治疗具有重要意义。本文旨在将超快超声成像技术、超快超声功率多普勒技术和机械扫描相结合,实现脑血管三维成像和脑缺血区域评价。通过工程实现,完成了可同步控制微型线性位移平台移动和超声阵列超快发射、高速采集与压缩存储的三维扫描数据采集序列与系统。利用GPU并行运算,高效实现了超声图像波束合成方法,对原始射频超声数据完成重建。进而,基于SVD杂波滤除技术,从重建三维超声数据中提取了脑部的动态小血管信号,并获得了各切面的功率多普勒成像和冠状面彩色多普勒超声小血管成像。最后,采用体素方法对三维脑血管进行重建。大鼠在体实验结果表明,该成像系统可用于三维脑血管网络在体成像,以及脑血管损伤区域定位与量化评价。本工作对脑病检测技术发展与诊断方法研究具有一定的借鉴意义。此外,相关检测系统和成像算法具有一定普适性,对其他富含微血流血管的组织检测也有一定的参考价值。     

多角度复合的超声多普勒矢量血流成像

血流速度的精确测量对于研究心血管疾病和动脉粥样硬化斑块的形成至关重要,传统的彩色多普勒方法局限于获得沿超声束的速度分量,难以描绘复杂的血流运动.本文提出了一种多角度复合的超声多普勒方法,结合多角度复合技术来提升速度估算的准确度.该方法可以获取复杂血管内较为精确的二维速度矢量,实现血管内动态矢量血流成像.仿真结果表明,多角度复合有效地减小了速度估算的误差,提升图像的质量.颈动脉分叉仿体成像实验表明,该方法可以获得较为清楚的血管内速度矢量图像.定量分析结果表明5个角度复合方案能够准确估算血管内流量.本文提出的多角度复合的矢量多普勒具有可视化复杂血流和计算血流动力学参数的能力,在矢量血流成像方法中有重要潜力.     

超声三维成像技术

1 三维成像 从二维空间向三维空间发展，可以获取组织器官的立体结构和病理特点的信息，这对于病变的诊断和定位是十分有用的．自20世纪90年代初推出全数字化技术以来，在10多年期间，该技术已成为现今超声诊断系统最先进的平台．目前三维超声成像主要采用适合于二维B超和彩色多普勒血流图的体元成像．因为体元成像有表面成像和透明成像两种形式，还可加入旋转方式显示，更增强立体感．     

无造影剂增强的超快超声脊髓微血管成像方法

微小血管及其血流实时成像对监测生物体血氧代谢等具有重要意义.在无微泡造影剂的情况下,传统超声多普勒技术仍较难实现高信噪比的微小血管成像.本研究提出了一种无造影剂增强的超快超声脊髓微血管成像方法.本研究从基于多角度复合平面波的高帧频成像技术出发,提出基于特征值分解的频率-幅值双阈值滤波法,从而将脊髓组织信号和微血流信号分离,可实现脊髓内微血流的动态成像.在体成像实验结果表明,无超声造影剂时,超快超声多普勒成像技术仍可获得较为清晰的大鼠脊髓内微血流的实时图像,并能够清晰地呈现脊髓受损所致的微血流缺失状况.定量分析结果表明,增大复合平面波角度数可有效提高图像的信噪比.综上,超快超声多普勒成像技术有潜力被应用于脊髓内微血管成像及功能实时监测与动态评价,相关结果可为脊髓功能成像方法的研究提供借鉴.     

基于虚拟仪器的扁钢内部缺陷超声三维成像方法研究

超声三维成像技术因其能够提供人体结构的立体信息,而被广泛的应用于医学诊断领域。然而,由于计算量大、成本高、速度慢,工业构件的超声三维成像技术却鲜见报道。弹簧扁钢是国民经济建设的重要钢材品种之一,通过超声三维成像技术测量扁钢内部缺陷的三维分布对于提高扁钢质量控制能力具有重要作用。为提高三维成像效率及降低成像系统的研发周期,提出高效的数据采集及三维图像重构方法,并基于虚拟仪器技术开发了三维图像重构软件。研究结果显示,基于超声水浸聚焦分层C扫描的数据提取方法能够满足三维成像的要求,所提出的数据重构方法及基于虚拟仪器的三维成像软件能够准确重构扁钢内部层片状缺陷的三维分布,是弹簧扁钢内部缺陷评价的有效方法。     

超声动态向量血流成像的产品化实现

传统超声彩色多普勒成像测量的是血流沿超声传播方向上的速度分量,故无法得到垂直于超声传播方向的血流。向量血流成像是一种更加先进的超声血流成像技术。它不受角度限制,可以直接计算出血流速度的大小和方向。本文总结了现有多种超声向量血流成像技术的特点和发展情况,并从产品化实现的角度分析了各项技术的优缺点。从超声系统发射接收、血流成像、向量速度方向合成、显示等几个方面详述了迈瑞超声向量血流成像技术产品化实现过程中遇到的主要问题及解决方案。实验采用了中科院声学所研制的超声多普勒仿血流体模,通过向量血流成像和脉冲多普勒成像分别测量体模的仿血流速度。将向量血流成像直接计算出来的速度值与脉冲多普勒经过角度校正得到的速度进行对比。在不同条件下,经过多次测量,二者的平均相对误差均在10%以内。     

基于RCA阵列三维超快超声血流成像方法仿真研究

三维超快成像是超声技术发展的重要方向.基于二维全采样阵列的传统三维成像方法需要较多成像阵元和采样通道,其紧密的阵元排列设计也客观上限制了阵列孔径大小和成像分辨率.行列寻址(row-column addressing, RCA)探头以行列检索的方式将通道数自N×N减少为N+N,从而极大地降低了阵列的硬件实现成本.本文仿真了中心频率为6MHz的128行+128列的RCA阵列,结合多角度平面波正交复合成像方法,通过延时叠加(delay and sum, DAS)波束合成、基于特征值分解(singular value decomposition, SVD)的杂波滤除和自相关多普勒速度求解算法,实现了血流仿体的多普勒成像,并分析了不同复合角度序列对成像效果的影响.定量分析表明,当角度数从5个增至33个时,–6 dB分辨率从0.986 mm提升至0.493 mm;当复合角度为17个时,功率多普勒图像的SNR可达30 dB,彩色多普勒沿直径方向的速度分布和真实值的平均误差约为26.0%.以上结果表明,基于RCA阵列的三维成像技术能够获得三维B-mode、功率多普勒和彩色多普勒图像,增大复合平面波角度...     

血管超声成像之高级功能的技术特点与临床应用

该文介绍了传统超声多普勒存在的角度依赖、混叠等主要技术缺陷，阐述了当前几项主流的血管超声血流成像的高级功能，并结合临床应用给出了一个综述性的总结。描述了超声向量血流成像的技术特点及其发展历程，重点介绍了V Flow技术及其临床应用结果，并同时对血管应用相关的其他高级功能进行了概述。传统超声多普勒结合血管超声的高级功能可为血管疾病的临床诊断提供一系列更有针对性的解决方案。     

X射线成像技术在医学中应用

文章介绍了在医学中广泛应用的二维X射线摄影屏一胶片系统及三维计算机断层扫描成像技术。并对二维X射线摄影技术的发展，例如数字减影血管造影（DSA），计算机放射成像（CR）和直接数字化X射线摄影（DR）以及三维成像新技术，如螺旋计算机断层扫描技术（螺旋CT），正电子发射体层／多层螺旋CT图像融合扫描装置（简称PET-CT）和相位衬度成像技术的原理和应用作了简单描述。医学图像后处理是现代医学图像设备不可或缺的组成部分，先验医学知识的融入使现代图像设备具有辅助诊断的能力。     

超声多普勒效应与人体血流彩色显象

超声医学的重大进展之一是成功地将多普勒效应用于显现人体的血流运动状况，并以彩色加以显示，使之成为对血管类疾病，特别是心血管疾病进行无损伤诊断的理想途径．本文对彩色血流显象原理、系统实现方法及其重要发展方向进行了论述．     

超声多普勒诊断的原理分析

多普勒效应是波在介质中传播时发生的一种物理现象，当波源和观察者相对介质运动时，观察者接收到波的频率和波源发射波的频率是不同的．医学研究和临床诊断中使用的超声血流测量仪、超声心脏测量仪、超声胎心检查仪等设备，就是利用超声波的多普勒效应来检测相应的量．下面我们从物理的角度对超声多普勒仪器的诊断原理进行分析．     

基于同时多层激发和并行成像的心脏磁共振电影成像

磁共振成像（MRI）无创无害、对比度多、可以任意剖面成像的特点特别适合用于心脏成像,却因扫描时间长限制了其在临床上的应用.为了解决心脏磁共振电影成像屏气扫描时间过长的问题,该文提出了一种基于同时多层激发的多倍加速心脏磁共振电影成像及其影像重建的方法,该方法将相位调制多层激发（CAIPIRINHA）技术与并行加速（PPA）技术相结合,运用到分段采集心脏电影成像序列中,实现了在相位编码方向和选层方向的四倍加速,并使用改进的SENSE/GRAPPA算法对图像进行重建.分别在水模以及人体上进行了实验,将加速序列图像与不加速序列图像进行对比,结果验证了重建算法的有效性,表明该方法可以在保障图像质量以及准确测量心脏功能的前提下成倍节省扫描时间.     

声学学会生物医学超声工程分会在南京召开联合会议

中国声学学会生物医学超声工程公会与江苏捷上达高校科技开发（集团）公司于1994年10月31日－11月3日，在南京联合召开了医学超声工程最新发展系列报告及全国彩阶超声学术交流会议．出席代表60人，报告论文36篇．大会系列报告中有：徐智章，彩阶超声发展概评；许国铭与金震东，彩阶超声在腔内超声的临床应用2周子文，彩阶超声的原理与应用；冯若，医学图像诊断技术中的超声诊断技术特点、地位、动态及前景；高上凯，超声医学图像处理技术进展；王威斯医学超声学的今天2金树武，医学超声立体成像2周康源，超声组织定征研究进展2王新房，静态…     

非等分辨率光线跟踪体绘制方法及其在超声CT三维成像中的应用

光线跟踪绘制是获得广泛应用的三维标量场数据的计算机可视化方法之一，它所处理的数据量之大要求数据压缩存放．本文推导了非等分辨率条件下数据压缩存贮时直角坐标系中的广义的射线方程及链式关系，研究了它在基于CT切片的超声三维成像中的应用．实例表明，该方法能够真实反映原始数据特征，即，对于大尺度物体（相对于换能器声场分辨率），该方法能够得到清晰的图像，而对于小尺度物体，由于原数据分辨率不够导致图像模糊，但是该方法仍然能够定性表明缺陷的存在．     

医学超声中的合成孔径方法

血管内超声成像为心血管疾病诊断和治疗提供了一种新方法。由于人体内血管直径有限，阵元和体外控制单元间连线数目要受到限制，用传统相位阵成像方法得到的图像，质量不能令人满意。因此血管内超声成像采用了合成孔径聚焦方法（SAFT），并引入了最优滤波器，加入最优滤波器后图像分辨率得到了进一步提高，并能有效地抑制回波旁瓣．     

颈、脑及四肢血管超声诊断小型研讨会在宁召开

中国声学学会生物医学超声工程分会与东南大学生物医学工程系,在江苏省生物医学研究开发联合公司的大力支持下,于1990年9月11至12日在南京联合召开了颈、脑及四胶血管超声诊断小型研讨会。有来自北京、上海、西安及南京等地的从事血管超声诊断的教授专家等30多名代表参加。 研讨会主要集中于对颈部、颅内及下肢血管疾病的双功超声诊断仪及彩色多普勒血流图检测技术的学术交流。其中包括有:颈动脉、椎动脉及下肢动脉管径和血流参数测定、颈动脉粥样硬化斑块的双功超声     

红外图像伪彩色编码和处理

利用红外热成像系统可将物体的热分布转化为可视图像，并在监视器上以灰度级或伪彩色显示出来，从而得到被测目标的温度分布场。根据热成像测温原理以及红外图像的特点，在对室温热成像系统研究的基础上，对红外图像伪彩色编码进行了研究，提出一种新的伪彩色编码方法，即自动阈值法。利用自动阈值法可以在室温环境下，对目标的温度及其分布进行测量。在TMS320C6202和FPGA室温热成像系统中对提出的方法进行了验证。实验结果表明，该方法可使红外图像层次分明，容易分辨出不同的温度区域。     

基于机器视觉的三维灰度重构技术

基于双目立体视觉三维重构原理，采用主动扫描实现特征匹配的三维灰度重构技术，通过特征结构光扫描物体表面，由经过预标定的两套成像传感器拍摄其图像，经过图像处理程序提取出特征点，完成特征匹配，再计算出物体表面三维轮廓，同时将成像传感器中的灰度信息映射到相应的特征点，从而实现特征点的三维信息和颜色信息的重构和匹配。该技术为三维彩色逼真场景的重构奠定了基础。     

超声粒子图像测速技术及应用

心血管疾病的产生与动脉血流的流动状况密切相关。然而,目前普遍应用的超声多普勒成像技术不能精确测量复杂血流流场信息。本文提出了一种基于超声造影微泡的超声全流场粒子图像测速技术,能够获得多维流速速度信息,且不依赖于声束与速度向量之间的夹角。本文首先着重阐述了超声全流场粒子测速技术的基本原理以及系统组成,并对直管流和旋转流场流体动力学特性进行了实验测试研究,实验结果表明本技术能够测量全流场速度,并可作为表征复杂血流流场的有力手段。      

我国首台高速3D内窥OCT影像系统研制成功

由中科院西安光学精密机械研究所研发的国内首台高速3D内窥OCT影像系统成功问世。该设备使用自主研发的微型光纤探头，可深人心脏病患者血管栓塞处进行光学相干断层（OCT）扫描，获得栓塞处清晰的3D内窥影像。利用该影像技术可帮助医生在心脏手术中对支架安放位置精确定位，并可帮助医生实现对病变血管形态及心脏支架置人状况进行离线直接观察，其成像速度及分辨率都远超现有的血管超声（IVUS）和心脏X光（DSA）技术，对于有效预防支架再狭窄和血栓支架的形成、实现心肌梗死的早期筛查和有效预防以及研究和评价心脏支架安全陛有革命性意义。