78、介入成像：超声技术的应用与进展

介入成像：超声技术的应用与进展

1. 超声成像简介

超声（US）成像在医学领域的首次应用可追溯到 1956 年，当时在格拉斯哥用于胎儿成像。直到 20 世纪 90 年代，超声才开始用于介入引导，最初应用于神经外科手术。超声能够在用户控制的不同位置和方向实时获取图像，其空间分辨率在 0.2 至 2 毫米之间。

随着技术的不断进步，超声已成为医学中应用最广泛的成像方式之一。它具有实时数据采集、提供定量血流信息以及获取 2D 和 3D 图像的能力，这些特性使其成为术中引导和监测的理想工具。此外，超声成像还具有便携、成本效益高和多功能的优点。

超声在多种介入手术中得到了应用：
- 心脏和血管应用：用于成像血流、心室壁运动以及瓣膜的开闭。
- 骨科应用：用于术中骨骼成像或实时引导针头操作。
- 神经外科应用：用于术中肿瘤成像。
- 癌症管理和监测：用于引导活检操作。

然而，超声图像的质量通常被认为不如 CT 或 MR 图像。多重斑点反射、阴影和对比度变化等问题，导致超声成像在术中应用的进展较为缓慢。为了增强解剖结构的可视化，研究人员采取了多种方法，包括采集 2D 超声图像系列以生成体积数据集、对 2D 超声换能器进行光学或磁跟踪以重建 3D 图像，以及将超声与术前 CT 或 MRI 图像进行融合。

2. 超声引导的心脏介入手术

2.1 心脏治疗的复杂性

心脏治疗涉及多种手术，如更换或修复故障瓣膜、通过支架或移植恢复心肌灌注，以及通过热或冷冻消融治疗心律失常等。心脏介入手术具有独特的挑战，包括手术操作空间受限、可视化困难以及在跳动的心脏上进行手术的难度。手术的侵入性不仅取决于切口大