小动物超声成像原理
小的动物超声探头将超声波穿过小动物皮肤表面涂有耦合剂的介质,将超声波传输到小动物体内。超声波在遇到两种不同密度介质的界面时发生界面反射,反射回来的超声波即为回声,被超声探头接收,经数模转换后形成超声图像(图1)。
图 1
超声成像的基本成像模式是B模式,该模式对小动物的解剖结构进行成像,以黑-白-灰度色阶显示,其中:
白色:代表回声强,一般为结石、气泡等致密的组织结构。
灰色:代表低回声,一般为中等密度的组织结构,如肝脏、胆囊、胰腺、脾脏等器官。
黑色:代表无回声,一般为低密度组织结构,如液体、血管、坏死组织。
另一种常用的超声成像模式是彩色多普勒模式,俗称彩色超声,它是在B型结构图像的基础上,用不同的颜色标记血流信号,方便观察组织和器官内血流的分布情况,其中:
红色:代表流向探头的血液(图 2,左)。
蓝色:代表血液从探头流回(图 2 右)。
图 2
小动物超声成像系统特点
1.无辐射,操作简便,图像直观,可实时、长时间观察(图3)。
图 3 安全、非侵入性、长期研究
2. 最擅长软组织成像。
3.适用范围广:除肺部显像暂时困难(肺部充满气体,在超声显示为强回声区域,看不清内部结构)外,其他组织器官均可有超声图像。
临床超声与小动物超声的区别
两者最大的区别在于超声探头频率:临床超声探头频率约为3-15MHz;小动物超声探头频率一般可以达到20-50MHz,小鼠超声探头可以达到80MHz。
根据超声波的物理特性,超声波频率越低,穿透深度越好,但分辨率越差。反之,超声波频率越高,成像深度越浅,但分辨率越高。因此,临床使用的超声波大多为低频超声波,这种超声波更适合人体,获得的图像分辨率足以观察结构。
但对于小动物来说就不是这样了,例如小鼠的体厚只有3厘米左右,内脏体积比人类小得多,因此需要使用超高频探头来获得高分辨率图像才能清晰地观察(图4)。
图4 临床超声与小动物超声成像的区别
以小鼠左心室超声成像为例
图5中的临床超声探头频率较低,成像深度较深(约3cm),因此无法将小鼠的左心室(深度不足1cm)置于视野中心,图像分辨率不足以
对左心室进行细致的观察和准确的分析。图6中的小动物超声探头频率较高,左心室位于视野中心,可聚焦深度达7mm,图像分辨率良好,可以清晰地观察到左心室各个重要结构,有利于后期做准确的量化。
图5 小鼠左心室临床超声成像
图6 小动物超声成像的小鼠左心室
发布时间:2024年3月13日