9.4. Трансмиссионная реконструктивная визуализация полей затухания и скорости звука
Замечательные успехи рентгеновской реконструктивной визуализации, основанной на поглощении рентгеновских лучей, стимулировали попытки сделать то же самое с помощью ультразвука. При этом по массиву измеренных значений затухания ультразвука на различных трассах лучей восстанавливается томографическое изображение коэффициента затухания. Как и в случае простой трансмиссионной визуализации, описанной в предыдущем разделе, здесь также возникает проблема многолучевого прохождения, которую можно до некоторой степени преодолеть селективным приемом первого прошедшего сигнала. Однако все еще остается другая проблема, связанная с ошибкой из-за потери фазы сигнала (см. разд. 3.2).
Само существование заметной неоднородности скорости звука в ткани предполагает еще одну возможность ультразвуковой визуализации, отсутствующую у рентгеновских методов, а именно реконструкцию значений скорости звука (или обратной величины — коэффициента преломления). Этот подход кажется интересным, особенно в свете вышеизложенных проблем, возникающих при реконструкции распределения затухания, а также поскольку, по данным лабораторных измерений Бэмбера и Хилла [2], скорость звука можно использовать как индикатор патологии.
Основное ограничение любого вида трансмиссионной реконструктивной визуализации — это то, что ее невозможно применять для диагностики многих органов, когда кости или заполненные воздухом полости препятствуют распространению звука. Молочная железа — один из немногих органов, к которым эти ограничения
Рис. 9.4. Томографическое изображение молочной железы in vivo, полученное путем реконструкции по скорости звука: нормальной, после менопаузы (а) и с большой фиброаденомой (б) [10].
не относятся и где практические попытки визуализации оказались успешными. На рис. 9.4 приведены два звуковых изображения молочной железы, полученные in vivo этим способом. Изображения ясно показывают наличие злокачественной патологии с одной стороны [10].
Особенность такой реконструктивной визуализации состоит в том, что, по крайней мере в принципе, реконструируемая величина (коэффициент затухания, скорость звука) может быть выражена в абсолютных единицах независимо от конкретных условий измерения и использована как объективная мера состояния исследуемого объема ткани (наличие патологии и т. д.). Кроме того, можно одновременно выделять две или более независимые величины и получать многопараметрические изображения, подобные полученным группой Гринлифа [12]. Кстати, эти изображения показывают интересные возможности применения цветового представления медицинской информации.
Способность получения карт скоростей звука в различных тканях открывает несколько интересных возможностей, кроме уже упомянутых, в частности возможность измерения локальных распределений температуры (например, в гипертермической терапии опухолей, см. разд. 13.5), а также возможность наблюдения потоков жидкости, так как скорость звука зависит как от температуры, так и от скорости среды.
