超聲技術現狀：影像質量、患者安全和3D/4D的未來

　　醫學影像市場當前的發展方向是為患者提供更加舒適和安全的解決方案。根據最近發布的Frost & Sullivan［i］ report，，醫學影像的當前發展趨勢有以下幾點：

　　· 降低和管理電離輻射劑量和暴露量；

　　· 移動式、便攜式、無線解決方案；

　　· 評估組織硬度的彈性成像技術；

　　· 致力于開發改善患者舒適度和體驗的技術；

　　· 入門級高級影像設備。

　　超聲檢查可實現以上所有特性。但是，為了使超聲檢查能夠更加廣泛地應用并且方便用戶使用，必須提高圖像質量。有了更好的圖像質量，就可以在不影響患者安全和舒適度的情況下進行更快、且更準確的診斷。

　　超聲設備可用于各種類型的檢查，無論是產科和婦科成像，還是心臟或放射學成像。隨著超聲系統變得更加先進和完備，用戶也變得越來越專業并且能夠熟練地使用這些系統。

　　超聲設備的小型化有助于擴大床旁應用范圍，尤其是當臨床醫師使用超聲設備在床旁進行診斷時。由于超聲檢查相比其他檢查方法更需要使用者做很多實際專業化的操作，因此經驗在超聲檢查中必不可少。如果醫生無法獲得診斷所需要的圖像，患者將被轉移，接受額外的MRI或CT檢查。這樣不僅浪費時間和資源，還使患者在CT檢查中暴露在不必要的輻射劑量下，從而引發安全問題。

　　超聲技術發展路線圖

　　借助這一趨勢的持續發展，以及超聲市場在新應用領域的擴展，新的超聲使用方法層出不窮?，F在，超聲技術可用于心臟病學、乳腺活組織檢查、胃腸病學科、頭頸部外科、新生兒學科、神經學科、眼科、血管、肺病學科、泌尿學科、骨骼肌肉科、急診學，以及其他領域。

　　進行床旁檢測時，臨床醫師希望只需一個按鈕即可獲得最佳圖像質量。這就要求超聲系統必須更加直觀且不依賴操作者，讓超聲經驗較少的醫生更加快速和輕松地獲得最佳圖像質量。

　　雖然超聲系統發展迅速且更為有效，但該行業還是面臨著超聲專家短缺的問題。為了能使超聲檢查應用更加廣泛且更為易用，圖像質量的重要性不容忽視。

　　此外，超聲系統在共享服務環境中需要多次使用。在該環境中，不同臨床應用對圖像質量的要求也不同。超聲系統必須具備靈活、用途廣泛且易于使用等特性，以提高診斷精密度并縮短掃描時間。這對圖像質量提出明確要求，即確保為該系統所支持的每種臨床應用提供準確的、更加快速的診斷。

　　改善圖像質量，進行更準確的診斷

　　超聲影像中的圖像質量至關重要。要想獲得良好的圖像質量，您需要使用良好的圖像增強設備。由于設備生產商之間的競爭日趨激烈，有很多不同類型的處理方式可用，這些處理方式對實際圖像信號的適應性也不盡相同。當圖像增強處理方法自適應性不足時，圖像可能會丟失重要信息，而且圖像中可能會出現偽影。自適應濾波器不會產生圖像處理偽影，這使得圖像能真實地反映物理信號內容。

　　對于臨床醫師而言，圖像質量增強是指圖像出現的噪聲小、線條清晰、器官邊界和紋理的可視化良好。對于共享服務而言，圖像質量不僅要適應圖像信號，還要適應臨床應用，以滿足臨床醫師和專家的需求。而對于床旁檢測系統而言，圖像應當易于解讀，甚至是對于超聲經驗有限的臨床醫師更應如此。由于在檢查過程中可能需要進行多次診斷，進行實時圖像處理是必不可少的。對于所有臨床應用，結果應當是準確診斷并快速交付。

　　注釋：左側是未處理的肝臟原始圖像，右側是經過處理的肝臟圖像?？梢钥吹綀D像的高分辨率，清晰的血管，處理后的圖像去除了斑點，并實現卓越的邊緣銳化和對比增強效果。

　　自動測量技術

　　自動測量是另一個要求高圖像質量的方面。自動測量用于內膜-中膜厚度（IMT）的超聲測量，用于檢測人體出現的動脈粥樣硬化疾病，可能還用于跟蹤動脈粥樣硬化的消退、遏制或進展。

　　手動測量不僅耗時，而且其結果依賴于培訓和主觀判斷。自動測量結果較少依賴于閱讀者的經驗，而且相比老式手動分析系統，自動測量由使用者而產生的結果更為穩定。

　　自動測量的效率更高，而且可用于自動檢測超聲影像中胎兒頭部的內外顱骨邊界。這些邊界用于測量雙頂徑（BPD）和頭圍（HC）。在泌尿科中，采用自動測量技術測量膀胱重量。超聲測量膀胱重量（UEBW）是膀胱出口阻塞的一個重要診斷指標。

　　這些測量要求圖像必須有清晰的界限和線條連接以及高對比度，以使測量在高準確度下進行。

　　3D/4D檢查

　　隨著3D/4D超聲技術越來越個性化，檢查也越來越有參考價值，甚至可提供更加準確的診斷結果。目前，該系統不僅可以為產科提供胎兒面部圖像--通過查找腦部異常、檢測腭裂、在一般影像中發現和定位腫瘤以提供更多臨床價值，而且還可以對射血分數、區域性運動障礙/運動不能進行準確的心臟檢查并使心臟瓣膜可視化。

　　3D超聲檢查可提供大量信息。要生成與這一大量信息相匹配的良好圖像質量，圖像增強處理技術必須非常先進完備，在4D（即在實時條件下）中使用時尤其如此。適應性處理技術將對每個立體像素進行分析，以對真實信息與偽影進行辨別，比如噪聲和斑點。還可對真實信息進行增強，以使界限和結構的可視化更加精確。在實時條件下處理所有這些信息需要非常先進完備的軟件和硬件。

　　根據托馬斯杰斐遜大學（對改善三維超聲影像的圖像處理技術進行比較，Flemming Forsberg等人2010）進行的研究：“已在腹部和產科應用中對新型三維超聲影像增強技術進行了評價。相比未處理的體素和用2D圖像增強軟件處理的體素，新型3D處理技術的表現最佳?！?/p>

　　3D/4D檢查在乳腺檢查中也在占有重要地位。近期對乳腺組織密度高的婦女是否應當進行乳腺鉬靶攝影（x線）檢查這一問題開展了一些討論。由此可見超聲技術在醫療保健中占有非常重要的地位。如今乳房體積檢測已可行，超聲技術已經可以應對乳腺鉬把攝影所面臨的種種困難。腫瘤的位置以及惡性、良性的情況都非常清晰的顯示出來，而且最重要的是，從開始檢查到診斷所需的時間不到15分鐘。

　　注釋：通過3D技術獲取的胎兒脊柱圖像，渲染圖。左側是未處理的脊柱原始圖像，中間是3D增強的脊柱圖像，右側是2D增強的脊柱圖像。請注意3D增強圖像中胎兒脊柱的清晰輪廓。

　　患者的全方位安全

　　充分的2D/3D/4D圖像處理技術可確保在使用各種不同超聲機、床旁檢測、共享服務和非常高級的設備時患者的安全性。

　　3D/4D技術的發展將會減少其他涉及電離輻射的（檢查）方法的使用幾率。這就是超聲市場的未來– 在所有應用中，3D/4D都可以顯示出更加真實的圖像，為經驗較少的醫生提供最佳圖像質量，從而幫助他們立即做出準確的診斷。憑借這一技術，患者或臨床醫師不會暴露在輻射下，而利用可移動設備，能夠給病患帶來更舒適的檢測體驗。

　　關于作者
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　　Isabelle Wegmann Hachette現任康泰瑞影ContextVision公司高級應用經理，領導戰略產品的開發項目，承擔大客戶技術管理工作并為許多地區的客戶解決安裝問題。她擁有瑞典林雪平大學圖像處理實驗室電氣工程專業的理學碩士學位，她還曾擔任該大學的講師。