一种能够准确无创测量血流的方法

在众多的影像诊断方法中，超声诊断仪的一个突出优势是能同时提供组织的解剖结构及血流信息。特别是在心血管疾病的诊断中，由于医生能方便地得到实时显示的组织结构与血流图像，因而极大地提高了诊断的准确性。

近年来，三维超声成像已经构成了超声诊断仪发展的一个重要的方向。各国著名的超声诊断仪生产厂家纷纷都在自己的产品上添加了三维成像功能。在超声三维成像的研究中实际上包括三维结构成像与三维血流成像两大部分。它们所采用的方法虽然有不少相通的地方，但也有各自独特的技术。

超声三维血流测量的意义

在现有的心、脑血管疾病诊断方法中，心导管术和X线血管造影是最准确和有效的方法。但是，这两种方法不仅存在着在检查中对人体有电离辐射、有创伤等问题，而且由于设备复杂、检查费用高而不能用作常规检查。再则，两种X线检查所提供的结果都是基于解剖形态的图像，对脏器功能或组织性质的判断缺乏敏感性。与之形成鲜明对照的是，将超声血流测量方法用作血管疾病的研究，具有对人体无创、敏感性高、重复性好等突出特点。它不仅能提供血管解剖形态的图像，其所提供的血液动力学方面的参数还能有效的反映脏器的功能。同时，它还具有检查费用低、设备价格相对便宜等优势。因此，超声血流测量具有很好的发展前景。

传统的超声血流测量有两种不同的工作模式:谱图多普勒血流测量和彩色血流图成像。前者以声谱图的形式输出:后者则是以二维彩色血流图的形式输出。虽然现有的血流测量已经能提供有关血流的速度和方向信息，但是，从目前商品化仪器中所采用的技术来看，从严格的意义上讲它们还都只是一种半定量的测量方法。

目前，几乎所有的商品化仪器中超声血流测量都是基于多普勒原理来实现的。即，当超声波在人体中传播遇到运动的血球时，由此而产生的背向散射信号中就会包含多普勒频偏成分。

在三维超声血流测量中，可以利用超声成像的方法获得体内血管的空间形态，在此基础上，如果掌握超声波的入射方向，就可以得到立体空间中的角度，从而得到真实的血流速度，而不仅仅是速度在声束方向上的投影。

由此可见，三维血流测量不仅具有显示直观等优势，更重要的是它使准确的血流测量成为可能。

血液流量的测量对于帮助临床医生确定携带氧气和营养物质的血液到达患者体内的器官和组织非常重要。在紧急情况下，精确的血流测量可以显示心脏和大脑等器官是否有足够的血液供应。在慢性疾病中，血流测量也很重要，比如测量糖尿病患者足部和下肢的血流。

尽管它很重要，但并没有理想的方法来测量无创和低成本的血流量。目前的方法，如血压和二维超声只提供替代指标，而不是期望的体积流量，或具有很大的局限性，容易出错。

由于可靠性问题和繁琐的实施，二维超声的真实血液流量测量很少用于临床。此外，设施和操作人员之间的结果往往相差很大。来自经验丰富的超声技术专家的测量结果可能与经验较少的技术人员有很大不同。

目前没有更好的方法来量化血流，研究人员花了数年时间开发和研究一种用于定量测量血液流量的三维方法。在这项新的研究中，在三台临床扫描仪上使用一种模拟人体血液流动的定制流动体模来测试这种三维方法。研究人员使用了七个不同的实验室，通过改变流速、成像深度和其他参数来控制测试条件，一共有八个不同的测试条件。

结果表明，用三维彩色血流超声估测的血流量在七个实验室中是准确的和可重复的。研究只有不到10%的误差或变异，而且不同实验室之间的差异只有3%到5%。这些都是非常好的结果，从技术的角度来看，一些系统已经准备好进入临床。

三维超声方法简单，易于收集数据，并且消除了困扰其他方法的假设，以尽量减少用户和系统之间的结果差异，并且可以确定需求、障碍和解决方案，以创建跨成像平台、临床站点和时间的一致、可靠、有效和可实现的定量成像结果。

与医用超声的其他研究领域相比，三维血流测量尚属于一个较新的研究和应用领域。目前，在数据采集、三维重构及可视化等方面还有许多值得研究的问题。不断研究发展流速的准确估计方法也是一项长期研究的任务。

从临床应用前景与市场需求方面来看，三维血流测量无疑蕴含着巨大的发展潜力。高性能的超声诊断仪将结构与血流成像有机地融合在一起，已经在不少情况下取代了有创的血管造影检查。

由于血液的流动是一种随心脏的收缩、舒张而变化的脉动流，三维血流图实质上应该是一种随时间周期变化的四维血流图。因此研究开发实时显示的四维血流图，寻找快速重建方法将是未来的发展方向之一。

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