新型磁共振兼容实时4D超声探头(E4DL)的图像质量评估及其在介入治疗中的应用价值

本研究针对介入治疗中超声图像引导的精准度问题，评估了新型磁共振兼容实时2D矩阵阵列探头(E4DL)的性能。通过与商用4V心脏探头和C1-6腹部探头的对比实验，证实E4DL在病灶信噪比(LSNR)和穿透深度(DOP)等关键指标上具有竞争力，为MR环境下实时3D超声引导介入手术提供了技术支撑。

　　

在微创介入治疗领域，精准定位靶区组织是决定手术成败的关键。虽然CT、MRI等影像技术能提供高分辨解剖信息，但其无法实现实时动态监测。超声凭借无辐射、便携等优势成为介入导航的重要工具，但现有探头存在磁共振(MR)环境不兼容、三维成像能力有限等瓶颈。尤其对于肝脏放疗等需要多模态图像融合的场景，开发兼具MR兼容性和实时4D成像能力的超声设备迫在眉睫。

美国GE全球研究中心的科研团队在《Ultrasound in Medicine》发表研究，系统评估了其研发的电子4D线性探头(E4DL)的性能。这款配备18,000阵元的低剖面探头创新性地实现了MR兼容设计，专为肝脏等腹部介入手术的实时运动管理优化。研究采用组织仿体实验结合离体肝脏成像，通过穿透深度(DOP)、侧向分辨率和4mm病灶检测率(LSNR)等量化指标，与商用4V心脏探头和C1-6腹部探头进行对比。

关键技术包括：1) 使用Gammex 403仿体(衰减系数0.7 dB/cm-MHz)模拟人体组织；2) 基于GE Vivid E95和LOGIQ E10扫描平台标准化采集参数；3) 采用自动算法计算DOP值；4) 通过金属丝靶标测量侧向分辨率；5) 参照Madsen方法评估LSNR。

【结果】
◆穿透深度：C1-6探头表现最优(>180 mm)，E4DL在谐波模式下超越4V探头(147.0±1.4 mm vs 164.8±3.2 mm)。
◆侧向分辨率：三款探头在125mm深度内分辨率相当，验证了E4DL的基础成像能力。
◆病灶检测：E4DL在焦点区(35mm)的LSNR显著优于商用探头，这对毫米级血管追踪至关重要。

结论表明，E4DL在保持MR兼容性的同时，其图像质量已达到临床级商用探头水平。该设计突破了传统超声介入设备在磁场环境中的使用限制，为放疗中的多模态实时导航提供了新工具。研究团队特别指出，探头薄型化设计使其更适用于体表贴附监测，这对呼吸运动显著的肝脏等部位干预具有独特价值。未来通过系统集成优化，该技术有望拓展至前列腺活检、心脏手术等更多介入场景，降低医疗成本并提高治疗精度。