摘要

  • 课题： 超声计算机断层扫描USCT

  • 提出:

    KIT 3D USCT系统—— 优化的 3D USCT，能实现3D系统的全部优点

  • 解决的问题：

​ 当前USCT实验系统仍然聚焦于高维，造成了较大的厚层、有限的景深、平面反射损失，并且在获取系列图像时有大量的运动步骤。

  • 简要介绍：

​ 在三维空间中，点扩展函数几乎是各向同性的，具有非常低的空间变异性，与预测值吻合。尽管采用稀疏孔径成像，但成像的对比度非常令人满意。反射率重建的分辨率和图像细节可与ST的 MRI 图像体素相比，此外，同时获得的透射层析成像结果对获得分辨率也很重要。

  • 效果如何：

​ 该设备在10个病人上进行首次测试，预期目标是测试设备、数据获取协议、图像重建方法及图像融合技术在临床环境下的应用。

​ 数据获取可以达到平均6分钟一个乳房，图像重建效果也不错，体素叠加后定性和定量信息一目了然。

介绍

  • USCT研究背景及发展史

  • 相关研究现状

  • 研究方法： 球面波阵面成像

    ​ 一个3D系统需要大量的传感器。比二维系统大两个数量级来满足采样定理。为了近似球形波阵面，换能器的单个区域必须很小，这将导致较低的声压和较低的信噪比。对于活体成像，数据采集时间必须很短，以防止由于患者的移动而导致图像退化。此外，使用后波束形成的图像重建是非常耗时的。

  • 研究内容

    • 为提供KIT 3D USCT II的总结，这是第一个用于体内成像的全3D系统

    • 证明，通过稀疏传感器的设置，有可能获得一个良好的诊断分辨率

    • 证明，Greenleaf[9]所提议的，声速和衰减图像的三维获取和重建可以直接获取组织类型和癌症检测

    • 找出我们设计中目前的限制，从而产生一个改进版本，目前正在建设中用于临床应用。

  • 本文内容：

    介绍了样机、硬件装置、图像重建方法以及实验和临床结果。

方法

KIT 3D USCT是世界上第一个全3D系统，旨在体内成像。因此，必须开发或调整许多方法来建造这样一种电子和机械的复杂硬件，并开发读出和重建所需的软件。

1 硬件设置


​ 病人以俯卧姿躺在病人床上。乳房在水浴的固定装置中成像。带有2041个传感器的光圈环绕在乳房周围。由于没有乳房变形和确定的病人位置，女性乳房的体积图像是可复制的。该装置具有具有628个发射端换能器和1413个接收端换能器的半椭球形孔洞。球面波阵面由每个发射端换能器在2.5 MHz(约为2.5 MHz)产生。50%的带宽)。旋转和平移运动即所谓的孔径位置，完整的传感器系统，创造进一步的虚拟位置的超声传感器。针对三维点扩展函数(PSF)的各向同性、图像对比度和照度，优化了半椭球形孔径。