基于超声的组织弹性测量之剪切波专播法

近年来,随着临床实践上肝脏硬度检测的广泛开展,软组织弹性的测量也受到广大科研和医护人员的重视。除了弹性的直接测量法（印压和压缩测试）外,剪切波传播测量法也是一种实用的间接测量组织弹性的方法,如在肝脏硬度检测里面广泛使用的瞬时弹性测量技术,就是利用剪切波的传播速度方法来测量肝脏组织的弹性。该方法的原理是根据剪切波在组织里面的传播速度与组织剪切模量的理论关系,利用测得的剪切波的传播速度来计算组织的弹性系数。在组织中产生剪切波的方法有很多种,常用的包括外振动器振动法和声辐射力振动法。振动的形式也可以分为连续性振动或脉冲振动。超声是一种常用的探测振动传播的方法,其B模成像功能还可以用来引导测试的感兴趣区域,增加探测的准确性。本文主要介绍利用超声对剪切波传播进行测量,然后获取传播参数用以计算组织弹性的方法。首先介绍测量的原理和各种相关技术,然后介绍这些方法在组织弹性测量中一些热门的应用,最后对该领域存在的不足和对未来的发展前景进行总结和展望。     

基于磁共振的组织弹性测量

磁共振成像（MRI）是临床上使用非常广泛的一种医学成像技术,其具有成像质量高、便于三维立体成像和功能成像等优点,适用于对各种器官组织进行疾病的诊断。随着MRI的快速发展和普及,基于MRI的组织弹性测量或成像技术（MRelastography或MRE）也相应地受到广泛的重视并且获得了许多应用。在准静态激励条件下,MRI可以直接用来测量组织的位移和形变。在动态激励情况下,因为成像速度较慢的原因,MRI一般不适合直接用于动态位移的测量。这个时候就可借助标记法或者剪切波传播法实现MRE。目前,动态剪切波传播法已成为MRE的主流。在剪切波传播弹性测量方法上,借助于运动敏感的成像序列,可获得剪切波的时空相位信息,然后计算传播速度用以实现弹性的测量。相对于传统的基于超声的弹性测量技术,MRE有许多独特的优点,如基于三维空间测量的位移更加准确、观察范围大（超声只限于探头成像范围）,以及特别适合于脑部等超声无法进入的组织进行弹性特征的研究等。本文主要介绍基于MRE,首先介绍MRE相关的测量技术及特点,然后介绍目前MRE在几种典型组织的应用情况,最后总结该领域存在的问题并对未来的发展方向进行展望。     

超声弹性成像基本原理及技术

超声弹性成像通过获取有关组织弹性信息进行成像,被广泛应用于临床,成为目前医学弹性成像的一个研究热点。本文介绍了血管内超声弹性成像、组织超声弹性成像的基本原理,以及各种弹性成像技术方法。     

阴道超声弹性成像图像处理方法研究

目的:针对目前阴道松弛症诊断中缺乏直观、客观及量化评测方法,拟将超声弹性成像方法应用于阴道松弛症诊断,并建立对应诊断方法。方法:基于准静态弹性成像技术,利用传统阴道超声探头配合基于射频信号的超声弹性成像技术及软件并行化技术,采用超声振动施加于阴道上皮组织。当组织受剪切波作用下受迫形变产生位移时周期施加射频跟踪检测,循环采样计算位移差值,采用最小二乘法经拟合位移曲线后转换为组织应变图并估算剪切波传导速度,从而实现阴道松弛症评估功能。结果:基于超声弹性成像技术构建了阴道松弛症评估方法,经功能测试,采用超声弹性成像技术在阴道松弛患者上皮组织剪切波弹性模量值为(2.8±1.1)kPa,明显低于正常对照组的(7.25±2.3)kPa。剪切波弹性成像定量参数中平均弹性值、最大弹性值及弹性比值与阴道松弛患者诊断结果具有相关性(r=0.614,r=0.723,r=0.673;P<0.05)。结论:超声弹性成像技术可直观地反映阴道松弛的变化,弥补了常规诊断手段和常规影像学技术无法反映组织硬度特征的不足和缺点,提高了阴道松弛病变诊断的准确性和客观性。     

超声弹性成像监测冷冻手术的仿真实验研究

从生物组织冻结前后其弹性模量会发生显著改变的角度出发,在提出了低温外科手术中监测冰球形成与消融过程的超声弹性成像方法的研究基础上,设计了3类概念性超声弹性监测试验：含玻璃体模、常温组织体模及冻结组织体模仿真试验,首次从实验上证实了超声弹性成像方法在低温外科手术中对冰球实施高对比度成像的可行性。文章分析了该方法在应用中的一些测量误差,指出了进一步改进的方向。冰球这种与水呈高弹性对比度的临床监测对象,可望成为超声弹性成像医学应用中的一个重要主题。     

超声弹性成像与常规超声诊断肝良恶性肿瘤的效果

目的探讨分析超声弹性成像与常规超声诊断肝良恶性肿瘤的效果。方法选取于2012年5月—2013年1月在该院就诊的40例患者,对所有患者进行病理检测。然后对患者分别进行常规超声检测和超声弹性成像检测,将检测结果进行评分和分级,肿瘤的病变分为良性肿瘤和恶性肿瘤,对比两种方法的分析检测结果。结果和常规检测相比,弹性成像对肝脏恶性肿瘤和良性肿瘤的检测准确率要高,但是差异不具有统计学意义,P>0.05。结论常规超声和弹性成像超声检测技术均具有较高的肿瘤诊断价值,在临床使用中可以互相配合,最大限度发挥每种方法的优势从而得到客观全面的检测结果     

乳腺癌超声弹性成像与病理组织学的相关性分析

目的分析乳腺癌超声弹性成像评分,并探讨其与病理组织问质中胶原含量的相关性。方法回顾性分析60例乳腺癌超声肿块术前超声弹性成像评分,并与术后病理组织间质中胶原含量分级进行相关性分析。结果60例乳腺癌超声弹性成像评分为（4．07±0．78）分,超声弹性成像评分诊断恶性肿物的符合率为80．0％（48／60）。乳腺癌超声弹性成像评分与间质中胶原含量级别呈正相关（r=0．440,P=0．015）。结论乳腺癌超声弹性成像评分与病理组织间质中胶原含量相关,通过超声弹性成像评分可以一定程度评估乳腺肿物间质中胶原含量。     

超声弹性成像在宫颈疾病的应用进展

超声弹性成像是通过对组织施加压力,组织内部发生相应的改变,收集变形前后组织的超声回波信号,将信息重建后形成弹性图,该概念起源于1991年,近年来成为临床检查中新兴的一项技术。弹性成像分为实时组织弹性成像、瞬时弹性成像技术、声辐射力成像技术、实时剪切波弹性成像和超高速剪切波成像技术。刚开始该技术主要用于诊断与鉴别一些恶性肿瘤,如乳腺、甲状腺、前列腺、肝脏等疾病的诊断及鉴别诊断,后被用于评估宫颈情况,超声弹性成像在宫颈疾病的研究也相继开展。超声是子宫最常用的影像学检查方法,能够实时监测子宫病灶的形态、界限、内部回声情况及其与周边组织关系,并以此来进行综合诊断,近年来超声弹性成像逐渐开始应用于妇产科,尤其在宫颈疾病的诊断方面。     

超声弹性成像技术的临床应用及研究进展

超声弹性成像是根据人体不同组织弹性系数不同的特征成像的一种新技术,它弥补了常规超声的不足,成为医学成像领域的一个研究热点。超声弹性成像已经被广泛应用于乳腺疾病的检查,近年来关于乳腺以外器官的研究报道逐渐增多,如甲状腺、前列腺、肝脏等,并在多种疾病的诊断和鉴别诊断中显示出日益增长的优势。本文就近年来超声弹性成像技术在这些组织器官中的临床应用及相关发展情况进行综述。     

生物组织弹性测量：技术、仪器和应用

在临床上,可以通过用手触诊去感知某些组织的硬块来作出一些初步的诊断,例如乳腺癌的早期诊断。但是这种手触诊技术只能给出定性的结果,该结果依赖于操作者的经验,所以带有很大的主观性,于是能让诊断结果更加客观化的弹性成像和测量技术应运而生。弹性成像和弹性测量技术各有不同特点：弹性成像往往给出成像区域里面的弹性对比度而不必给出组织的本征参数;不同于弹性成像,弹性测量技术能给出组织弹性的本征参数例如杨氏模量等,有利于诊断某些弥漫性的组织疾病,例如肝硬化,并且跟踪组织的弹性随时间的变化情况,而且结果的比较不会受制于所使用的测量仪器。因此,伴随着各种医学成像技术,例如超声、核磁共振成像（MRI）和光学成像的广泛普及,针对活体组织的弹性测量学在最近的二三十年里得到了长足的发展,诞生了很多新的测量技术和仪器,并且部分已经开始用于临床测试。可以预见,随着这些测量技术的发展和进步还将有源源不断的新的测量技术诞生,将会有越来越多的临床领域开始尝试或者大力普及通过弹性测量的方法来补充现有的一些不太完善的诊断方法,或者用来评估治疗方法的有效性。本文尝试给读者介绍一些传统和近来出现的弹性测量的技术和系统,然后简要介绍它们在诊断特定组织病变和评估治疗方法疗效方面的应用,最后我们对此领域的未来研究方向和前景作一些展望。对于其中比较成熟的几种方法,我们会在这一期刊的随后几期作详细的介绍。     

组织弹性测量之新型印压技术简介

印压是一种常用的测量软组织弹性特征的测试方法,除了2011年第7期介绍的传统印压测试方法外,近来,还出现了一些新型的印压技术,如超声印压、光学印压、流体印压和纳米印压等。这些新型印压技术具有某些自己独特的优点,如超声印压系统便携性高,能够同时获得组织的初始厚度和形变,可以应用于多种组织的弹性测量;纳米印压能够非常小范围（微米或纳米级）地测量组织的弹性,可以分析组织的弹性分布,研究局部组织结构和弹性之间的关系。本文对这些技术及应用作一些介绍,最后讨论该领域的发展方向。     

基于剪切波的肝脏纤维化超声粘弹性检测系统

描述了一种基于目前医用超声硬件的肝脏粘弹性测试系统。该系统利用超声辐射力推动肝脏软组织形成瞬态响应,探测该响应中的剪切波传播,从而估算肝脏组织的弹性和粘性。本研究证实肝脏的杨氏模量和粘性系数可以通过剪切波成功定量检测,并且可以用目前已有的医用超声系统实现而无需额外硬件,从而为医生提供一种新的廉价而有效便捷的诊断手段。     

定量超声在肌肉评估中的应用

肌肉是构成人体的重要组织,通过肌肉的收缩可以引导和控制身体的运动.目前可以通过肌电图学(Electromyography)、核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging)和超声成像的方法来评估肌肉功能.定量超声(Quantitative Ultrasound)可以提供有关肌肉结构的定量数据及其在收缩过程中的实时变化,正逐步成为一种可靠的研究和临床工具,在肌肉功能的评估中正扮演着越来越重要的角色.本文总结了定量超声在肌肉评估中的三个方面:肌肉功能性评估、人体运动分析和肌肉硬度(弹性)检测,并且讨论了当前定量超声在肌肉评估中的主要问题和困难.     

实时超声弹性成像原理与方法

超声弹性成像是近二十年研究非常热的一种新型的超声成像技术。其中,准静态超声弹性成像是目前比较流行,并且较早投入临床应用的弹性成像技术,可以实时的对组织的不同硬度属性以不同的灰度或者伪彩色图像进行表征。相对于传统的触诊而言,超声弹性成像提供了相对定量的表述,作为一种潜在的可用于诊断乳腺,前列腺等组织癌变,监测超声/射频消融等进程的新方法,具有非常广泛的临床应用前景。本文首先介绍了常用的位移估计算法,并重点介绍该方向最新的研究成果,然后介绍从位移中提取组织应变的原理和方法,同时还对模量重建的方法及其必要性进行了论述,最后讨论了评估一种新的弹性成像算法常用的验证方式。     

超声水冲印压系统：小型化及软骨退化检测

软组织超声印压是利用印压实验来压缩组织,然后结合超声算出组织的厚度及形变,进而求得组织力学特性例如弹性系数的一种技术。此技术已经在生物力学中被广泛应用于各种病变当中组织的特征化。超声水冲印压系统利用水射流来取代传统固体印压头（一般是超声探头本身）的印压作用,可以解决高频超声探头前部不平整不适于用作印压头的缺点,并且具有快速扫描组织弹性特征的优点,可以应用在评估很薄的组织例如关节软骨上。本文描述一个小型化的超声水冲印压系统,并且评估它在定量软骨质量检测当中的作用。我们用一个硬度系数来描述软骨的硬度,用两组蛋白酶——胰蛋白酶和胶原蛋白酶消化分解软骨来模拟软骨质量的退化。初步结果（14个离体软骨样本,每组各7个）显示在经过胰蛋白酶消化之后,软骨的硬度系数从原来的（9927±3420）kPa（均值±方差,下同）降到了（2061±721）kPa（p〈0.001,配对t检验,下同）;经过胶原蛋白酶消化之后,从（8275±3209）kPa减到了（3746±916）kPa（p=0.001）。结合高频超声,此系统还可以测量软骨的形态学参数和声学特性参数。因此本研究结果显示超声水冲印压系统能很好的评估软骨在经过蛋白酶消化之后的各种参数变化。文章最后还讨论了此系统的进一步改进使其能逐步真正应用于临床活体软骨试验。     

超声弹性成像在乳腺肿瘤诊断中的应用

目的比较超声弹性成像技术与二维超声技术对乳腺良恶性肿瘤的诊断能力,以探讨超声弹性成像技术对乳腺良恶性肿瘤鉴别诊断的应用价值。方法采用二维超声和弹性成像技术对32例患者（共39个乳腺肿块）乳腺肿瘤患者进行检查,并在弹性成像模式下对所有病灶的软硬度进行半定量分析;分别在二维模式下和弹性成像模式下测量病灶面积,计算二者比值。评价二维超声与超声弹性技术对肿瘤的显示能力,并与病理结果对照分析。结果乳腺恶性肿瘤组病灶平均硬度评级高于乳腺良性肿瘤组（P〈0．01）;乳腺恶性肿瘤组两种成像模式下的病灶面积比大于乳腺良性肿瘤组（（P〈0．01）。结论超声弹性成像技术对乳腺良恶性肿瘤的定性诊断具有重要的临床应用价值。     

静态超声弹性成像：主观还是客观？定性还是定量？

静态超声弹性成像（Ultrasound Elastography）利用超声探测技术,检查组织的弹性特征,从一定程度上量化反映了医生在触诊中的主观感受,在科学研究和临床实践中有广泛的应用价值。本文综述了该项技术的研究背景、研究进展,并对其临床中遇到的问题做了初步的分析和探讨。以期通过今后的研究,帮助医生更好地获得弹性图像（Elastogram）,继而做出客观诊断。