新型超声造影剂对组织器官血流灌注的研究
作者：张青萍 周翔 柳建华
单位：张青萍(430030 同济医科大学附属同济医院)；周翔(430030 同济医科大学附属同济医院)；柳建华(430030 同济医科大学附属同济医院)
关键词：
放射学实践000306 超声造影剂的类型与相关技术的发展
(一)超声造影剂的类型 目前造影剂根据剂型及成分的不同，可分为：①自由气体；②包裹气体；③混悬液；④胶体溶液；⑤水溶液。第一代微泡造影剂为自由气体，由于在血液循环中持续时间极为短暂、微泡大小不一、不能通过肺循环等缺陷，未能在临床有效应用。第二代微泡造影剂则在微泡周围包裹以外壳成份(白蛋白或脂质)或膜稳定剂，比较具代表性的有Albunex和Levovist。第三代微泡造影剂则在弹性外壳的韧性及采用低弥散度大分子量的气体成分等方面作了较大的改进(如Quantison, Optison, EchoGen等)。
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(二)相关技术
1. 二次谐波技术 不同大小的微泡对应于一定频率的声波不仅可散射相同频率的回波(基波)，尚可产生两倍于发射频率的回波(谐波)，甚至三倍，四倍或1/2频率的回波，而人体的组织则无此特性，即在谐波频率时，微泡造影剂的背向散射强度远高于人体的组织。理论上谐波散射时血液/组织强度比(信噪比)可达到1000以上。
2. 瞬间反应成像 利用瞬时能量散射特性研制出了间断触发成像技术，即当暂时终止探头发射后，再次启动探头时，此时微泡造影剂的信号最强，图像质量最佳。该增强效应是瞬时的，并且声波第一次接触微泡时散射效果最佳。对于低灌注的组织，触发的频率要足够低(超过10秒1幅图像)。这种瞬间的增强效应在二维超声上表现为灰阶信号的增强，而在彩色 多普勒上则表现为彩色“马赛克”样改变，即使在无血流灌注的区域也可表现出此特性。因 为释放出的自由气体微泡的非线性反应明显优于包裹气体微泡，因此非常适合于二次谐波成 像。
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3. 定量检测技术 团注声学造影剂在组织局部形成二维或Doppler增强的动态过程，可通过描绘局部的时间-强度曲线进行研究。多方面因素决定时间强度曲线的意义和形态，①血流速度，流速越快曲线越狭窄，即稀释越快；②造影剂平均渡越时间，这可以理解为造影剂团注进入血管或实质的单位容积内造影剂最后为完全新鲜血液所取代的时间，平均渡越时间越长，曲线越平坦；③取样部位上下游血流中造影剂分布容积，分布容积越大，曲线下面积越大。④灌注压力。具体的研究内容包括以下几个方面：
曲线形态：不同脏器部位的时间-强度曲线形态存在较大的差异。局部组织在团注造影剂后时间-强度曲线的形态变化，在条件一定的情况下可以反映组织的血流灌注状态。但由于曲 线的影响因素较多，单纯讨论曲线某一参数及形态在某一疾病中的意义是缺乏可比性和重复 性，特别是在评价灌注功能时，必须首先确定所选疾病模型对时间强度曲线而言是流速决定 性还是血流容积决定性。
曲线下面积(Area Under Curve)：曲线下面积是时间-强度曲线最有价值的1个参数。因AUC直接与造影剂分布容积、血流速度、以及平均渡越时间密切相关，只有当其中两个因素相对稳定时才可评价AUC对另一因素而言的灌注意义。如果造影剂剂量、分布容积，以及仪器增 益条件控制恒定，曲线下面积是和平均渡越时间及实际流速成反比。
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稀释率(washout rate)：稀释率即时间-强度曲线下降支的斜率。稀释率的比值最有价值的临床应用可能是用来判断动脉血流灌注的储备。如混合容积恒定，重复测量某一确定部位用药前后或治疗前后的稀释率的比值与实测局部血流量的比值相关良好。
局部组织血流灌注量的定量计算：根据指示剂稀释法，以声学造影剂形成的灰阶或彩色血流信号强度的变化作为指示剂的变化，以时间-强度曲线计算为基础的定量法，具有良好的理论和应用基础，有相当大的临床应用价值。依据以下假设：①视频强度的变化与取样容积内造影剂微泡的浓度直线相关。③在测量期间血管内容积比恒定。③测量期间总体血流量是恒定的。血流量可以通过取样容积内实质组织的灌注血管的血流容积与造影剂通过该部分组织的平均渡越时间的比值计算局部血流量。通过计算局部实质组织和参考部位(灌注动脉腔)相同大小的取样容积内时间-强度曲线的参数，得出两部位血管容积率，进而计算出相应的血 流量。
超声造影方法及步骤
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(一)超声造影剂的选择与用量 根据不同的检查要求确定不同的造影剂量。彩色血流显示只需要微量的造影剂，一般在0.002ml/kg～0.006ml/kg的范围就可达到满意的效果，剂量稍大即产生溢出伪像，为定量和形态学研究造成障碍。进行实质灰阶增强显示时，所需剂量较大，一般在0.01ml/kg～0.1ml/kg范围可达到较满意的效果，相对而言肾脏由于无肝脏的窦性结构造影剂存留时间短，因此所需剂量往往较大，并且灰阶增强持续时间较短。
(二)观察指标及意义
1. 造影前后脏器二维灰阶强度变化保持仪器二维增益恒定，造影后数秒内 便可观察到二维灰阶的增强。
2. 造影前后脏器及病变部位血流增强的时相变化在进行这些指标的研究时，必须确认造影剂的注射方式是团注，并且时间应该尽可能的短，如以后能标准化(包括仪器条件、造影剂条件、观察方法等)将更有意义，如不采用团注方法，这些指标都没有意义。肝脏血流灌注 形态学评价：①动脉时相：短暂；②毛细血管相：增强强烈；③延迟时相：显示小血管增强 。造影过程中所分的几个时相的变化，也是根据基本的血流灌注的生理特点进行划分[外周静脉→肺循环→体循环→组织灌注动脉显影→组织实质(毛细血管网或血窦增强)显影→静脉显影]，肝脏的门脉血供由于来源于胃肠道的静脉回流，因此其出现时间肯定晚于早期的动脉时相。随着技术的发展，相信以后如能对造影后这些时相和持续时间的精确测量，这对组织灌注的评价，组织病变的程度、治疗的转归都将有深入的研究价值。
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肾脏血流灌注形态学评价：在腹部脏器中，研究以造影增强能量图评价肾脏血流灌注形态具有很多优势，敏感、显示完整、剂量要求小。在仪器条件及剂量恒定的情况下，造影增强能量图直观显示出随着灌注压力递减，外周肾皮质血流灌注量有显著减少，并且随着血压的降低，检测不到血流的皮质部分厚度逐渐增厚。根据形态学特点，将整个团注造影过程分为正常相、爆发相、持续灌注相、闪烁相以及恢复相这五个时相。五个时相的变化，反映了团注造影剂后，造影剂进入声场后的动态稀释变化过程。
肾脏血流灌注的定量评价：①建立肾动脉狭窄模型后，显示随钳夹程度的递进，曲线下面积、峰值强度、平均渡越时间均存在显著变化(P<0.05)。肾段间动脉的时间强度曲线的稀释率随钳夹程度的递进而逐渐增大，即其稀释过程增快，也可从其平均渡越时间的递减反映。钳夹肾动脉主干是一急性过程，段间动脉及组织的时间强度曲线的形态改变是由造影剂在血管内血流分布容积决定的，即曲线下面积的变化反映的是造影剂所在血管内血流容积的变化。实质部位曲线下面积与段间动脉曲线下面积的比值能较好的反映钳夹程度的变化。②根据曲线下面积与通过所测定区域的造影剂含量成线性相关的假设，采用指示剂稀释法定量计算肾皮质血流灌注研究显示其测定值与组织血流仪测定值相关良好(r=0.74,P<0.05)。
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3. 连续观察法与间断观察法
连续观察法 注射造影剂后连续扫查组织，这种方法优点在于解剖结构清晰，观察连续，但对造影剂的破坏严重。
间断观察法 注射造影剂后间断扫查组织，优点在于对造影剂破坏小，造影效果维持时间较长，但对病变的找寻缺乏连续性。
造影后组织及肿瘤部血管血流增强
在能量图或彩色多普勒模式下连续观察法和间断观察法均能观察到显著的血流增强，连续观察法可清晰观察清楚灌注时相的连续变化，清楚显示肿瘤周边及内部滋养血管的走行VX2 肿瘤在造影动态过程中成负性造影区，表现为充盈缺损。在较大剂量(如0.01ml/kg)时爆 发相时可出现溢出伪像，造成充盈缺损的不完整。能量图条件下，造影背景均匀细腻，肿瘤 表现为边缘勾画清晰、分界明显的充盈缺损。肿瘤形成的充盈缺损中易显示出其灌注血管。 从形态诊断角度考虑应尽可能延长造影背景时间，解决方法可以减慢注射速度。
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造影后实质性器官及肿瘤灰阶增强
在灰阶模式及能量图模式下注射超声造影剂，当组织局部发生缺血时，有助于准确判断缺血范围和部位，也有助于对治疗后再灌注功能及供血区域的判断。间断触发的谐波成像能更敏感、更清楚地描绘造影在局部的低灌注区域。间断触发成像方式主要有利于减少微气泡的破坏和提高组织中的造影气泡的散射强度。此外在超声造影过程中，还存在饱和现象，即造影二维增强或彩色血流显示的峰值，并不随剂量的增高而持续升高，当剂量达到1个水平后，增强将维持1个高水平状态，但是造影持续时间则一般随剂量的增大而延长。
1. 实质性组织灰阶增强：造影后二维灰阶增强的强度与剂量相关，即剂量越大，增强出现越早，增强越明显，持续时间越长，较大剂量(0.03ml/kg以上)时肝实质和肝内较大的动 脉和门静脉出现后方回声衰减。
2. 肿瘤及肿瘤血管灰阶增强：由于肿瘤组织结构与肝或肾组织的截然不同，肿瘤缺乏肝脏的均匀一致的窦状结构或丰富的肾脏血管结构。因此在灰阶增强上表现为负性充盈缺损。
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肾脏血流灌注功能图的研究
利用经外周静脉团注声学造影剂FX530所形成的肾能量图血流灌注能量显示的动态变化，提取其中的某些参数进行再次参数成像，构建灌注功能图。并用于对实验性肾肿瘤血流灌注变化的动态观察及肾动脉狭窄动物模型血流灌注变化的研究。造影灌注功能图的构建：
1. 图像分析软件使用同济医科大学附属同济医院超声科与武汉大学医学图像信息研究所共同开发的软件。
2. 心电门控取每一舒张末期图像。
3. 提取每一幅图像中每1个像素在造影前后的视频强度的动态稀释曲线参数(根据伽玛函数拟合)：曲线下面积、半降时间、下降斜率。
4. 对提取的每1个像素的上述3个参数分别根据已有的数学模型，量化为0～255个灰阶级别 。
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5. 伪彩编码成像：对每1个映射到灰阶数值的参数按灰度级别关系进行红、蓝、绿三色编码，根据灰阶值确定红、绿、蓝色的比例。结果显示：①灌注功能图：把功能性指标信息直观化，不但能反映灌注的功能信息而且能反映其分布，还清晰而直观评价肿瘤血供的动态变化以及弥漫性肾实质缺血引起的灌注功能的改变。②以曲线下面积构建的功能图质量最好，无伪像及玛塞克现象。以半降时间及下降斜率构建的功能图存在较严重的伪像，玛塞克现象及失真。在参数成像中，以曲线下面积构建的功能图最为稳定和平滑。由于功能图的构建是以时间强度曲线为基础的，因此讨论功能图的意义应更多从影响时间强度曲线的因素考虑。功能图可清晰显示组织及肿瘤内部灌注量及其分布规律，具有广泛的临床应用前景。
影响检测血流灌注的因素
(一)与评价灌注功能相关的造影剂物理特性
1. 造影剂稳定性(stability)，声学造影剂评价组织灌注效果直接与造影剂稳定性有关，造影剂越稳定其在血液中对压力变化的耐受性就越高，则其破坏率就低，也即于组织和血管中的聚集浓度越高，增强效果越明显。
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2. 衰减(Attenuation)，衰减与背向散射相互影响，且都与造影剂的浓度有关。在低浓度时，背向散射强度随微泡造影剂的浓度增加而增加；在高浓度时，衰减却起主要作用。因此对不同类型的造影剂应建立针对不同仪器条件和成像条件下的背向散射及衰减与微泡浓度的函数关系，以确定不同造影剂在不同条件下所能获得最有效的二维或多普勒增强的浓度及剂量。
3. 背向散射强度(Backscatter Intensity)，当散射体于介质中呈松散分布的条件下，背向散射强度与散射体的数目呈线性相关。但在高浓度的情况下，微粒的杂乱运动能显著改变背向散射波的相位和幅度，形成的多重散射可导致衰减明显增加。
4. 谐波散射 (Harmonic Scattering) ，不同大小的微泡对应于一定频率的声波不仅可散射相同频率的回波(基波，还可产生整倍于发射频率的回波(谐波)，即在产生谐波频率时， 微泡造影剂的背向散射强度远高于人体的组织，因此造影剂的这种非线性特性能使微循环内 的灌注血流与组织信号明显区分。
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5. 瞬间能量散射(Transient Power Scattering)，在瞬时能量散射时，超声造影剂的有效散射面积随声场的强度而增加。在声场强度较低时，微泡散射体呈线性散射，在高声强时，由于声压等因素的联合破坏作用，使弹性外壳的微泡爆裂，产生一种瞬间非线性反应，称为“声激发的声发射(Acoustically Stimulated Acoustic Emission)”由以上声学物理特性可见，在评价组织灌注功能时，造影剂本身的物理特性对灌注功能的评价起着决定性因素，因此在进行定量测定的方法学研究时，必须确定进行定量计算的假设与进行造影实验的造影剂的物理特性相关，特别是造影剂的线性散射特性相关。
(二) 影响评价组织灌注功能的生理因素 由于不同组织器官的组织学和解剖结构的不同，在进行组织灌注功能形态学及定量学评价，特别是定量评价时需首先确认组织结构的特殊性，才能作出正确的判断和解释。影响因素主要包括：①有无丰富的侧枝循环。②有无双重血供。③有无动静脉瘘。④有无灌注压力的变化。
(三)仪器设置条件 超声发射频率、发射功率、发射的脉冲重复频率等因素对造影剂的破坏有较大的影响，所以，应选择较低的机械指数(MI)，一般选0.3～0.6。为使造影增强具有可比性，造影前后仪器设置条件应保持不变。
临床意义及应用前景
超声造影剂对组织器官血流灌注的评价具有广泛的应用前景和临床意义。由于其经外周静脉注射，对病人损失小而且方便，当技术逐渐成熟，并且越来越标准化后，必将成为评价组织血流灌注的良好手段。
收稿日期：2000-02-24, http://www.100md.com
单位：张青萍(430030 同济医科大学附属同济医院)；周翔(430030 同济医科大学附属同济医院)；柳建华(430030 同济医科大学附属同济医院)
关键词：
放射学实践000306 超声造影剂的类型与相关技术的发展
(一)超声造影剂的类型 目前造影剂根据剂型及成分的不同，可分为：①自由气体；②包裹气体；③混悬液；④胶体溶液；⑤水溶液。第一代微泡造影剂为自由气体，由于在血液循环中持续时间极为短暂、微泡大小不一、不能通过肺循环等缺陷，未能在临床有效应用。第二代微泡造影剂则在微泡周围包裹以外壳成份(白蛋白或脂质)或膜稳定剂，比较具代表性的有Albunex和Levovist。第三代微泡造影剂则在弹性外壳的韧性及采用低弥散度大分子量的气体成分等方面作了较大的改进(如Quantison, Optison, EchoGen等)。
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(二)相关技术
1. 二次谐波技术 不同大小的微泡对应于一定频率的声波不仅可散射相同频率的回波(基波)，尚可产生两倍于发射频率的回波(谐波)，甚至三倍，四倍或1/2频率的回波，而人体的组织则无此特性，即在谐波频率时，微泡造影剂的背向散射强度远高于人体的组织。理论上谐波散射时血液/组织强度比(信噪比)可达到1000以上。
2. 瞬间反应成像 利用瞬时能量散射特性研制出了间断触发成像技术，即当暂时终止探头发射后，再次启动探头时，此时微泡造影剂的信号最强，图像质量最佳。该增强效应是瞬时的，并且声波第一次接触微泡时散射效果最佳。对于低灌注的组织，触发的频率要足够低(超过10秒1幅图像)。这种瞬间的增强效应在二维超声上表现为灰阶信号的增强，而在彩色 多普勒上则表现为彩色“马赛克”样改变，即使在无血流灌注的区域也可表现出此特性。因 为释放出的自由气体微泡的非线性反应明显优于包裹气体微泡，因此非常适合于二次谐波成 像。
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3. 定量检测技术 团注声学造影剂在组织局部形成二维或Doppler增强的动态过程，可通过描绘局部的时间-强度曲线进行研究。多方面因素决定时间强度曲线的意义和形态，①血流速度，流速越快曲线越狭窄，即稀释越快；②造影剂平均渡越时间，这可以理解为造影剂团注进入血管或实质的单位容积内造影剂最后为完全新鲜血液所取代的时间，平均渡越时间越长，曲线越平坦；③取样部位上下游血流中造影剂分布容积，分布容积越大，曲线下面积越大。④灌注压力。具体的研究内容包括以下几个方面：
曲线形态：不同脏器部位的时间-强度曲线形态存在较大的差异。局部组织在团注造影剂后时间-强度曲线的形态变化，在条件一定的情况下可以反映组织的血流灌注状态。但由于曲 线的影响因素较多，单纯讨论曲线某一参数及形态在某一疾病中的意义是缺乏可比性和重复 性，特别是在评价灌注功能时，必须首先确定所选疾病模型对时间强度曲线而言是流速决定 性还是血流容积决定性。
曲线下面积(Area Under Curve)：曲线下面积是时间-强度曲线最有价值的1个参数。因AUC直接与造影剂分布容积、血流速度、以及平均渡越时间密切相关，只有当其中两个因素相对稳定时才可评价AUC对另一因素而言的灌注意义。如果造影剂剂量、分布容积，以及仪器增 益条件控制恒定，曲线下面积是和平均渡越时间及实际流速成反比。
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稀释率(washout rate)：稀释率即时间-强度曲线下降支的斜率。稀释率的比值最有价值的临床应用可能是用来判断动脉血流灌注的储备。如混合容积恒定，重复测量某一确定部位用药前后或治疗前后的稀释率的比值与实测局部血流量的比值相关良好。
局部组织血流灌注量的定量计算：根据指示剂稀释法，以声学造影剂形成的灰阶或彩色血流信号强度的变化作为指示剂的变化，以时间-强度曲线计算为基础的定量法，具有良好的理论和应用基础，有相当大的临床应用价值。依据以下假设：①视频强度的变化与取样容积内造影剂微泡的浓度直线相关。③在测量期间血管内容积比恒定。③测量期间总体血流量是恒定的。血流量可以通过取样容积内实质组织的灌注血管的血流容积与造影剂通过该部分组织的平均渡越时间的比值计算局部血流量。通过计算局部实质组织和参考部位(灌注动脉腔)相同大小的取样容积内时间-强度曲线的参数，得出两部位血管容积率，进而计算出相应的血 流量。
超声造影方法及步骤
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(一)超声造影剂的选择与用量 根据不同的检查要求确定不同的造影剂量。彩色血流显示只需要微量的造影剂，一般在0.002ml/kg～0.006ml/kg的范围就可达到满意的效果，剂量稍大即产生溢出伪像，为定量和形态学研究造成障碍。进行实质灰阶增强显示时，所需剂量较大，一般在0.01ml/kg～0.1ml/kg范围可达到较满意的效果，相对而言肾脏由于无肝脏的窦性结构造影剂存留时间短，因此所需剂量往往较大，并且灰阶增强持续时间较短。
(二)观察指标及意义
1. 造影前后脏器二维灰阶强度变化保持仪器二维增益恒定，造影后数秒内 便可观察到二维灰阶的增强。
2. 造影前后脏器及病变部位血流增强的时相变化在进行这些指标的研究时，必须确认造影剂的注射方式是团注，并且时间应该尽可能的短，如以后能标准化(包括仪器条件、造影剂条件、观察方法等)将更有意义，如不采用团注方法，这些指标都没有意义。肝脏血流灌注 形态学评价：①动脉时相：短暂；②毛细血管相：增强强烈；③延迟时相：显示小血管增强 。造影过程中所分的几个时相的变化，也是根据基本的血流灌注的生理特点进行划分[外周静脉→肺循环→体循环→组织灌注动脉显影→组织实质(毛细血管网或血窦增强)显影→静脉显影]，肝脏的门脉血供由于来源于胃肠道的静脉回流，因此其出现时间肯定晚于早期的动脉时相。随着技术的发展，相信以后如能对造影后这些时相和持续时间的精确测量，这对组织灌注的评价，组织病变的程度、治疗的转归都将有深入的研究价值。
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肾脏血流灌注形态学评价：在腹部脏器中，研究以造影增强能量图评价肾脏血流灌注形态具有很多优势，敏感、显示完整、剂量要求小。在仪器条件及剂量恒定的情况下，造影增强能量图直观显示出随着灌注压力递减，外周肾皮质血流灌注量有显著减少，并且随着血压的降低，检测不到血流的皮质部分厚度逐渐增厚。根据形态学特点，将整个团注造影过程分为正常相、爆发相、持续灌注相、闪烁相以及恢复相这五个时相。五个时相的变化，反映了团注造影剂后，造影剂进入声场后的动态稀释变化过程。
肾脏血流灌注的定量评价：①建立肾动脉狭窄模型后，显示随钳夹程度的递进，曲线下面积、峰值强度、平均渡越时间均存在显著变化(P<0.05)。肾段间动脉的时间强度曲线的稀释率随钳夹程度的递进而逐渐增大，即其稀释过程增快，也可从其平均渡越时间的递减反映。钳夹肾动脉主干是一急性过程，段间动脉及组织的时间强度曲线的形态改变是由造影剂在血管内血流分布容积决定的，即曲线下面积的变化反映的是造影剂所在血管内血流容积的变化。实质部位曲线下面积与段间动脉曲线下面积的比值能较好的反映钳夹程度的变化。②根据曲线下面积与通过所测定区域的造影剂含量成线性相关的假设，采用指示剂稀释法定量计算肾皮质血流灌注研究显示其测定值与组织血流仪测定值相关良好(r=0.74,P<0.05)。
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3. 连续观察法与间断观察法
连续观察法 注射造影剂后连续扫查组织，这种方法优点在于解剖结构清晰，观察连续，但对造影剂的破坏严重。
间断观察法 注射造影剂后间断扫查组织，优点在于对造影剂破坏小，造影效果维持时间较长，但对病变的找寻缺乏连续性。
造影后组织及肿瘤部血管血流增强
在能量图或彩色多普勒模式下连续观察法和间断观察法均能观察到显著的血流增强，连续观察法可清晰观察清楚灌注时相的连续变化，清楚显示肿瘤周边及内部滋养血管的走行VX2 肿瘤在造影动态过程中成负性造影区，表现为充盈缺损。在较大剂量(如0.01ml/kg)时爆 发相时可出现溢出伪像，造成充盈缺损的不完整。能量图条件下，造影背景均匀细腻，肿瘤 表现为边缘勾画清晰、分界明显的充盈缺损。肿瘤形成的充盈缺损中易显示出其灌注血管。 从形态诊断角度考虑应尽可能延长造影背景时间，解决方法可以减慢注射速度。
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造影后实质性器官及肿瘤灰阶增强
在灰阶模式及能量图模式下注射超声造影剂，当组织局部发生缺血时，有助于准确判断缺血范围和部位，也有助于对治疗后再灌注功能及供血区域的判断。间断触发的谐波成像能更敏感、更清楚地描绘造影在局部的低灌注区域。间断触发成像方式主要有利于减少微气泡的破坏和提高组织中的造影气泡的散射强度。此外在超声造影过程中，还存在饱和现象，即造影二维增强或彩色血流显示的峰值，并不随剂量的增高而持续升高，当剂量达到1个水平后，增强将维持1个高水平状态，但是造影持续时间则一般随剂量的增大而延长。
1. 实质性组织灰阶增强：造影后二维灰阶增强的强度与剂量相关，即剂量越大，增强出现越早，增强越明显，持续时间越长，较大剂量(0.03ml/kg以上)时肝实质和肝内较大的动 脉和门静脉出现后方回声衰减。
2. 肿瘤及肿瘤血管灰阶增强：由于肿瘤组织结构与肝或肾组织的截然不同，肿瘤缺乏肝脏的均匀一致的窦状结构或丰富的肾脏血管结构。因此在灰阶增强上表现为负性充盈缺损。
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肾脏血流灌注功能图的研究
利用经外周静脉团注声学造影剂FX530所形成的肾能量图血流灌注能量显示的动态变化，提取其中的某些参数进行再次参数成像，构建灌注功能图。并用于对实验性肾肿瘤血流灌注变化的动态观察及肾动脉狭窄动物模型血流灌注变化的研究。造影灌注功能图的构建：
1. 图像分析软件使用同济医科大学附属同济医院超声科与武汉大学医学图像信息研究所共同开发的软件。
2. 心电门控取每一舒张末期图像。
3. 提取每一幅图像中每1个像素在造影前后的视频强度的动态稀释曲线参数(根据伽玛函数拟合)：曲线下面积、半降时间、下降斜率。
4. 对提取的每1个像素的上述3个参数分别根据已有的数学模型，量化为0～255个灰阶级别 。
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影响检测血流灌注的因素
(一)与评价灌注功能相关的造影剂物理特性
1. 造影剂稳定性(stability)，声学造影剂评价组织灌注效果直接与造影剂稳定性有关，造影剂越稳定其在血液中对压力变化的耐受性就越高，则其破坏率就低，也即于组织和血管中的聚集浓度越高，增强效果越明显。
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2. 衰减(Attenuation)，衰减与背向散射相互影响，且都与造影剂的浓度有关。在低浓度时，背向散射强度随微泡造影剂的浓度增加而增加；在高浓度时，衰减却起主要作用。因此对不同类型的造影剂应建立针对不同仪器条件和成像条件下的背向散射及衰减与微泡浓度的函数关系，以确定不同造影剂在不同条件下所能获得最有效的二维或多普勒增强的浓度及剂量。
3. 背向散射强度(Backscatter Intensity)，当散射体于介质中呈松散分布的条件下，背向散射强度与散射体的数目呈线性相关。但在高浓度的情况下，微粒的杂乱运动能显著改变背向散射波的相位和幅度，形成的多重散射可导致衰减明显增加。
4. 谐波散射 (Harmonic Scattering) ，不同大小的微泡对应于一定频率的声波不仅可散射相同频率的回波(基波，还可产生整倍于发射频率的回波(谐波)，即在产生谐波频率时， 微泡造影剂的背向散射强度远高于人体的组织，因此造影剂的这种非线性特性能使微循环内 的灌注血流与组织信号明显区分。
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5. 瞬间能量散射(Transient Power Scattering)，在瞬时能量散射时，超声造影剂的有效散射面积随声场的强度而增加。在声场强度较低时，微泡散射体呈线性散射，在高声强时，由于声压等因素的联合破坏作用，使弹性外壳的微泡爆裂，产生一种瞬间非线性反应，称为“声激发的声发射(Acoustically Stimulated Acoustic Emission)”由以上声学物理特性可见，在评价组织灌注功能时，造影剂本身的物理特性对灌注功能的评价起着决定性因素，因此在进行定量测定的方法学研究时，必须确定进行定量计算的假设与进行造影实验的造影剂的物理特性相关，特别是造影剂的线性散射特性相关。
(二) 影响评价组织灌注功能的生理因素 由于不同组织器官的组织学和解剖结构的不同，在进行组织灌注功能形态学及定量学评价，特别是定量评价时需首先确认组织结构的特殊性，才能作出正确的判断和解释。影响因素主要包括：①有无丰富的侧枝循环。②有无双重血供。③有无动静脉瘘。④有无灌注压力的变化。
(三)仪器设置条件 超声发射频率、发射功率、发射的脉冲重复频率等因素对造影剂的破坏有较大的影响，所以，应选择较低的机械指数(MI)，一般选0.3～0.6。为使造影增强具有可比性，造影前后仪器设置条件应保持不变。
临床意义及应用前景
超声造影剂对组织器官血流灌注的评价具有广泛的应用前景和临床意义。由于其经外周静脉注射，对病人损失小而且方便，当技术逐渐成熟，并且越来越标准化后，必将成为评价组织血流灌注的良好手段。
收稿日期：2000-02-24, http://www.100md.com