Ultrasonographic contrast-agent imaging of sub-millimeter vessel structures with spatial compounding: in vitro analyses / Kontrastmittelgestützte Ultraschallabbildung von Sub-Millimeter-Gefäßstrukturen mittels Spatial Compounding: In-vitro Analysen
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Christian Hansen
Abstract
In clinical diagnostics, ultrasonographic contrast-agent imaging gives access to medical parameters such as perfusion and vascularization. In addition to the artifacts that are typical for ultrasonic imaging, e.g., speckle noise and depth-dependent sensitivity and resolution, contrast-agent imaging shows more pronounced depth dependence and may suffer from shadowing artifacts that arise from high attenuation of the ultrasound waves by the contrast agent at high concentrations. By imaging an object from different viewing angles in one 2D image plane and summing the images obtained (spatial compounding), image quality can be increased and artifacts can be suppressed. In the present study, we combined both techniques to overcome the limitations of contrast-agent imaging. We used a commercially available ultrasound scanner and a custom-made high-precision mechanical system to rotate the ultrasound transducer fully around the object under investigation. Using this set-up, ultrasound data were acquired in reflection mode to generate a 360° compound scan of a flow-mimicking phantom supplied with contrast agent.
Zusammenfassung
Im Rahmen der klinischen Diagnostik ermöglicht die kontrastmittelgestützte Ultraschallabbildung die Auswertung von Parametern wie Perfusion und Vaskularisierung. Neben den in Ultraschallbildern typischen Artefakten (erzeugt durch z.B. Speckle-Rauschen, Tiefenabhängigkeit, Auflösung etc.) wird die kontrastmittelspezifische Ultraschallabbildung zusätzlich durch eine stärkere Tiefenabhängigkeit des Empfangsechos und durch Abschattungseffekte aufgrund hoher Kontrastmittelkonzentrationen beeinträchtigt. Wird ein Objekt in einer Ebene aus verschiedenen Richtungen mit Ultraschall aufgenommen und die resultierenden Bilder geometrisch richtig überlagert (sog. Spatial Compounding), können die Bildqualität verbessert und Artefakte reduziert werden. In der vorliegenden Arbeit wurden beide Techniken kombiniert, um die genannten Einschränkungen der kontrastmittelgestützten Ultraschallabbildung zu überwinden. Es wurde ein handelsübliches Ultraschallgerät mit einem speziell angefertigten mechanischen Applikator kombiniert, um einen Schallwandler vollständig um ein zu beobachtendes Objekt zu rotieren. Mit diesem Aufbau wurden Ultraschalldaten im Puls-Echo-Betrieb aufgenommen und ein 360°-Spatial-Compound-Bild eines mit Kontrastmittel versorgten Flussphantoms generiert.
©2007 by Walter de Gruyter Berlin New York
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