Harmonic Imaging

1. 하모닉이란?        고조파 →fundamental frequency 의 정수배된 주파수를 말함.      첫번째 배수를first harmonic ,두번째 배수를 second harmonic 이라 함. 2. 분류     Non- contrast -> tissue harmonic     Contrst 사용하는 경우 3. 특성 ① Harmonic frequency는 original frequency에 비해 강도가 훨씬 약함.         first harmonic -> original의 1 / 100         second harmonic -> first harmonic 의 1 / 100                       -> second harmonic 까지가 한계 ② Harmonic frequency는 scattered wave로 부터 나오는 vibration을 제거함으로 artifact    감소시킴. ③ 체표부근에서는 Harmonic 효과를 잘 얻을 수 없다. ?깊은 부위에 사용     => Harmonic frequency를 만들어 낼 만한 시간(거리)가 짧기 때문. ④ Harmonic은 송신된 주파수가 조직내의 vibration 작용에 의해 발생되는 고주파 성분을    말함.   <TABLE border=0 cellSpacing=0 cellPadding=0> <TBODY> <TR> <TD bgColor=#cccccc height=24 width=300> TISSUE HARMONIC IMAGING </TD></TR></TBODY></TABLE>   ① tissue harmonic 은 송신주파수를 low frequency 로 사용하고 수신시에는    선택적으로 높은 harmonic frequency를 받는다. 그러므로, fundamental frequency에서는    harmonic frequency를 분리해 낼 수 있는 기술이 필요함. ② 단파장(shorter wave length)의 harmonic frequency 는 axial resolution이 향상되고,    narrow beam이 제공되므로 lateral resolution이 좋아짐.      -> harmonic 사용시 image quality가 좋아지는 이유임. ③ Harmonic signal은 tissue내에서 발생되므로 body wall에 의한 빔의 왜곡되고, 불균질한    흡수 및 굴절이 일어나는 현상이 없으므로 artifact가 줄어듬. ④ 송신때 발생되는 harmonic보다 tissue내에서 산란되어 생기는 harmonic 강도가 훨씬 더    약하므로 scatter에 의한 노이즈와 side lobe에 의한 artifact 가 감소됨.  * hepatic sonogrphy에서의 tissue harmonic 과 standard sonogrphy 의    비교연구 결과 ① tissue harmonic과 standard sonogrphy의 소견이 같음 => 71% ② tissue harmonic사용 시 상세히 추가된 소견을 얻음 => 29%     <UL style="LINE-HEIGHT: 120%" type=disc> <LI style="LINE-HEIGHT: 120%">-> tissue harmonic에서 소견결과 치료방법의 변형초래? 10% <LI style="LINE-HEIGHT: 120%">tissue harmonic에서만 leasion이 발견된 경우? 7% <LI style="LINE-HEIGHT: 120%">tissue harmonic과 standard sonogrphy에서 둘다 far field부분의불분명한 이미지 묘출=> 8% <LI style="LINE-HEIGHT: 120%">fluid - solid의 차이를 나타냄에 tissueharmonic과 standard sonogrphy를 비교했을때 이 더 좋거나 동일한 경우? 96% <LI style="LINE-HEIGHT: 120%">near field image quality를 비교했을 경우,더 좋거나 동일한 경우?96% <LI style="LINE-HEIGHT: 120%">overall image quality에서 같거나, 더 좋은경우? 94% <LI style="LINE-HEIGHT: 120%">far field image quality를 비교했을 경우,더 좋거나 동일한 경우 <LI style="LINE-HEIGHT: 120%">one observer---- 83% <LI style="LINE-HEIGHT: 120%">second observer---- 85% </LI></UL>   <TABLE border=0 cellSpacing=0 cellPadding=0> <TBODY> <TR> <TD bgColor=#cccccc height=20 width=300>  연구결과 결론 </TD></TR></TBODY></TABLE>    liver에서 tissue harmonic은 conventional sonogrphy보다 좀더 많은 정보와 좋은 화질의  영상을 얻을 수 있다. <TABLE border=1 cellSpacing=0 cellPadding=0> <TBODY> <TR> <TD height=35 width=84> TABLE1</TD> <TD height=35 width=500 colSpan=3> Sonographic Findings in 14 Patients in Whom Harmonic Sonography Provided Additional Information</TD></TR> <TR> <TD height=36 width=84> Patient No.</TD> <TD height=36 width=169> Findings from Conventional Sonography</TD> <TD height=36 width=182> Additional Information from Harmonic Sonography</TD> <TD height=36 width=145> Altered Treatment</TD></TR> <TR> <TD height=31 width=84> 3</TD> <TD height=31 width=169> Two indeterminate lesions</TD> <TD height=31 width=182> Simple cysts</TD> <TD height=31 width=145> No</TD></TR> <TR> <TD height=30 width=84> 7</TD> <TD height=30 width=169> Right lobe metastases</TD> <TD height=30 width=182> Additional right lobe metastases</TD> <TD height=30 width=145> No</TD></TR> <TR> <TD height=33 width=84> 9</TD> <TD height=33 width=169> 7-mm indeterminate lesion in right lob</TD> <TD height=33 width=182> Characterrized lesion as simple cyst</TD> <TD height=33 width=145> Yes, liver disase-free</TD></TR> <TR> <TD height=34 width=84> 15</TD> <TD height=34 width=169> Right lobe metastases</TD> <TD height=34 width=182> Five additional metastases, including one in left lobe</TD> <TD height=34 width=145> No</TD></TR> <TR> <TD height=37 width=84> 19</TD> <TD height=37 width=169> Metastases, biliary stent</TD> <TD height=37 width=182> Additional metastases, debris in common bile duct</TD> <TD height=37 width=145> Yes,stent changed</TD></TR> <TR> <TD height=28 width=84> 21</TD> <TD height=28 width=169> Right lobe metastases</TD> <TD height=28 width=182> Two addioional 5-mm cysts</TD> <TD height=28 width=145> No</TD></TR> <TR> <TD height=39 width=84> 22</TD> <TD height=39 width=169> Metastases</TD> <TD height=39 width=182> Additional 1-cm right lobeechogenic lesion</TD> <TD height=39 width=145> No</TD></TR> <TR> <TD height=39 width=84> 28</TD> <TD height=39 width=169> Pancreatic mass, ascites</TD> <TD height=39 width=182> 1-cm left lobe solid mass</TD> <TD height=39 width=145> Yes, unresectable disease</TD></TR> <TR> <TD height=50 width=84> 31</TD> <TD height=50 width=169> Left lobe hypervascular mass, portal vein thrombosis</TD> <TD height=50 width=182> Defined margins of mass</TD> <TD height=50 width=145> No</TD></TR> <TR> <TD height=40 width=84> 33</TD> <TD height=40 width=169> Mass contacting right hepatic vein</TD> <TD height=40 width=182> Righ hepatic vein involved by tumor</TD> <TD height=40 width=145> No</TD></TR> <TR> <TD height=39 width=84> 38</TD> <TD height=39 width=169> Tumor in inferior vena cava</TD> <TD height=39 width=182> Tumor extension into hepatic veins</TD> <TD height=39 width=145> Yes, altered type of surgery</TD></TR> <TR> <TD height=33 width=84> 39</TD> <TD height=33 width=169> Postoperative collection</TD> <TD height=33 width=182> Defined internal spetations</TD> <TD height=33 width=145> No</TD></TR> <TR> <TD height=37 width=84> 42</TD> <TD height=37 width=169> Right lobe metastases</TD> <TD height=37 width=182> Additional<1-cm left lobe metastasis</TD> <TD height=37 width=145> Yes,unresectable disase</TD></TR> <TR> <TD height=42 width=84> 48</TD> <TD height=42 width=169> Heterogeneous liver</TD> <TD height=42 width=182> 1-cm metastases in both lobes</TD> <TD height=42 width=145> No</TD></TR></TBODY></TABLE>   * tissue harmonic사용했을 경우의 잇점 ① fluid를 동반한 구조의 묘출 향상 ② solid한 병변내의 묘출 향상 ③ small hepatic cysts의 시각화 ④ obstruction된CBD내의 debris echo의 묘출 ⑤ 불분명한 간세포암( hepatocellular carcinoma)의 margine의 묘출   <TABLE border=0 cellSpacing=0 cellPadding=0> <TBODY> <TR> <TD bgColor=#cccccc height=24 width=376> CONTRAST AGENT 를 사용한 HARMONIC IMAGINGE</TD></TR></TBODY></TABLE>        원리--- 미세세포 조영제는 비 직선적 성상(non-linear property)으로 인하여 매우 강한 이차             하모닉 신호를 생성하게 되고, 반대로 혈관을 제외한 정적인 조직의 잡음신호는 많이             줄일 수 있기 때문에 혈액과 조직의 신호강도비를 1000배 이상으로 향상 시킬 수 있어             모세혈관의 혈류까지 검출 할 수 있는 가능성을 가지고 있다.   * contrast agent         ① 원리---일반 신체조직에 의한 반사신호 크기보다 작은,즉 도플러신호를 얻기 어려운 부위                (예; 실핏줄)의 혈류속에 반사계수가 큰 입자 (contrast agent )주입함으로서 반사                 정보가 크게 되어 혈류정보 신호가 커진다. ② 조영제로 사용되는 미세기포의 크기는10마이크로 이하의 크기여야 함.      (지금 보편화된 Levovist의 예 --- 구조적으로 안정된 조영제임)     => 이유: ＊ 미세기포는 수 마이크로의 크기를 가져야 하는데 그 이유는 초음파 진단기에         사용되는 2- 10 마이크로mhz의 초음파 빔에 효과적으로 공명하여 강력한 반사체로         작용하기위해        ＊ 페의 모세혈관을 통과 할수 있어 경정맥 주입으로도 전신적효과를 기대할 수 있으므로 ③ contrasct agent 사용시 문제점       => 조영제에 의한 여러가지 인공음영 즉, blooming artifact로 혈관주변의 정적인 조직에            영향을 미쳐 혈류가 불가능한 위치에서도 도플러 신호가 나타남.                         Harmonic을 사용함으로써 거의 없앨수 있으므로 실제 혈관부분 만을 과장없이 나타낼 수 있슴. 제안 : Harmonic + Power doppler이용        ; 미세혈류의 묘출과 aliasing없는 Power doppler의 강점에 blooming artifact를 줄일 수          Harmonic을 사용하여 제거하면 혈류부분의 정확한 묘출과 얕은 호흡중에도 스캔이          가능하고 심장과 인접한 병변에도 어느정도 활용이 가능하다.