小动物超声成像

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