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.     

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.     

基于超声的组织弹性测量之剪切波传播法

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.     

离体软组织弹性的常用测试方法和应用

弹性是软组织-个很重要的力学参数,可用于生物力学系统的建模、分析和病灶的诊断及治疗手段有效性的评估.根据弹性力学和材料力学基本知识,可用标准测试例如压缩、拉伸、扭转和弯曲等来测量组织的弹性特征.这些测试的优点是边界条件简单,很容易直接获得组织的本征弹性参数例如杨氏模量、剪切模量或者泊松比.但是因为测试需要准备形状规则的样本,所以这些方法仅适用于离体组织的测量.结合适当的粘弹性模型,这些标准测试还可以用于测试组织的非线性粘弹性参数.因为可以方便测得组织很重要的基本弹性特征,这些离体组织样本测试方法还是被大量用于实际测量当中.这期我们将对离体组织样本的常用弹性测量方法作一些介绍,并分析这些测量方法及相关力学模型的优点和缺点,最后以软骨的离体样本测试为例说明这些弹性测试方法在生物医学相关领域的应用.     

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.     

应用于组织力学性能分析的光学印压系统研究

本课题的目的 是研究一种光学印压系统用于分析组织力学的性能.我们将压力传感器与光学相干层析(OCT)系统结合.分别测量印压过程中的印压力和形变.通过分析印压力和形变的曲线图,得到组织力学性能特征.初步的样品对比测试实验表明,本系统所得到的力学性能测试结果与传统的印压系统测试结果相比有很高的一致性.我们认为本系统在组织力学性能的研究中有很高的潜在应用价值.     

医用胶原注射剂矫形作用机理

本实验观察医用胶原注射剂注入大鼠皮下后的转归。医用胶原是高度纯化的注射性人胶原，在大鼠皮下可存留１年以上；可诱导大鼠忧纤维细胞长入并合成自身胶原，毛细血管长入保障了注射物的血液供应。苦味酸天狼星红－偏振光方法表明，新注射的胶原以的绿色Ⅲ型胶原纤维为主，随着迁入注射物大鼠成纤维细胞合成胶原增加，注射物以粗大的红色Ｉ型胶原纤维为主，更接近大鼠皮肤正常胶原类型的比例。     

推拿配合TDP治疗闭合性软组织损伤113例疗效观察

目的:观察推拿配合TDP治疗闭合性软组织损伤的疗效。方法:113例闭合性软组织损伤患者均采用推拿配合TDP治疗。结果:所有病例经治疗后,治愈率71.68%,总有效率99.12%。结论:采用推拿配合TDP治疗闭合性软组织损伤疗效好,疗程短,值得在临床上进一步推广应用。