Angio Plus – 无创评估微灌注的好帮手

原标题:Angio Plus – 无创评估微灌注的好帮手

序言:数月来,小于大夫一直在“倒腾”科里新来的声科超声仪,时常因这样或那样的问题“惊扰”工程师们。这不近日又为血流微灌注的事再次叨扰, 王志强老师不厌其烦的专门写稿一篇以诠释此新功能,现分享给大家,承蒙关照,谢谢!

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超声发展过程中, 彩色多普勒血流成像 (ColorDoppler Flow Imaging,CDFI的出现是重要进步之一。它实现了人体血流动态分析和定量测量能力,能够有效弥补B型灰阶成像的不足,在临床诊断中发挥了重要的作用。诸多研究学者研究表明微血管密度与肿瘤生长、转移和预后密切相关,亦是评价肿瘤血管生成的可靠指标。临床诊断中无创,动态的检测肿瘤组织中的微血管密度尤为重要。

随着多种超声显像技术的不断改进和应用,超声能够观察到2-3mm的微小病灶,能够较清晰地显示病灶内部结构、有无包膜和微钙化等细微结构的改变以及病灶血流分布和血流频谱的变化,为进一步提高疾病的诊断率提供了有利条件。然而,由于肿瘤病理类型繁多、生物学特性差异大,且具有多发性及多源性的特点,使得超声对部分不典型结节的诊断存在困难,在超声检查中还存在一定比例的漏诊和误诊。

传统的彩色多普勒成像,图像采集、信号处理的方式受线密度限制,25%的时间都花在采集数据上,与此同时也限制了血流的敏感度、细节分辨率以及显示帧频;这就相当于一部分微细低速血流不能显示。因此在肿瘤病变、缺血性病变等临床背景下,其价值变得相当有限。普通的微血管成像数据采集方式有所改进,单次采集数条线信号,以便采集连续低速血流信号,但这样的方式仍损失了大部分定量数据,临床实用性尚不理想。那么法国声科影像公司的 AP超微细敏感血流显像技术 (Angio PlusTMPlanwave Ultrasensitive Imaging,AP)较传统彩色多普勒的诊断效能如何呢?

我们一起来看一下它的技术原理。

超声微细血流成像的技术实现中会面对两大难题。一是如何检测到红细胞的微弱信号(通常是组织信号强度的1‰),二是如何将其与组织运动信号分开。目前比较常见的成像方式中,前者依赖于高能量超声聚焦长脉冲(通常是B型灰阶成像脉冲的5-6倍),而后者则需要壁滤波技术来完成。

首先,我们来看看微细血流中微弱的红细胞信号是如何采集的:

AP(Angio Plus TM)平面波超敏感微血流显像技术,是以【平面波】技术为基础,单次采集一个【面】的信息,可实现大面积连续血流信息采集(如下图),后利用软硬件极速处理平台将大量原始数据以3GB/S的速度处理信号并完成运算。这样的采集方式会采集大量的原始数据,对于微细血流的辨别提供了基础。

接着,我们来看AP是如何将微细血流信号与组织运动信号分开的:

传统的二维壁滤波,可去除运动的组织(如血管壁)的低频多普勒频移,从而提取较高速的血流多普勒频移。但在二维维度上来讲,滤去组织低频多普勒频移时会滤掉更为低速的微小血管的血流信号,从而丢失一部分信息。而AP技术在传统二维平面的基础上添加空间频率概念,从而将血流信号从空间立体结构去切割。在立体空间里,再通过时间频率轴(即三维壁滤波),滤去各个方向的组织多普勒频移杂波(在x轴、y轴、z轴上均可过滤杂波信号),提取纯净的低速血流信号。因此AP成像时既不损失血流检测敏感度,也不损失时间和空间分辨率。

AP技术实时显示主干血管及末梢小血管的血流,显示微小血流的细节分辨率高达50微米,时间分辨率(帧频)>100帧/秒,其最大程度提高血流的速度分辨率,即使是末枝低速血流,颜色亦显示为红-黄-蓝多色,视觉上区分明显。临床应用过程中,该技术可为肿瘤病变的鉴别诊断、淋巴结定性诊断、肌骨系统疾病及缺血性病变的临床诊断及疗效监测等提供了可靠的依据。

在传统的彩色多普勒条件下,观察甲状腺腺瘤时看不到清晰、完整的环状血流,内部的血流信息也不完整。AP显像可以看到腺瘤周边完整的环状血流网,内部的血流细节也十分清晰。

【穿支血管】是诊断乳腺癌的重要依据,在传统CDFI穿支血流不明显,能观察到的是肿物周边或者内部的点状或者段棒状的血流。通过AP技术可以看到,有一条穿支血流是从肿物的基底部进入到肿物,对肿瘤进行滋养。

AP技术高达50微米的细节分辨率及>100帧/秒的时间分辨率(帧频)使得人体手足皮肤微小末枝小血管的显示极为生动。

AP技术效果堪比造影动脉相显示能力。图为观察甲状腺乳头状癌【乏血供】表现、肝局灶型结节性增生,显示【轮幅样】血流。

该技术具备4种目前业界最全面的微细血流超敏感显示模式,不同模式之间一键快速转换,实现对组织无创、连续的微循环检测。

AP技术的出现打破了传统多普勒对血流显像的限制,已成为无创诊断、疾病评估的又一主流,除了有效辅助肿瘤的良恶性鉴别诊断外,对关节、滑膜、韧带、肌肉肌腱等组织病变(炎症、创伤、肿瘤等)的临床诊断及疗效检测同样有帮助。

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