超声弹性成像技术.doc

超声弹性成像技术
济南军区总医院
超声弹性成像的基本原理是对组织施加一个内部(包括自身的)或外部的动态/静态/准静态的激励。在弹性力学、生物力学等物理规律作用下,组织将产生一个响应,例如位移、应变、速度的分布产生一定改变。利用超声成像方法,结合数字信号处理或数字图像处理技术,可以估计出组织内部的相应情况,从而间接或直接反映组织内部的弹性模量等力学属性的差异。
超声弹性成像可大致分为血管内超声弹性成像及组织超声弹性成像两大类。血管内超声弹性成像是利用气囊、血压变化或者外部挤压来激励血管,估计血管的运动即位移(一般为纵向),得到血管的应变分布,从而表征血管的弹性。它是一种对血管壁动脉硬化斑局部力学特性进行成像的技术。我国研究人员曾以超声成像为基础的血管壁弹性显微成像试验在世界上首次获得了实际血管壁真正意义上的横断面弹性显微图像。血管弹性成像可用于估计粥样斑块的组成成分、评价粥样斑块的易损性、估计血栓的硬度和形成时间,甚至观察介入治疗和药物治疗的效果,具有重要的临床价值。
组织超声弹性成像多采用静态/准静态的组织激励方法。利用探头或者一个探头-挤压板装置,沿着探头的纵向(轴向)压缩组织,给组织施加一个微小的应变。根据各种不同组织(包括正常和病理组织)的弹性系数(应力/应变)不同,再加外力或交变振动后其应变(主要为形态改变)也不同,
收集被测体某时间段内的各个信号片段,利用复合互相关(CAM)方法对压迫前后反射的回波信号进行分析,估计组织内部不同位置的位移,从而计算出变形程度,再以灰阶或彩色编码成像。
据介绍,发展早期的弹性成像是利用组织的硬度及肿块在灰阶声像图与弹力图中的大小差异来区分实性肿瘤,一般恶性肿瘤弹性影像的面积比灰阶超声大,而良性病变弹性影像的面积比灰阶超声小或与其相近;恶性病灶在弹力图上比良性病灶更硬或更暗。近年发展的实时组织弹性成像(RTE)则将受压前后回声信号移动幅度的变化转化为实时彩色图像。弹性系数小的组织受压后位移变化大,显示为红色;弹性系数大的组织受压后位移变化小,显示为蓝色,弹性系数中等的组织显示为绿色,以色彩对不同组织的弹性编码来反映组织硬度。一些研究结果表明,实时组织弹性成像能较有效地分辨不同硬度的物体,但所反映的并不是被测体的硬度绝对值,而是与周围组织相比较的硬度相对值。
临床应用领域宽
组织弹性成像可有效鉴别实质性肿瘤的良恶性,对于恶性病变诊断具有较高的特异性和敏感性。目前其主要应用于乳腺、前列腺、甲状腺等小器官,尤其在乳腺疾病方面研究更为深入,技术更加成熟。此外,组织弹性成像还可应用于肝纤维化的诊断、局部心肌功能评价以及高强度聚焦超声(HIFU)与射频消融(RFA)引起的损害的检测与评估。心肌弹性成像是一种特殊的组织弹性成像方法。其原理与采用静态压缩的弹性成像类似,但是采用的激励是自身的心脏收缩-舒张。估计组织沿探头径向的位移,从而得到心肌的应变、应变率和速度等参数的空间分布以及随时间的变化。
心肌弹性成像能够准确客观地对局部心肌功能进行定量评价,具有高精度、高分辨率(时间、空间)、角度无关性以及很好的重复性等优点,可应用于心肌梗死和心肌缺血的定位。
超声弹性成像相关技术
据专家介绍,目前有关超声弹性成像的技术较多,有研究人员将其分为3种:压迫性弹性成像、间歇性弹性成像、振动性弹性成