大標本成像小編解析醫療超聲彈性成像的原理

大標本成像小編解析醫療超聲彈性成像的原理

標本成像系統廠家表示普通超聲成像技術依據機體組織聲阻抗的差異進行成像，該阻抗回波信號難以區分聲阻抗相同的不同組織，比如乳房硬腫瘤和健康囊腫組織在B-MODE下都是較暗的區域，區分困難。超聲彈性成像是超聲技術一種新的應用形式，它主要利用組織的彈性模量與病灶生物學特性的相關性進行成像，早期由Ophir等在1991年提出，與通過叩診觸摸組織的軟硬層度來診斷疾病的方法類似。

組織的彈性模量可以采用公式E=T/S 進行表示，其中E是彈性模量，T表示應力，S表示應變。超聲彈性成像對組織施加一個外部或內部(包括機體自身呼吸、心跳等)靜態/動態的壓力，利用超聲成像方法，結合數字信號處理或數字圖像處理技術，估計出組織內部位移、應變、速度等參數的相應變化，間接或直接得到組織內部的彈性模量等力學屬性的圖譜分布。

根據施加力學激勵方式的不同，可以把彈性成像方式分為靜態/準靜態成像和動態成像兩大類。靜態成像通過對組織施加恒定/低頻應力，測量組織形變前后的位移，得出應變S，進而估算彈性模量E。由于恒定/低頻應力T未知，靜態彈性成像只是不同組織彈性模量對比度的反映，不能定量計算組織的彈性模量；動態彈性成像主要利用組織橫波進行彈性模量的探測，大多可以進行彈性模量的定量檢測。

縱波在組織內的聲速在1500 m/s 左右，而橫波的聲速密切依賴于組織的剪切模量μ，一般在1-50 m/s左右。聲速和剪切模量之間存在的關系，而組織的密度一般在1000 kg/m3左右，波動不大。因此可以通過橫波聲速間接測量出剪切模量μ。由于生物組織具有不可壓縮性，楊氏模量和剪切模量之間近似存在3倍的關系E=3μ，所以生物組織的楊氏模量和橫波聲速的關系為。測量橫波聲速就可以得到楊氏模量的分布圖，得到組織的彈性圖譜。

標本成像系統廠家表示超聲彈性成像目前主要在乳腺、甲狀腺、前列腺、肝臟等少數幾個器官有相關研究報道，組織器官的彈性模量數據還很缺乏，且不同文獻中數據差距很大。展望醫療超聲彈性成像未來的發展，SSI技術、剪切模量成像、2D彈性成像等無疑代表未來彈性成像技術的發展方向。但是伴隨彈性成像圖像質量和彈性模量定量檢測精度的提高，對更多器官展開彈性成像研究，建立彈性成像數據庫，并盡快形成行業標準將是超聲彈性成像未來的重要研究內容和發展方向。