超声图像的质量评价

超声图像的质量评价 ?? MonographicResearchI专研究 超声图像的质量评价 姬军,潘关玲,张春霞 【摘要】介绍了超声图像质量评价的因素和声像图的分类特征,通过临床实际对 图像进行,得出须有其他影像诊 断的相互补充,才能达到正确诊断的目的,对促进超声设备质量的全面提高具 有深远的意义. [关键词】对比清晰度;图像均匀性伪像;声像图;回声分布 【中国图资料分类号]R318.6[文献标识码]A[文章编号]1003—8868(2010)12— 02 0004— QualityEvaluationofUltrasoundImage JIJun.PANMei—ling.ZHANGChun—xia (1.MedicalEngineeringDepartment,No.305HospitalofthePIJA,Beijing100017,China;2.InstrumentPlantofAcademy ofMilitaryMedicalSciences,Beijing100056,China) AbstractThefactorsofqualityevaluationonultrasoundimageareintroduced.Atiertheanalysisofpracticalclinical image,itSsuggestedthatotherimagingdiagnostictechniqueshavetobeinvolvedintocomplementeachother.Itis significanttoimprovethequalityofultrasoundimageequipment.[ChineseMedicalEquipmentJournal,2010,31(12): 4,13】 Keywordscontrastresolution;imageuniformitypseudomorphism;uhrasonogram;echodistribution 常以一些参数指标来衡量超声成像系统图像质量的优劣 程度,在这些参数中,最主要的是空间分辨率和清晰均匀性…. 在评价超声图像质量时,了解超声图像形成的有关因素和掌 握声像图的特征是十分必要的,下面主要介绍关于图像质量 评价的因素 1清晰均匀性 清晰均匀性包括对比清晰度和图像均匀性.对比清晰度 是指超声仪可显示出的相似振幅.和不同于灰阶细微差别的 回声能力.或在低对比度条件下鉴别软组织类型和分清细微 结构的能力.图像均匀性是指整个显示画面的均匀程度. 对于扇形扫描来说,由于近场声束较密.远场声束较疏, 将造成波纹状图案出现.为了消除这一现象,需进行图像插补 处理,即在远场水平扫描线上增加像素.图像送人后,处理器 的行内插值电路进行行内插补处理,以填补未被采样的像素, 消除像素矩阵中的空格,改善图像的均匀性F2一. 此外,一帧图像内的扫描声线数也影响着图像质量,声线 愈多,图像愈清晰细腻,分辨细节的程度愈高.实时成像系统 的声线数一般不太密,每发射1个声脉冲形成1条声线.在线 形扫描中,每横移1mm至少需要1条声线;扇形扫描中,每 1.内至少要有1条声线.同时.声线数的多少还受帧频和穿 透深度的制约.超声诊断仪的图像处理可以在图像显示时利 用内插值电路插入扫描线数,以弥补声线数的不足和改善图 像的对比清晰度[41. 2声像图的特征 入射的超声波经过许多界面或某个病灶后所产生的回波 信号构成了超声切面声像图.该声像图并不像光学摄影成像 完全反映被摄物体的轮廓,形态和色彩,而是经超声与媒质问 作者简介:姬军(1970一),男,北京人,博士,主任,副主任技师,主要从事 生物医学信号检测和医疗设备质量控制方面的研究工作 作者单位:100017北京解放军305医院医学T程科(姬军,潘美 玲);100056北京军事医学科学院仪器厂(张春霞) 相互作用的有机产物.对其回波信号的特征可按以下几个方 面分类: (1)回声强弱.根据图像中的不同灰阶,可以把回波信号 分为强回声,中等回声,低回声和无回声4种.回声强弱的量 度一般以被探测脏器或组织的正常回声为.利用病变部 位回声与周围正常组织回声强度的比较来确定.如正常脂肪 组织表现为强回声,正常肝脏实质的回声为中等回声,正常肾 皮质为低回声以及正常充盈的胆囊回声为无回声.显然,声像 图回声的强弱是超声与不同生物特性阻抗的生物材料相互作 用时.超声经吸收,衰减,反射或散射以及其他形式能量损耗 多少的一种客观体现,如图1所示. 图1超声回声强弱示意图 (2)回声形态.按回波信号存显示器上所形成的光点分布 和聚集状态.回声形态可划分为: ?光团:回波信号的光点呈现密集明亮的球状,为实体占 传回声图,他们大部分提示为肿瘤,结石等. ?光斑:回声光点呈明亮不规则的片状灰阶,边缘较为清 楚,他们的大小一般为O.5cm左右. ?光环:回声光点排列呈圆环形,强回声环是一种增强的 线状回声光环,常表现为肿块周围边界;弱回声环表现为图像 周围出现一圈黑暗区,多见于肝(下转第13页) ? 医疗卫生装备?2010年12月第31卷第12期 ChineseMedicalEquipmentJournal?Vo1.31?No.12?December?2010 研究论着ITHESIS&RESEARCHREPORT?13? 电,生物兼容性及具体应用等问题尚待进一步研究完善. [参考文献】 [1】林森,徐建光.功能性电刺激在周围神经损伤修复中的研究进展 fJ1.中国修复重建外科杂志,2005,19(8):669—672. [2】黄华,吴宝明,冯正权,等.基于Zigbee通信的植人式神经电刺激 系统的研究【JJ.医疗卫生装备,2007,28(10):7-11. [3】赵春宇,陈大跃,谢国权,等.基于射频感应控制的掌指人工关节 研究IJ1.中国生物医学工程,2003,22(5):418—427. 【4]施俊,胡跃辉,周康源,等.运动神经假体研究进展[JJ.中国医疗 器械杂志,2004,28(4):271-276. [5]郝红伟,李路明,冯伯志,等.一种可编程植入式神经刺激系统 『J].航天医学与医学工程,2008,21(2):147—151. [6]王金武,芮碧宇,李琦,等.植入式神经电刺激系统的研究和应用 叨.世界科学,2009(7):33—34. (?上接第4页?) 内肿瘤的占位病变. (光点:回声呈细小点状,多为O.5cm以下的白色增强 光点散状出现,是声阻抗相差悬殊的表现.细小结石,钙化斑 点及纤维结节皆可有此状态. ?光带:回声光点显示白色增强的带状或线状,多为韧 带,重叠的血管壁或脏器包膜,有时亮,可能是钙化表现目. (3)回声分布.按其图像中光点的分布情况,分为均匀性 或非均匀性,密集或稀疏等不同类型. ?均质性分布指反射光点大小,灰阶一致,且分布均匀, 多为人体实质性器官(如脾,淋巴结,肾皮质和大脑等).一般 超声扫描时呈黑色或灰色灰阶,稍加大增益,即有光点分布其 中,据此可与液性暗区区别. ?非均质性分布.由于存在许多不同声阻抗界面,非均质 性分布呈现出不同程度的光点回声.表现为相对不均匀介质 的图像,如肝脏,膜腺等器官内部结构. ?实质暗区为实体占位声像图.与所在脏器断面回声比 较,实质性暗区回声较弱,呈块状或圆形黑色灰阶,其中有浅 灰色稀疏光点或光带.部分肿瘤早期多属此类图像. ?液性暗区.液体为均匀介质时.声阻抗多无差别.该区 内无任何回波反射,成为无回声区或纯液性暗区.图像呈黑色 灰阶,如胸水,腹水,胆囊积液,心包积液或积血等.由于多灰 阶(64灰阶)显示的超声图像其灵敏度相对较高,液体内细小 悬浮粒子也可显示出较细小浅淡的光点回声,如混浊的羊水, 浓缩的胆汁等均有此现象. ?囊性暗区具有液性的囊肿样回声,囊肿内无回声区.呈 灰黑灰阶,且后方回声增强.血肿,版肿和均匀实质性肿物都 可能呈现此状态161. 声像图特征主要包括物理学特征和形态学特征.超声图 像的形成既反映出超声波在生物组织中传播特性的差异,又 具有与病理性质相联系的形态学特点,物理学特征主要包括 透声性,衰减,后方增加效应,量化分析和谱分析等.由于人体 各种正常组织和病变组织对声能的吸收衰减不同,表现了后 方回声的"增强"或减弱乃至形成后方"声影",这些物理学特 [7]张震宇,李文渊,王志功.植入式中枢神经恢复系统激励模块及 其核心电路设计fJ1.电气电子教学,2005,27(5):45—48, [8】曹妮妮,金捷,孙卫新,等.植入式装置与体外程控装置数据交换 技术的进展[J].国外医学:生物医学工程分册,2000,25(4):156— 16O. [9]TOKUDAT,SUGITANIS,TANIYAMAM,etol,Aflexibleneural stimulatorforretinalprosthesisbasedonCMOSLSItechnology[C]H Jappan:JappanScienceandTechnologyAgency,Proceedingsofthe SymposiumonBiologicalandPhysiologicalEngineering,2006,21: l67-170. [1O]xIY,DUQ,GongHY,eta1.Acircuitdesignforimplantablemuhi— channelneuralstimulator[C]//Beijing,China:ChineseSocietyofBi- omediealEngineering,APCMBEandIFMBEproceedings,2008,19: 58-61. (收稿:2010—06—22修回:2010—08—11) 征在病变性质的诊断和图像分析上都有重要的意义I7J. 3结论 由于超声对液体与实质性组织有着显着的图像差别,所 以对囊性液体与实质性病变组织具有良好的鉴别能力.如 根据组织病理变化的特点.急性炎症早期以水肿为主,则声 像图局部回声减弱,透声强使后方回声增强:而纤维化病变 使纤维组织增加,回声增多,透声减弱使回声增强.按其病 变程度不同可表现为光点增大且分布不均,线状和网状回 声增强等? 值得注意的是超声对病变性质的诊断只是根据物理界 面特性的规律做出判断.并不是病原学上的特异性判断:另 一 方面,任何脏器或组织的病变过程的复杂性则反映为图 像上的多变性.因此,必须结合临床实际对图像进行分析, 并通过其他影像诊断方法的相互补充,方可达到正确诊断 之目的 【参考文献】 [1】吴立顺,菅喜岐.超声图像诊断技术的发展及应用现状『J].医疗 卫生装备,2007,28(12):35—36. [2】王瑞玉.医用超声仪原理构造和维修[M].北京:北京医药科技出 版社,2007. [3】李义兵,余大昆.实时全景超声成像技术及其临床应用[J1.医疗 卫生装备,2005,26(10):52—53. 【4J李义兵,余大昆,刘晓东.计算机在医学超声成像中的应用[J】.医 疗卫生装备,2006,27(4):23—24. 【5]郑光美,黎春雷.超声心动图在右心功能评价中的应用进展『J]. 医疗卫生装备,2005.26(9):25—26. 【6]范毅明.医用B超仪与超声多普勒系统【M].上海:第二军医大学 出版社.1999. 【7]徐智章.外周血管超声彩色血流成像[M].北京:人民卫生出版 社.2002. [8]赵鑫,郭兴明,姚晓帅.小波变换在消除超声成像噪声中的应用lJJ. 医疗卫生装备,2004,25(3):20—21. (收稿:2010—06—09修回:2010—08—23) ? 医疗卫生装备-2010年12月第31卷第12期ChineseMedicalEquipmentJournal?Vo1.31?No.12?December?2010