声学造影肾血流灌注功能图构建及其应用研究
作者：周翔 张青萍 柳建华 高兴成
单位：430030 武汉,同济医科大学附属同济医院超声科
关键词：超声检查;造影剂;肾;灌注功能图
中华超声影像学杂志000617
【摘要】 目的 利用经外周静脉团注声学造影剂FX530时肾能量图的动态变化，提取其中的相关参数进行再次参数成像，构建肾血流灌注功能图。方法 ①建立VX2肿瘤模型。②建立急性肾动脉狭窄模型：钳夹肾动脉主干，以银夹递进性钳夹肾动脉。③VX2肿瘤模型制作后每隔1周对肿瘤种植部位进行造影观察。在肾动脉狭窄模型中对每一级别狭窄分别进行造影观察，造影过程均采用心电门控，利用计算机采集造影动态图像。④对采集到的动态图像进行后处理，利用特别设计的软件进行功能图构建，分别利用曲线下面积、半降时间、下降斜率等3个参数进行功能图重建，分析它们的异同及意义。结果 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及其分布，而且能清晰、直观地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，无伪像及彩色镶嵌现象。以半降时间及下降斜率构建的功能图存在较严重的伪像、彩色镶嵌现象及失真。结论 灌注功能图是一项新的成像技术，具有广泛的应用价值，进一步改善成像方法和手段将有更深入的研究价值。
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Functional image of renal flow perfusion based on power Doppler during contrast ultrasonography: a experimental study
ZHOU Xiang, ZHANG Qingping, LIU Jianhua,et al.
(Department of Ultrasound, Tongji Hospital, Tongji Medical University,Wuhan 430030,China)
【Abstract】 Objective To present a new imaging technique,functional image,linking the time-dependent changes in the intensity of the power Doppler image produced by the microbubbles. Methods ①The renal VX2 model of the rabbit was made in 10 rabbits. ②The renal artery stenosis model was made in 5 rabbits progressively in four level. Each image was obtained from the end-diastole of the cardiocycle using ECG-triggring.Using the specially designed software, a time-intensity curve was derived from the consequential power Dopper images for each of all pixels within the images. Three parameters,including area under the curve, half time of the decrement of the peak, and decrease slope, were obtained from the time-intensity curve. Finally, the function image was constructed using above three parameter.Results ①The functional image could demonstrate the flow perfusion static of the organ or tumor clearly and directly. ②Among the parameters of constructing the functional image, the area nder the curve functional image was the ideal and best in which could be avoided the false element and mosaic. But the halftime of the decrement of the peak, decrease slope was not satisfied with the mosaic and false element.Conclusions The perfusion functional image is new technique to evaluate the perfusion function of the organ and has the wide applicational value.
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【Key words】 Ultrasonography;Contrast media;Kidney;Functional image of flow
功能图是一种特殊的图像处理技术，它以动态图像中每一个像素动态变化规律中的某个参数进行图像再次重建，因此功能图像的构建是一个将功能性数字指标形象化、直观化的过程。团注声学造影剂形成的能量图增强是一个有关血流灌注的动态稀释过程，符合指示剂稀释原理，含有丰富的血流灌注信息，利用能量图时间-强度曲线提取的各个参数构建的功能图像具有较大的临床应用价值。
材 料 与 方 法
一、肿瘤模型制作
在无菌条件下，切取VX2肿瘤种兔(VX2肿瘤是一种由Shope病毒诱发的皮肤鳞癌，瘤株由北京阜外医院超声科提供)皮下的肿瘤组织，分别种植于5只正常家兔肾脏上极或下极，共接种10个部位，术后使用抗生素预防感染。
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二、急性肾动脉狭窄动物模型
动物全麻，开腹，游离一侧肾动脉主干和肾脏。术者佩带显微操作镜，将肾动脉主干均分为3段，以银夹分别进行阶段性钳夹，钳夹程度分4级：0级-正常，I级-钳夹动脉主干1/3，II级-钳夹动脉主干2/3，III级-完全钳夹。每次钳夹后稳定5 min。本试验共采用5只健康家兔，平均体重(2.5±0.5)kg。
三、试验步骤及方法
所有试验的仪器条件保持恒定。
1.观测时间：对于肿瘤模型，于术后1周开始进行造影观察；肾动脉狭窄模型，对正常及每次钳夹后的肾脏进行团注造影剂观察。
2.试验方法：选取最大长轴切面，探头固定，经耳缘静脉以 0.004 ml/kg的剂量团注声学造影剂FX530(由北京阜外医院超声科提供)。推注的同时启动图像采集卡进行图像采集。
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3.成像方法：超声图像以心电门控R波触发，即获取每一舒张末期的造影图像。全程记录造影前后的心率。
4.图像处理及分析过程：
(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)时间-强度曲线的描绘：对描记出的每个像素的灰阶值造影前后的点进行伽吗函数拟合，伽吗函数为I(t)=I0(t-t0)be-a(t-t0),其中I0为视频强度度量单位，a、b为曲线形态参数,t0为注射造影剂至感兴趣区的时间间隔。
5.造影灌注功能图的构建：
(1)试验后对已采集到的动态图像再进行单帧采集每一舒张末期的造影图像，每一帧图像转化为仅含绿色编码的RAW格式图像。
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(2)提取每一幅图像中每一个像素在声学造影过程中视频强度的动态稀释曲线参数,包括曲线下面积、半降时间、下降斜率。
(3)对提取的每个像素的上述三个参数分别根据已有的数学模型，量化为0～255个灰阶级别，进行灰阶显示。
(4)伪彩编码成像：对每个映射到灰阶数值的参数按灰度级别关系进行红、绿、蓝三色编码，根据灰阶值的大小确定红、绿、蓝三色的比例。根据伪彩方程，灰阶值大时，以红色编码成分居多；灰阶值较平均时，以绿色和三色混合颜色为主；灰阶值较小时，则以蓝色编码成分为主。即红色反映曲线参数值大，绿色反映曲线参数值居中，蓝色反映曲线参数值小。
结 果
一、功能图直观反映了肾脏及肿瘤的灌注功能
在递进性急性肾动脉狭窄模型中，以曲线下面积构建的功能图结构层次清晰，直观地描绘出肾脏血流灌注量的改变。在正常情况下，以红-绿色为主，反映了皮质部位血流灌注量丰富。随着钳夹程度递进性增加，血流灌注量改变，在功能图上，红、绿色成分逐渐减少，即相应部位的曲线下面积减少(图1)。
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在对种植性VX2肿瘤模型的功能图观察中可以发现，以曲线下面积构建的功能图清晰地反映了肿瘤生长过程中自身血流灌注量的增加。在早期肿瘤生长部位缺乏彩色灌注信号，随着肿瘤的生长，在后期肿瘤内部彩色信号明显多于早期的肾肿瘤。说明肿瘤内部的时间-强度曲线的曲线下面积逐渐增多，即血流灌注量逐渐增多(图2)。
二、不同参数成像的效果比较
以曲线下面积构建的功能图最为平滑，组织结构层次也最清晰，以下降斜率和半降时间构建的功能图存在较严重的失真和彩色镶嵌现象。
讨 论
功能图成像技术又称参数成像，是一种较为特殊的图像处理技术。它通过完成对原始动态图像逐点的特征和信息提取，从而得到表征动态过程的一个参数图像。目前国内外均缺乏这方面的临床应用报道和研究，特别在超声显像领域。从超声成像角度而言，反映组织灌注功能的指标和手段不少，如多普勒测量阻力指数、搏动指数，能量图显示等。但其反映的不是单一的数字指标就是纯形态学上的血流形态，缺乏一种既能反映功能性数值信息又能反映其分布的形态学手段。随着新一代超声造影剂的出现，利用指示剂稀释原理评价组织血流灌注取得了很大的进展[1-3]。由时间-强度曲线提取的各个参数，能较好地反映组织灌注信息[4]。但同多普勒检测一样，单一参数缺乏直观性。参数成像所提供的数学模型[5]及造影形成的动态图像信息为构建功能图提供了很好的基础。以下对功能图涉及的几个问题加以讨论。
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一、成像质量及伪像
构建功能图像与计算局部时间-强度曲线参数不同，在绘制时间-强度曲线时，功能图是针对每个像素分别计算，因此针对单个微小的像素来说，系列图像前后在图像上的轻微扰动都会严重影响拟合结果，特别涉及曲线形态的参数下降斜率、半降时间。参数上的变动及误差必然反映在功能图构建质量上。在以下降斜率和半降时间所构建的功能图上出现的彩色镶嵌伪像反映的就是像素前后的扰动。但有时彩色镶嵌伪像的出现也说明了该部位缺乏规律的血流灌注，也一定程度反映了该部位缺乏灌注功能，如完全钳夹肾动脉后形成肾实质内大量的彩色镶嵌(图1)。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也就最有应用价值。从方法学上，在提取曲线下面积参量进行成像时，在数学上计算和反映的是像素动态过程中每单位时间的视频强度值的统计量，因此效果较好。同时在另一方面也说明就单纯指标而言，曲线下面积作为一项较综合性指标，比其他曲线参数更具有代表性和稳定性。按照伪彩方程，蓝色反映灰阶值较低的像素成分，绿色反映灰阶值居中的像素成分，红色反映灰阶值较高的像素成分。
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图A为正常肾脏，红-绿色为主，反映了皮质部位血流灌注量丰富；图B为钳夹肾动脉1/3；图C为钳夹肾动脉2/3；图D为钳夹肾动脉全部。功能图出现彩色镶嵌，B、C、D显示随着钳夹程度的递进，血流灌注量改变，在功能图上，红、绿色成分逐渐减少，即相应部位的曲线下面积减少
图1 钳夹肾动脉不同级别所致血流灌注信息的变化(曲线下面积成像)
图A为肿瘤种植后2周;图B为同一部位肿瘤种植后3周
图2 曲线下面积参数成像，清晰反映VX2肿瘤动态生长过程中血流灌注量的变化
二、功能图的应用价值
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地从影响时间-强度曲线的因素考虑。曲线下面积的大小与造影剂的量密切相关[4,6-8]，在灌注动脉内的造影剂含量肯定大于相同取样容积内肾实质的造影剂微泡含量，根据指示剂稀释原理，指示剂在团注后在管腔内是完全混匀，因此全身各部位的造影剂浓度是一致的。这样局部造影剂含量的多少也就反映了该部位的血流容积，即曲线下面积反映了血流容积的变化。因此在肾动脉狭窄模型中，功能图所显示的随钳夹程度的递进，肾段间动脉及肾皮质颜色逐渐趋于绿色和蓝色，实际反映了血流灌注量的下降，也是单位容积内造影剂分布容积的下降。
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从对VX2肿瘤功能图的构建中可见，肿瘤内部的色彩分布随动态生长过程逐渐增多，而且分布杂乱。这反映了随着肿瘤的生长,其内部血管及血流灌注增多。以上试验可以清楚看到功能图的意义在于能直观地评价组织器官及肿瘤的灌注功能，特别对肿瘤血流灌注功能的评价有很大的临床应用前景。从常规能量图显像、能量造影显像以及功能图的对比可以看到三者的结合有助于临床诊断。二维图像确定可疑部位，能量造影提供造影背景和对肿瘤血供的定性诊断，功能图则可清晰显示肿瘤内部灌注量及其分布规律，三者相互补充，对提高临床诊断大有帮助。另外功能图在对肿瘤及弥漫性病变的治疗疗效评价、鉴别诊断方面也有较大帮助。
三、功能图需要改进的方面
超声造影功能图属于一个全新的成像手段，真正能应用于临床，需切实进行以下的工作和改进。
1.解决动态序列图像的准确定位问题：采取措施,尽可能减少每个像素的扰动或寻找合适的数学模型进行补偿和纠正。
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2.功能图建立的标准化：由于不同造影剂有不同的声学特性，同时超声成像设备、条件控制又各有不同，因此缺乏标准化的成像基础。另外声学造影对剂量依赖性较大，不同剂量水平产生的时间-强度曲线必然不同，虽然就同一次造影研究而言，同一脏器功能图像的不同部位具有可比性(相对不依赖剂量)，但当用于疾病的动态观察及治疗前后的比较时，如不采取同样的剂量和仪器条件就会缺乏可比性。因此以后的研究工作应该包括针对不同类型造影剂、仪器建立适当的校正机制和标准，以使功能图在疗效对比、动态观察病情时更具有可比性和标准化。
3.成像方法的改进：我们所采用的依然是视频强度基础上的重建功能图，由于视频显示存在较大范围的动态范围压缩，因此改变成像手段，以获得更大的动态范围或尽可能减少压缩图像进行时间强度拟合，可以更准确地反映组织的灌注功能。
4.由于灌注功能图采用的仅是一个固定断面的动态灌注信息，并不能全面反映整体的灌注信息，因此随着技术的发展，如能形成三维结构上的功能成像，将具有更广阔的应用前景。
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参 考 文 献
1，Janis M, Cara Q, Jonathan L. Contrast enhanced sonography of visceral perfusion defects in dogs. J Ultrasound Med, 1997,16:493-499.
2，周翔，张青萍，柳建华,等. 经外周静脉团注声学造影剂增强肾能量图的形态学研究.中国医学影像技术，1999,15：253-256.
3，Victor M, Daniel D, Solange A. Myocardial regional blood flow: quantitative measurement by computer analysis of contrast enhanced echocardiographic images. Ultrasound in Med & Biol, 1993,19:619-633.
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4，Karl Q, Gan P, Xucai C, et al. Volumetric arterial flow quantification using echo contrast. An in vitro comparison of three ultrasonic intensity methods: radio frequency, video and Doppler. Ultrasound in Med & Biol, 1993,19:447-460.
5，冯大干,蔡卫东.功能图像技术与算法的研究和应用.中国图像图形学报，1999,4：177-181
6，Robert S, George A, John C, et al. Analysis of regional cerebral blood flow in dogs, with an experimental microbubble-based US contrast agent. Radiology,1996, 201:119-123.
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7，Daniele R, Valter L, Cristina V. Detection of perfusion defects during coronary occlusion and myocardiol reperfusion after thrombolysis by intravenous administration of the echo-enhancing agent BR1. J Am Soc Echocardiogr, 1998, 11: 169-180.
8，George A, Carol E, Brent H, et al. Renal cortical ischemia in rabbits revealed by contrast-enhanced power Doppler sonography.AJR, 1998,170:417-422.
(收稿日期:1999-08-09), 百拇医药
单位：430030 武汉,同济医科大学附属同济医院超声科
关键词：超声检查;造影剂;肾;灌注功能图
中华超声影像学杂志000617
【摘要】 目的 利用经外周静脉团注声学造影剂FX530时肾能量图的动态变化，提取其中的相关参数进行再次参数成像，构建肾血流灌注功能图。方法 ①建立VX2肿瘤模型。②建立急性肾动脉狭窄模型：钳夹肾动脉主干，以银夹递进性钳夹肾动脉。③VX2肿瘤模型制作后每隔1周对肿瘤种植部位进行造影观察。在肾动脉狭窄模型中对每一级别狭窄分别进行造影观察，造影过程均采用心电门控，利用计算机采集造影动态图像。④对采集到的动态图像进行后处理，利用特别设计的软件进行功能图构建，分别利用曲线下面积、半降时间、下降斜率等3个参数进行功能图重建，分析它们的异同及意义。结果 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及其分布，而且能清晰、直观地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，无伪像及彩色镶嵌现象。以半降时间及下降斜率构建的功能图存在较严重的伪像、彩色镶嵌现象及失真。结论 灌注功能图是一项新的成像技术，具有广泛的应用价值，进一步改善成像方法和手段将有更深入的研究价值。
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Functional image of renal flow perfusion based on power Doppler during contrast ultrasonography: a experimental study
ZHOU Xiang, ZHANG Qingping, LIU Jianhua,et al.
(Department of Ultrasound, Tongji Hospital, Tongji Medical University,Wuhan 430030,China)
【Abstract】 Objective To present a new imaging technique,functional image,linking the time-dependent changes in the intensity of the power Doppler image produced by the microbubbles. Methods ①The renal VX2 model of the rabbit was made in 10 rabbits. ②The renal artery stenosis model was made in 5 rabbits progressively in four level. Each image was obtained from the end-diastole of the cardiocycle using ECG-triggring.Using the specially designed software, a time-intensity curve was derived from the consequential power Dopper images for each of all pixels within the images. Three parameters,including area under the curve, half time of the decrement of the peak, and decrease slope, were obtained from the time-intensity curve. Finally, the function image was constructed using above three parameter.Results ①The functional image could demonstrate the flow perfusion static of the organ or tumor clearly and directly. ②Among the parameters of constructing the functional image, the area nder the curve functional image was the ideal and best in which could be avoided the false element and mosaic. But the halftime of the decrement of the peak, decrease slope was not satisfied with the mosaic and false element.Conclusions The perfusion functional image is new technique to evaluate the perfusion function of the organ and has the wide applicational value.
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【Key words】 Ultrasonography;Contrast media;Kidney;Functional image of flow
功能图是一种特殊的图像处理技术，它以动态图像中每一个像素动态变化规律中的某个参数进行图像再次重建，因此功能图像的构建是一个将功能性数字指标形象化、直观化的过程。团注声学造影剂形成的能量图增强是一个有关血流灌注的动态稀释过程，符合指示剂稀释原理，含有丰富的血流灌注信息，利用能量图时间-强度曲线提取的各个参数构建的功能图像具有较大的临床应用价值。
材 料 与 方 法
一、肿瘤模型制作
在无菌条件下，切取VX2肿瘤种兔(VX2肿瘤是一种由Shope病毒诱发的皮肤鳞癌，瘤株由北京阜外医院超声科提供)皮下的肿瘤组织，分别种植于5只正常家兔肾脏上极或下极，共接种10个部位，术后使用抗生素预防感染。
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二、急性肾动脉狭窄动物模型
动物全麻，开腹，游离一侧肾动脉主干和肾脏。术者佩带显微操作镜，将肾动脉主干均分为3段，以银夹分别进行阶段性钳夹，钳夹程度分4级：0级-正常，I级-钳夹动脉主干1/3，II级-钳夹动脉主干2/3，III级-完全钳夹。每次钳夹后稳定5 min。本试验共采用5只健康家兔，平均体重(2.5±0.5)kg。
三、试验步骤及方法
所有试验的仪器条件保持恒定。
1.观测时间：对于肿瘤模型，于术后1周开始进行造影观察；肾动脉狭窄模型，对正常及每次钳夹后的肾脏进行团注造影剂观察。
2.试验方法：选取最大长轴切面，探头固定，经耳缘静脉以 0.004 ml/kg的剂量团注声学造影剂FX530(由北京阜外医院超声科提供)。推注的同时启动图像采集卡进行图像采集。
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3.成像方法：超声图像以心电门控R波触发，即获取每一舒张末期的造影图像。全程记录造影前后的心率。
4.图像处理及分析过程：
(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)时间-强度曲线的描绘：对描记出的每个像素的灰阶值造影前后的点进行伽吗函数拟合，伽吗函数为I(t)=I0(t-t0)be-a(t-t0),其中I0为视频强度度量单位，a、b为曲线形态参数,t0为注射造影剂至感兴趣区的时间间隔。
5.造影灌注功能图的构建：
(1)试验后对已采集到的动态图像再进行单帧采集每一舒张末期的造影图像，每一帧图像转化为仅含绿色编码的RAW格式图像。
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(2)提取每一幅图像中每一个像素在声学造影过程中视频强度的动态稀释曲线参数,包括曲线下面积、半降时间、下降斜率。
(3)对提取的每个像素的上述三个参数分别根据已有的数学模型，量化为0～255个灰阶级别，进行灰阶显示。
(4)伪彩编码成像：对每个映射到灰阶数值的参数按灰度级别关系进行红、绿、蓝三色编码，根据灰阶值的大小确定红、绿、蓝三色的比例。根据伪彩方程，灰阶值大时，以红色编码成分居多；灰阶值较平均时，以绿色和三色混合颜色为主；灰阶值较小时，则以蓝色编码成分为主。即红色反映曲线参数值大，绿色反映曲线参数值居中，蓝色反映曲线参数值小。
结 果
一、功能图直观反映了肾脏及肿瘤的灌注功能
在递进性急性肾动脉狭窄模型中，以曲线下面积构建的功能图结构层次清晰，直观地描绘出肾脏血流灌注量的改变。在正常情况下，以红-绿色为主，反映了皮质部位血流灌注量丰富。随着钳夹程度递进性增加，血流灌注量改变，在功能图上，红、绿色成分逐渐减少，即相应部位的曲线下面积减少(图1)。
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在对种植性VX2肿瘤模型的功能图观察中可以发现，以曲线下面积构建的功能图清晰地反映了肿瘤生长过程中自身血流灌注量的增加。在早期肿瘤生长部位缺乏彩色灌注信号，随着肿瘤的生长，在后期肿瘤内部彩色信号明显多于早期的肾肿瘤。说明肿瘤内部的时间-强度曲线的曲线下面积逐渐增多，即血流灌注量逐渐增多(图2)。
二、不同参数成像的效果比较
以曲线下面积构建的功能图最为平滑，组织结构层次也最清晰，以下降斜率和半降时间构建的功能图存在较严重的失真和彩色镶嵌现象。
讨 论
功能图成像技术又称参数成像，是一种较为特殊的图像处理技术。它通过完成对原始动态图像逐点的特征和信息提取，从而得到表征动态过程的一个参数图像。目前国内外均缺乏这方面的临床应用报道和研究，特别在超声显像领域。从超声成像角度而言，反映组织灌注功能的指标和手段不少，如多普勒测量阻力指数、搏动指数，能量图显示等。但其反映的不是单一的数字指标就是纯形态学上的血流形态，缺乏一种既能反映功能性数值信息又能反映其分布的形态学手段。随着新一代超声造影剂的出现，利用指示剂稀释原理评价组织血流灌注取得了很大的进展[1-3]。由时间-强度曲线提取的各个参数，能较好地反映组织灌注信息[4]。但同多普勒检测一样，单一参数缺乏直观性。参数成像所提供的数学模型[5]及造影形成的动态图像信息为构建功能图提供了很好的基础。以下对功能图涉及的几个问题加以讨论。
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一、成像质量及伪像
构建功能图像与计算局部时间-强度曲线参数不同，在绘制时间-强度曲线时，功能图是针对每个像素分别计算，因此针对单个微小的像素来说，系列图像前后在图像上的轻微扰动都会严重影响拟合结果，特别涉及曲线形态的参数下降斜率、半降时间。参数上的变动及误差必然反映在功能图构建质量上。在以下降斜率和半降时间所构建的功能图上出现的彩色镶嵌伪像反映的就是像素前后的扰动。但有时彩色镶嵌伪像的出现也说明了该部位缺乏规律的血流灌注，也一定程度反映了该部位缺乏灌注功能，如完全钳夹肾动脉后形成肾实质内大量的彩色镶嵌(图1)。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也就最有应用价值。从方法学上，在提取曲线下面积参量进行成像时，在数学上计算和反映的是像素动态过程中每单位时间的视频强度值的统计量，因此效果较好。同时在另一方面也说明就单纯指标而言，曲线下面积作为一项较综合性指标，比其他曲线参数更具有代表性和稳定性。按照伪彩方程，蓝色反映灰阶值较低的像素成分，绿色反映灰阶值居中的像素成分，红色反映灰阶值较高的像素成分。
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图A为正常肾脏，红-绿色为主，反映了皮质部位血流灌注量丰富；图B为钳夹肾动脉1/3；图C为钳夹肾动脉2/3；图D为钳夹肾动脉全部。功能图出现彩色镶嵌，B、C、D显示随着钳夹程度的递进，血流灌注量改变，在功能图上，红、绿色成分逐渐减少，即相应部位的曲线下面积减少
图1 钳夹肾动脉不同级别所致血流灌注信息的变化(曲线下面积成像)
图A为肿瘤种植后2周;图B为同一部位肿瘤种植后3周
图2 曲线下面积参数成像，清晰反映VX2肿瘤动态生长过程中血流灌注量的变化
二、功能图的应用价值
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地从影响时间-强度曲线的因素考虑。曲线下面积的大小与造影剂的量密切相关[4,6-8]，在灌注动脉内的造影剂含量肯定大于相同取样容积内肾实质的造影剂微泡含量，根据指示剂稀释原理，指示剂在团注后在管腔内是完全混匀，因此全身各部位的造影剂浓度是一致的。这样局部造影剂含量的多少也就反映了该部位的血流容积，即曲线下面积反映了血流容积的变化。因此在肾动脉狭窄模型中，功能图所显示的随钳夹程度的递进，肾段间动脉及肾皮质颜色逐渐趋于绿色和蓝色，实际反映了血流灌注量的下降，也是单位容积内造影剂分布容积的下降。
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从对VX2肿瘤功能图的构建中可见，肿瘤内部的色彩分布随动态生长过程逐渐增多，而且分布杂乱。这反映了随着肿瘤的生长,其内部血管及血流灌注增多。以上试验可以清楚看到功能图的意义在于能直观地评价组织器官及肿瘤的灌注功能，特别对肿瘤血流灌注功能的评价有很大的临床应用前景。从常规能量图显像、能量造影显像以及功能图的对比可以看到三者的结合有助于临床诊断。二维图像确定可疑部位，能量造影提供造影背景和对肿瘤血供的定性诊断，功能图则可清晰显示肿瘤内部灌注量及其分布规律，三者相互补充，对提高临床诊断大有帮助。另外功能图在对肿瘤及弥漫性病变的治疗疗效评价、鉴别诊断方面也有较大帮助。
三、功能图需要改进的方面
超声造影功能图属于一个全新的成像手段，真正能应用于临床，需切实进行以下的工作和改进。
1.解决动态序列图像的准确定位问题：采取措施,尽可能减少每个像素的扰动或寻找合适的数学模型进行补偿和纠正。
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2.功能图建立的标准化：由于不同造影剂有不同的声学特性，同时超声成像设备、条件控制又各有不同，因此缺乏标准化的成像基础。另外声学造影对剂量依赖性较大，不同剂量水平产生的时间-强度曲线必然不同，虽然就同一次造影研究而言，同一脏器功能图像的不同部位具有可比性(相对不依赖剂量)，但当用于疾病的动态观察及治疗前后的比较时，如不采取同样的剂量和仪器条件就会缺乏可比性。因此以后的研究工作应该包括针对不同类型造影剂、仪器建立适当的校正机制和标准，以使功能图在疗效对比、动态观察病情时更具有可比性和标准化。
3.成像方法的改进：我们所采用的依然是视频强度基础上的重建功能图，由于视频显示存在较大范围的动态范围压缩，因此改变成像手段，以获得更大的动态范围或尽可能减少压缩图像进行时间强度拟合，可以更准确地反映组织的灌注功能。
4.由于灌注功能图采用的仅是一个固定断面的动态灌注信息，并不能全面反映整体的灌注信息，因此随着技术的发展，如能形成三维结构上的功能成像，将具有更广阔的应用前景。
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参 考 文 献
1，Janis M, Cara Q, Jonathan L. Contrast enhanced sonography of visceral perfusion defects in dogs. J Ultrasound Med, 1997,16:493-499.
2，周翔，张青萍，柳建华,等. 经外周静脉团注声学造影剂增强肾能量图的形态学研究.中国医学影像技术，1999,15：253-256.
3，Victor M, Daniel D, Solange A. Myocardial regional blood flow: quantitative measurement by computer analysis of contrast enhanced echocardiographic images. Ultrasound in Med & Biol, 1993,19:619-633.
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4，Karl Q, Gan P, Xucai C, et al. Volumetric arterial flow quantification using echo contrast. An in vitro comparison of three ultrasonic intensity methods: radio frequency, video and Doppler. Ultrasound in Med & Biol, 1993,19:447-460.
5，冯大干,蔡卫东.功能图像技术与算法的研究和应用.中国图像图形学报，1999,4：177-181
6，Robert S, George A, John C, et al. Analysis of regional cerebral blood flow in dogs, with an experimental microbubble-based US contrast agent. Radiology,1996, 201:119-123.
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7，Daniele R, Valter L, Cristina V. Detection of perfusion defects during coronary occlusion and myocardiol reperfusion after thrombolysis by intravenous administration of the echo-enhancing agent BR1. J Am Soc Echocardiogr, 1998, 11: 169-180.
8，George A, Carol E, Brent H, et al. Renal cortical ischemia in rabbits revealed by contrast-enhanced power Doppler sonography.AJR, 1998,170:417-422.
(收稿日期:1999-08-09), 百拇医药