ACQ软件与SonoLiverCAP软件在超声造影图像定量分析中的比较研究

ACQ软件与SonoLiverCAP软件在超声造影图像定量分析中的比较研究

张渊陈剑张云霄施秀荣单君江泉（通讯作者）

（上海市浦东新区人民医院超声科上海200120）

【摘要】超声造影技术作为一种无创、敏感、准确的成像方法，超声造影图像的灌注模式能反映出病变良恶性特征，其定量分析结果能以量化的方式反映组织中血流灌注变化，为超声诊断提供更多有价值的信息。本文就这两款软件各定量参数的意义及其异同点作一初步探讨与分析。

【关键词】超声造影；定量分析；血流灌注

【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2016）33-0381-03

ComparisonofACQsoftwareandCAPSonoLiversoftwareinquantitativeanalysisofcontrast–enhancedultrasoundimages

ZhangYuan,ChenJian,ZhangYunxiao,ShiXiurong,ShanJun,JiangQuan

【Abstract】Contrast–enhancedultrasoundisanoninvasive,sensitiveandaccurateimagingmethod.Theperfusionpatternsofcontrast-enhancedultrasoundimagescanreflectbenignandmalignantfeaturesoflesions,andtheresultsofquantitativeanalysiscanreflectthechangeofbloodflowintissueinaquantitativeway,theseprovidemorevaluableinformationforultrasounddiagnosis.Significance,similaritiesanddifferencesofthequantitativeparametersoftwosoftwareswerediscussedandanalyzedinthisstudy.

随着超声造影剂与超声造影技术的不断改良及迅速发展，超声造影检查在临床应用中得到广泛开展，但对于超声造影图像做进一步深入分析还运用较少，如今较为常见的超声造影图像定量分析软件就是ACQ软件与SonoLiverCAP软件，通过设置参数量化分析超声造影过程中的时间强度变化，提高对局部灶性病变的诊断与鉴别诊断[1-3]。本文就这两款分析软件各参数的意义及异同点作初步比较分析。

1.超声造影定量分析技术

超声造影是利用造影剂使后散射回声增强，明显提高超声诊断的分辨力、敏感性和特异性的技术。随着仪器性能的改进和新型声学造影剂的出现，超声造影技术能有效的增强二维超声影像和血流多普勒信号，反映和观察正常组织和病变组织的血流灌注情况，揭示组织/脏器的生理或病理情况[4]。

超声造影定量分析技术作为一种半定量的研究方法，是依据示踪剂稀释原理，以造影剂为示踪剂，根据感兴趣区域（ROI）内视频信号强度随时间变化的关系，建立造影剂声学视频强度“稀释法”模型，用于测定局部组织的血流量。注射造影剂后绘制出的时间强度曲线可以定量评价组织结构微循环灌注。在一定浓度内信号强度和造影剂微气泡浓度呈相关关系，而微气泡的浓度和组织灌注的血流量相关。时间强度曲线采用符合造影剂团注后的体内稀释规律的GAMMA拟合曲线模型。

2.超声造影定量分析软件及其参数意义

ACQ软件（自动跟踪造影定量分析软件）上海申维影像科技有限公司开发的超声造影时间－强度曲线分析软件，利用定量参数做出良恶性诊断。

ACQ分析软件绘制出的时间强度曲线所提取的相关参数中，达峰时间（TTP）是指造影剂在ROI内从开始进入至增强到最大强度是的时间；A、α分别是拟合曲线上升支及下降支的斜率，反映了ROI内血管在超声造影时微泡流速及流量随时间的变化状况，其中下降支斜率代表造影剂在感兴趣区的稀释率，其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；峰值强度（PI）是指造影剂在ROI内增强最显著的信号强度，可反映造影剂到达此区域的最大剂量，与ROI的平均血容量成正比，由于造影剂的信号强度与微泡的含量显著相关，PI可较粗略地反映局部组织的血流量，与组织的灌注量相关性良好；曲线下面积（AUC）与造影剂的分布溶剂、血流速度和灌注时间相关，当超声仪器与造影剂剂量条件控制恒定是，AUC受血流速度及血液分布容积的影响，与组织/脏器的血流量成线性相关，正比于ROI的平均血流量，可反映血管内血流容积的变化。拟合度（QOF）的高低将影响全部参数的准确性，一般建议的拟合度不应低于75%。到达时间（AT）代表造影剂注入到开始显示的时间，速度参数（β）是与血流速度和微泡的破坏率有关的量。本底强度（BI）即指本底背向散射强度。

SonoLiverCAP软件TOMTEC公司开发的一款可以识别肿瘤良恶性的通用造影分析软件，利用动态血管模型(DVP)技术较好地对局部病灶定量分析做出良恶性诊断，并将造影的灰阶变化转换为颜色的变化[5-6]。

SonoLiverCAP软件绘制的时间强度曲线所提取的相关参数：DVP曲线，即采用动态血管模型（DVP）技术，通过对输出的时间强度曲线再次处理所形成的曲线，DVP曲线上的每一点代表该时刻病灶与其周围组织增强水平的差值。曲线下面积(AUC)表示感兴趣区的灌注曲线下的面积,代表感兴趣区截面积内的造影剂灌注的总体灰阶量,它和造影剂的灌注量呈正相关；平均渡越时间(mTT)表示造影剂团注进入感兴趣区域血管或实质内的单位容积造影剂最后完全被新鲜血液所取代的时间；达峰时间(TTP)代表造影逐渐增强时造影剂从开始显示到达强度最强的时间；峰值强度(IMAX)表示感兴趣区的最大信号强度，上升时间（RT）是指10%～90%峰值强度的上升时间，ROI即感兴趣区的面积，灌注指数（PI）即峰值背向散射强度。

3.超声造影分析软件异同点

ACQ软件（自动跟踪造影定量分析软件）具有以下特点：（1）支持不同型号的超声仪器所储存的DICOM动态造影数据，适用范围较广；（2）采用更符合造影剂团注稀释规律的GAMMA拟合曲线模型；（3）引入GOF判断拟合曲线的可靠性，较为真实客观，使操作者在适用过程中就能对拟合曲线的优劣进行评价；（4）将绘图、存图、拟合分析、数据输出等诸多功能有机结合为一体[7-8]。

SonoLiver分析软件具有以下特点：（1）能将组织造影的灰阶图像转化为彩色图像显示，从而用不同的彩色图像显示病灶内部以及病灶与周围组织的差异；当选择显示造影定量参数峰值强度Imax时，则对整个ROI根据Imax进行彩色编码，Imax最高的部位显示为最红，Imax最低的部位显示为最蓝，可直观判断ROI内造影剂增强是否均匀，并找出Imax最高或最低的部位。也可选择根据其他造影定量参数来进行彩色编码，包括达峰时间TTP、上升时间RT及平均渡越时间mTT。（2）可根据组织解剖结构对造影图像进行呼吸校正，补偿切面运动造成的伪像，从而尽可能地避免呼吸干扰所致的定量误差。（3）具有视频编辑功能，可优化视频图像的长度，剪切掉运动过强的部分以及与造影无关的部分（4）所得的Imax为相对峰值强度，即将正常参考ROI(ROIrefer)的峰值强度设为100%，其他ROI的Imax为其峰值强度与ROIrefer的峰值强度之比，从而尽可能地避免造影剂剂量等因素对峰值强度的影响。（5）适于任何超声设备，所有具有DICOM图像输出的超声设备的造影图像均可导入软件并分析处理。（6）完整导出分析结果，包括静态图像，动态视频以及分析报告。（7）有助于医生直观、简单的查看分析超声图像，减轻看图压力。

不同超声造影分析软件在处理造影图像过程中也存在一定差异，在导入DICOM图像后，SonoLiverCAP软件在分析数据前采取多项图像预处理，包括视频剪辑拼接、自动运动校正等，尽可能减少造影过程中产生的干扰因素，保证分析数据的有效性。ACQ软件在对感兴趣区的选择上具有较大优势，可在一次造影分析过程中，选取多个感兴趣区加以比较分析，而SonoLiverCAP软件由于受参考ROI限制，对于多个病灶的造影图像只能采取分别独立分析，难以实现多个病灶同时比较分析。（表1超声造影图像处理差异）

4.超声造影定量分析软件应用遇到的问题及影响因素

超声造影定量分析软件在图像分析过程中会遇到各类问题，例如：（1）不同超声仪器设置的造影条件各不相同，导致分析结果差异较大；（2）部分参数分析数据的丢失；（3）感兴趣区选择的不确定性，导致分析结果的可重复性较差；（4）彩色编码图像受增益、动态范围不同而变化较大，难以确定统一固定值加以限定，且与参考区域关系密切；（5）分析参数较多，比较分析时考虑因素较多。

而影响超声造影定量分析结果的因素也较多。不同深度所得定量参数各不相同，有研究显示只有相同深度的定量参数才具有可比性；同时在深度4～6cm处所得到的定量参数稳定性最好；而ROI的大小及形状则对定量参数无影响。病灶选取部位不同，也会影响造影参数的分析结果，从而不能准确反映病灶的血供情况。造影剂剂量与注射速度的不同会明显影响TTP、峰值强度等，因此超声造影时应尽量避免可能产生影响的因素。

5.结语

超声造影定量分析在疾病的诊断及疗效评价上的作用已经逐步得到证实，但其广泛应用与开展仍面临着一些困难与挑战。许多因素会对其结果产生影响，在进行超声定量分析研究时需在恒定仪器设置条件、统一造影剂剂量与推注速度等前提下，客观开展研究，随着造影技术的不断改进以及对参数影响因素的不断探索与修正，超声造影定量分析有望逐步系统化，规范化，将更好地应用于临床，为超声诊断发挥更大的作用。

【参考文献】

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基金项目：上海市浦东新区卫计委卫生科技发展专项基金（No.PW2014A-23）；上海市卫计委科研项目（No.20134059）；上海市浦东新区卫计委领先人才培养（No.PWR12012-02）