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随着超声造影剂在临床应用的逐渐推广，超声诊断已不再满足于用肉眼观察肿瘤或实质脏器在造影时的增强情况，主观地判断增强程度、增强和消退的速度等，从而推测病变的性质。动态造影分析技术要求快速地动态分析造影剂在感兴趣组织区内灌注和廓清的变化过程，目前已被应用于诸如乳腺、肝脏病变等的良、恶性鉴别诊断［１］。时间强度曲线（ＴＩＣ曲线）是造影从肉眼观察到半定量甚至定量的一个关键转变。随着主要的超声机器厂商对ＤＩＣＯＭ ３．０标准的遵从，对ＤＩＣＯＭ原始造影数据进行脱机分析得到时间强度曲线，并且对ＴＩＣ曲线进行曲线拟合，给出拟合的评价成为现实。
本文分析并讨论上述的实现过程。
１． 超声造影ＤＩＣＯＭ文件的传输
由于各大医疗器械厂商为了技术保密和竞争的原因，在ＤＩＣＯＭ标准给出之前，都有自己独有的动态图像格式（一般为ＡＶＩ或ＭＰＥＧ文件）以及基于此图像格式的动态分析系统和软件。因此要兼容各个厂商之间的影像数据进行分析是非常困难的。
ＤＩＣＯＭ是Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ的英文缩写，即医学数字成像和通信标准。ＤＩＣＯＭ标准以计算机网络的工业化标准为基础，它能帮助更有效地在医学影像设备之间传输交换数字影像。在ＤＩＣＯＭ标准中详细定义了影像及其相关信息的组成格式和交换方法，利用这个标准，人们可以在影像设备上建立一个接口以完成影像数据的输入输出工作。
目前，世界超声造影设备的主要供应商ＰＨＩＬＩＰＳ、ＳＩＥＭＥＮＳ、ＧＥ和百胜都宣布支持ＤＩＣＯＭ标准。无论在提高医疗诊断水平方面，还是在提高与医学影像及其信息有关的经济效益方面，ＤＩＣＯＭ标准的出现为医疗机构带来全新的机会。也为超声造影分析系统的兼容性和脱机分析提供了保证。另外脱机分析有着一些很好的优点：比如节省超声仪器分析操作的时间；由于工作站配置高，提高分析的效率；可以及时给出要调整的参数；海量数据的存储；利用处理软件功能做统计分析工作等等。
设一次超声造影检查有多幅图像要从超声仪器送到超声造影分析系统（ＵＣＡＳ）。每幅图像从超声仪器机送到ＰＡＣＳ控制器时利用Ｃ－ＳＴＯＲＥ来服务。此时超声仪器充任客户方，作为Ｃ－ＳＴＯＲＥ服务类的使用者（ＳＣＵ）。而ＵＣＡＳ控制器则充当服务方，作为Ｃ－ＳＴＯＲＥ服务类的提供者（ＳＣＰ）。ＳＣＵ和ＳＣＰ之间进行交互响应并传输ＤＩＣＯＭ 格式的造影动态文件。
２． 超声造影ＤＩＣＯＭ动态文件的解析
ＤＩＣＯＭ各种动态文件的读取首先要对ＤＩＣＯＭ文件进行解析，然后从文件中将造影图像一帧一帧地读入到内存中，同时记录帧间的时间间隔。最后根据帧间的时间间隔进行ＤＩＣＯＭ文件的动态播放。
ＤＩＣＯＭ动态文件的解析共分六层：分别为文件序列层、动态解析层、ＪＰＥＧ和ＲＬＥ解析层、基础和扩展解析层、位数解析层和解码层。最后得到动态文件图像数据。
系统软件为了能对非标准ＤＩＣＯＭ格式的超声造影视频文件进行分析，采用超声动态图像的方式进行从Ｂ超仪器中获取图象。用户可以通过Ｂ超仪器的输出端口如视频输出、Ｓ端子输出和ＲＧＢ输出进行动态文件的采集。
当分析动态造影图像时，采用ＤＩＣＯＭ多帧图像格式。此时需要知道帧数目（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｆｒａｍｅｓ）、帧增长指针（Ｆｒａｍｅ Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ Ｐｏｉｎｔｅｒ）、帧时间（Ｆｒａｍｅ Ｔｉｍｅ）等。帧数目（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｆｒａｍｅｓ）说明文件中包含图像的帧数。帧之间的连续性常由帧增长指针所指向的数据元素值来决定。通过帧时间（Ｆｒａｍｅ Ｔｉｍｅ） 属性可以知道动态图象的时间间隔，在回放时可以准确掌握播放速度来显示动态造影图像。
３． 超声造影强度值的获取
由于使用微泡的回波信号在计算造影强度时具有较大的波动性，不利于分析和统计数据，我们使用ＤＩＣＯＭ动态图像的原始数字化信号计算造影强度。在计算某个感兴趣区（ＲＯＩ）时，为了使该区域能很好地标记ＲＯＩ，在图形的交互绘制中采用鼠标自动跟踪（Ｍｏｕｓｅ Ａｕｔｏ Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｃｕｒｖｅ， ＭＡＣ）任意一帧显示的单幅造影图象的ＲＯＩ区域的勾勒技术。然后依次按照帧频计算出所有帧的ＲＯＩ区域的强度。
下面给出连续计算所有帧图像的ＲＯＩ区域的强度值流程。
为了计算自由曲线所构成ＲＯＩ区域的平均强度。首先我们得到当前要计算的自由曲线ＭＡＣ点的个数Ｎ。为ＭＡＣ曲线构造数组保存所有的点，同时获取当前帧的数据。按照图像的大小和格式显示当前帧图像。获取当前帧图像的缩放比例和其在当前界面上显示帧图像的坐标左上角的点，根据坐标变换得到创建当前曲线的实际像素坐标。统计计算所有点的平均强度值即可获取到当前帧该区域的平均强度值。
４． ＴＩＣ曲线及其曲线参数的计算
ＴＩＣ曲线的确定要求给出造影随时间变化的造影平均强度曲线（ＴＩＣ曲线），给出主要参数如产生显影的时间（ＡＴ）、 达到峰值强度的时间（ＴＴＰ）及峰值强度（ＰＩ）、 峰值强度减半时间（ＤＴ／２）、曲线下面积等数据（表１）。
下面给出主要参数求解的过程。
⑴ＡＴ的计算：造影剂团注法（弹丸注射）到组织，造影强度开始出现的时间测量至关重要。这个时者由到达一个明显增强的时间（Ａｒｒｉｖｉｎｇ Ｔｉｍｅ， ＡＴ）来表达，ＡＴ取为比基准线高出－１１０％的时间值。
⑵ＴＴＰ的计算：依次检索所有的时间序列上ＲＯＩ的强度，最大的峰值强度所对应的帧时间为ＴＴＰ。
（３）ＰＩ的计算：ＴＴＰ时间所对应的峰值强度。
（４）ＤＴ／２的计算：从ＴＴＰ开始依次检索所有的强度，首先到达一半峰值的时间点作为该时间。
⑸ＡＵＣ的计算：
根据函数的定义
ＡＵＣ＝■Ｉ（ｔ）ｄｔ（１）
５． 造影分析拟合曲线及其参数计算
在应用超声造影分析技术对使用超声造影图像临床诊断各种疾病过程中， ＴＩＣ曲线的拟合分析曲线是非常重要的。使用团注的曲线模型
■（ｔ）＝ａ■＋ａ■■ （２）
对ＴＩＣ曲线进行回归分析［２，３］。
下面介绍非线性曲线拟合给出回归曲线的求解过程，使用最小二乘法、迭代逼近ＴＩＣ的思想来得到拟合分析曲线。在正确的进行超声检查后，所有的测量数据都被记录下来，选定ＲＯＩ，获得ＲＯＩ内部的平均强度以及它所对应的时间值后，就可以把这些数据（Ｉｉ，ｔｉ）（ｉ＝１，２，…ｎ） 作为实验值进行拟合。用最小二乘法求拟合曲线的问题，就是求一个函数，使误差平方和取得最小。拟合曲线求解问题转化为求多元函数最小值问题。
造影分析曲线的技术路线图按照迭代的思想进行。在迭代的过程中，如果满足精度则给出最后的值，否则继续迭代一直到满足所给精度为止。曲线方程以及参数的具体含义见表２。
６． 拟合优度检验ＧＯＦ（Ｇｏｏｄｎｅｓｓ ｏｆ Ｆｉｔｎｅｓｓ Ｉｎｄｅｘ）
拟合优度检验是验证拟合好坏程度的参数，代表回归分析的准确性，在系统中越靠近１，代表回归分析的准确度越高。每一帧造影强度值Ｉ■看作由被回归部分Ｉ■和未回归部分■■构成：
Ｉ■＝■■＋■■（３）
总平方和（ＳＳＴ）是造影强度Ｉ中所有变动的测度指标，它度量了造影强度中Ｉ的总分散程度。
ＳＳＴ＝■（■■ －■）■（４）
其中■是指所有帧造影强度的平均值。
回归分析模型所解释的平方和 （ＳＳＥ），是拟合值■■的在样本中的变动程度的测度指标。
ＳＳＥ＝■（■■－■）■（５）
残差平方和（ＳＳＲ）是造影强度残差■■的变异程度的测度指标，表示模型所未解释的变动。
ＳＳＲ＝■■■■（６）
那么回归模型所解释的平方和ＳＳＥ占总平方和ＳＳＴ的比例：
Ｒ■＝ＳＳＥＳＳＴ＝１－ＳＳＲＳＳＴ（７）
以此作为拟合优度检验来评价拟合程度的好坏。
７． 不同区域造影数据的分析意义
实时连续的超声造影图像经过分析，则获得了大血管、实质脏器及肿瘤微血管等不同部位的造影增强程度随时间变化的曲线，即该区域的血流情况。采用该方法拟合的曲线则精确地反映了该区域造影剂灌注的规律，从而揭示大血管、实质脏器和肿瘤内的微循环特征，可为临床上判断肿瘤的良恶性、预测实质脏器的功能以及其它与血流动力学异常相关的疾病提供数量上的依据见图，是功能影像学在临床上发挥作用的物质基础。
【参考文献】
１． Ｔｈｏｍａｓ Ｐ， Ｐａｔｒｉｃｉａ Ｈｏｐｐｅ， ｅｔ ａｌ． ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｇｅｎｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｍａｇｉｎｇ ｍｏｄｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｐａｒｅｎｃｈｙｍａｌ ｃｅｒｅｂｒａｌ ｅｃｈｏ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ． Ｊ Ｃｅｒｅｂ Ｂｌｏｏｄ Ｆｌｏｗ Ｍｅｔａｂ， ２０００，２０（１２）：１７０９－１７１６
２． Ｗｉｌｋｅｎｉｎｇ Ｗ， Ｌａｚｅｎｂｙ ＪＣ， Ｅｒｍｅｒｔ Ｈ （１９９８ａ） Ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｅｃｈｏｅｓ ｆｒｏｍ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｇｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｉｍｅ ｖａｒｉａｎｃｅ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ．１９９８，１８２３–１８２６
３． Ｗｉｌｋｅｎｉｎｇ Ｗ， Ｌａｚｅｎｂｙ ＪＣ， Ｅｒｍｅｒｔ Ｈ （１９９８ｂ）． Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｉｍａｇｉｎｇ ｗｉｔｈ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｍｅｄｉａ ｕｓｉｎｇ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｖａｒｉａｎｃｅ． Ｂｉｏｍｅｄ Ｔｅｃｈ （Ｂｅｒｌ）， １９９８，４３（ｓｕｐｐｌ）：１８–１９
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