高帧率合成显像技术在临床心血管系统的应用

第一节　高帧率合成显像技术在临床心血管系统的应用

电兴奋可引起心肌舒缩活动，并产生电兴奋传导路径上的局部收缩，即机电波，其传播速度为0.5～7m/s。高帧率超声射频数据对于诸如高精度心肌弹性成像、脉搏波成像（pulse wave imaging，PWI）及机电波成像（electromechanical wave imaging，EWI）等心血管成像新技术至关重要。

国外学者将心电图信号转移至任意波形发生器中，利用心电图中的R波为触发点来控制发射脉冲，并借助电脑硬件系统实现大鼠成像同步化。虽在小型动物成像技术方面取得进步，但目前尚无可用于人类心血管研究的高帧率成像技术。国外学者通过减小全视图大小和射频投影线总数量等手段，可将射频图像帧率提高至200Hz。国外尚有学者利用稀疏区段扫描模式，将声束量减至近16个并获得450Hz的峰值帧率。该方法以降低全视图和超声束流密度为条件来增加帧率，而心电图门控技术在高束流密度下可将单区段和大全视图结合起来，同时获得高帧率。

作者结合回顾性总结心电图门控技术，研制出自动化多扇形超声成像方法。利用该方法可使成像深度达11cm、满视野图像，且在单次屏息内即可获取高空间分辨率（64束流密度）和高瞬时分辨率（帧率为481Hz）。利用心电图门控技术回顾性地将并列区段结合起来，可重建射频型和B型的全视图复合帧。该成像技术可用回放的形式对机电波和脉搏波的传导进行成像，该波的异常传播模式可作为评价心血管疾病的早期指标。利用高帧率成像技术可获取快波传导及瞬时性小室壁运动。在高瞬时分辨率（通常小于5ms）情况下，尚可观察到病变心肌的细微变化和快速电传导波，从而对心脏病进行早期诊断。

作者利用多线条软件技术采集同步化心电图和射频数据，在显著降低系统耗费的同时，能采集高瞬时分辨率的心血管图像。心电图门控技术可利用多个心动周期中采集的射频信号，回顾性地将小的感兴趣区重建为完整全视图。作者通过采集健康年轻志愿者左心室长、短轴观及腹主动脉的长轴观发现，机电波在心脏传导更快，且弹性成像的信噪比增加。因此，高帧率可以提高应变精度和应变率成像质量。如图221（见插页）所示为健康年轻志愿者在短轴观上心室舒张期的一条深蓝色波（向下运动），该机电波从室间隔周围发出，循逆时针方向传导至后壁，并终止于前壁。

心电图门控技术可对高帧率图像和体积转换进行有机结合，从而用于心脏三维成像技术中。像动脉瘤和动脉粥样硬化等病变可显著改变脉搏波传导方式，该成像技术可对此类疾病早期监测。图像合成技术可计算脉搏波传导速度，并进一步评估血管硬化程度。有学者建议将血管硬化程度作为评估高血压、各种致命性心脏疾病、冠状动脉性重大事件及致命性脑卒中的早期指标。