弹性成像论文

弹性成像论文（精选10篇）

弹性成像论文 篇1

触诊是指医生通过触摸感觉组织在外力作用下的变形反应来探测肿瘤或其他异常组织的存在。触诊的应用常局限于人体表面的器官, 是一种定性、主观的检查方法, 受医生个体触觉敏感性的限制, 应用范围较局限。弹力成像技术自1991年由Ophir提出以来, 在超声和MRI领域得到广泛关注并迅猛发展, 已经成为医学成像的一个研究热点[1]。目前, MR弹性成像 (MRE) 是在常规MRI基础上发展起来的新技术, 是一种机械化、定量化的触诊手段, 具有客观、分辨率高、无创、不受诊断部位限制的优点, 被称作“影像触诊”。

1 MRE基本原理

MRE是一种无创性测量组织硬度或弹性的新成像技术[2], 在常规MRI设备中添加一套频率可调节的单频振动机械装置, 将振动施加于人体表面, 在受检组织内产生横向传播的剪切波及质点位移, 利用对运动敏感的成像序列扫描获得反映质点运动情况的图像, 对图像数据进行运算处理, 获得反映受检组织内部的弹性系数空间分布图 (即弹性图) [2,3]。因此, MRE需要解决三个主要技术问题:机械振动装置及耦合设备、对机械振动敏感的脉冲序列、能从原始图像数据计算弹性性质的软件。

MRE激发装置需要精确的机械设计, 以产生机械振动, 并与MR兼容。产生机械振动需要满足两个条件[2,4]: (1) 激发装置和扫描的同步性, 即在组织内的机械波与扫描序列保持同步相位, 在人体组织器官应用时振动频率通常<200 Hz; (2) 受检组织接受刺激后有明显的震动幅度 (>200µm) 。目前, 外部激发装置有电磁装置、压电装置和气动传导装置[5,6]。

组织的质点位移采用1D、2D、或3D相位对比MR脉冲序列记录, 其中可以包括梯度回波 (GRE) 、自旋回波 (SE) 、平面回波成像 (EPI) 、平衡稳态自由进动 (B-SSFP) 技术。质点的运动 (剪切波) 与脉冲序列同步, 脉冲序列经修改并施加额外的运动编码梯度 (类似流动编码梯度) 。一次采集产生一个运动编码梯度方向上的质点真实矢量运动图像 (通常称为相位或位移图像) 。振动和运动编码梯度之间的相对时间 (或相位偏置) 在一次图像采集到另一次图像采集之间进行校正, 可以获得一套在不同时间点上的波场图, 并且运动编码梯度的方向在随后的采集中可以变化, 从而能够记录组织内的全矢量运动。计算机软件处理、研究波场的时间和空间的特性, 形成反映组织机械性能的弹性图像[2]。

2 MRE的临床应用

由于具有灵活性、无创伤性和临床应用的可行性等特点, MRE技术迅速应用于临床不同领域。

2.1 MRE在乳腺的应用

乳腺癌的硬度通常比良性结节和正常乳腺组织高。Mcknight等[7]采用MRE证实了乳腺癌肿瘤区域平均硬度较周围组织高4倍。Lorenzen等[8]的研究也证明乳腺恶性浸润性肿瘤的弹性值显著高于乳腺良性病变, 但在少数患者中两者的弹性值范围有一定重叠。Sinkus等[9]发现用MRE联合MRI动态增强扫描能够提高对乳腺癌的诊断, 其诊断特异度比单纯用MRI动态增强扫描提高了20%, 敏感度提高了100%。

2.2 MRE在肝脏的应用

MRE在肝脏部位的应用主要集中于肝纤维化和肝脏肿瘤两个方面。与传统影像学相比, MRE在评价肝纤维化和肝硬化方面有着特殊的优势。Rouvière等[10]于2006年首先发现肝纤维化时肝脏的剪切弹性模量和剪切黏性增高。Yin等[11]研究发现随着纤维化等级的增加, 肝硬度也逐渐增加, 同时也证明MRE可以区别中、高级纤维化和轻度纤维化。利用MRE对肝纤维化和肝硬化进行分期和评估的研究, 发现MRE剪切弹性模量能够清楚地分辨出早期肝纤维化的各个阶段[12,13]。

由于MRE能够准确地直接测量肝实质硬度的变化, 而形态学改变通常是肝纤维化的继发性改变, 因此MRE的准确诊断可以避免行穿刺活检等创伤性检查。同时由于MRE检查的可重复性, MRE在肝纤维化分期及肝硬化进展的评估方面亦有重要价值。

此外, Motosugi等[14]将MRE测量的肝硬度作为肝癌的危险因素进行病例对照研究, 采用Logistic回归对性别、MRE测量的肝硬度、血清ALT和AST、AFP、维生素K或拮抗剂II诱导的蛋白质进行危险因素分析, 其多变量分析显示, 只有MRE测量的肝硬度是肝癌的重要危险因素。

MRE在肝脏研究的另一个方向是肿瘤样病变, Venkatesh等[15]对肝占位性病变的患者行MRE扫描, 结果发现肝恶性肿瘤的硬度分别高于良性肿瘤、纤维化肝组织及正常肝组织, 纤维化肝组织的硬度与良、恶性肿瘤有一定的重叠, 证明利用MRE测定组织弹性特征参数可鉴别肝脏良、恶性肿瘤。

2.3 MRE在脑部的应用

常规MRI在显示脑内结构和病变方面已经取得很大成就, 但是仍需要在治疗前后提供更多的脑实质病变信息[16]。由于脑表面覆盖颅骨, MRE很难在颅内形成有效的剪切波, 使用咬合棒经过下颌将剪切波偶联进入大脑, 可成功获得脑实质弹性图[17,18,19]。Kruse等[18]发现脑白质硬度高于脑灰质。Green等[19]在90 Hz机械刺激下行MRE扫描, 发现弹性图与预期解剖学之间存在非常高的符合性。徐磊等[20]将其自行研制的激发装置固定于被检者头部, 产生的低频振动波经颅骨传导至颅内脑组织, 对14例脑肿瘤患者进行MRE肿瘤硬度评价, 并与术后获得的肿瘤硬度相对照, 发现MRE结果与术后评估肿瘤硬度一致, 证明MRE可以在术前通过显示肿瘤的弹性评价肿瘤硬度。

2.4 MRE在前列腺的应用

前列腺经直肠触诊是临床评估组织硬度的有效方法, 但仅应用接近于体表的病灶, 且缺乏定量指标。Kemper等[21]通过将激发装置放置于耻骨产生纵向振动波的方式对7例健康志愿者进行检测, 结果显示弹性值与前列腺的解剖分区有相关性, 中央区的弹性值[ (2.2±0.3) k Pa]低于周围区[ (3.3±0.5) kPa]。Sahebjavaher等[22]和Arani等[23]分别采用经会阴和经直肠机械振动的方式探索并实现了前列腺MRE扫描。陈敏等[24]通过测量剪切波、黏滞度等参数对比分析前列腺癌和前列腺炎的差异, 发现MRE有助于前列腺癌的探查和鉴别诊断。Li等[25]利用MRE对8例患者的12处前列腺癌病灶及10例患者的14处前列腺炎病灶进行研究 (图1、2) , 结果发现前列腺癌病灶的平均弹性和黏滞性均高于前列腺炎性病灶及健康的前列腺周围带, 差异有统计学意义;并且前列腺癌的弹性和黏滞性与格里森评分之间存在相关性。前列腺MRE能够可视化地显示前列腺癌与良性前列腺疾病在弹性和黏滞性方面的差异, 是一种新的成像方法和潜在的前列腺癌症诊断方法。

2.5 MRE在骨骼肌肉的应用肌肉组织具有高度的各向异

性。Basford等[26]利用MRE研究健康者和神经肌肉功能不良的患者, 发现健康肌肉的弹性随着载荷的增大而增大, 并且健康和功能不良的肌肉弹性图有明显的差异。Heers等[27]对人体健康肌肉进行MRE, 发现弹性波的波长与相同载荷下肌电图测得的肌肉活力成正比。Klatt等[28]研究发现MRE可以反映人体骨骼肌肉在不同收缩状态下的弹性变化。

2.6 MRE在血管的应用

目前, MRE对血管弹性的探测还处于实验研究阶段。Woodrum等[29]发现MRE可以显示和评价机械波在充满液体的体模管道中的传播, 并且可以通过测量管壁的弹性来定量评价异常狭窄的病灶。Kolipaka等[30]利用MRE测量活体内主动脉的弹性, 并对高血压[ (9.3±1.9) k Pa]患者和健康志愿者[ (3.7±0.8) kPa]进行对比, 发现高血压患者的主动脉硬度显著高于健康志愿者。

3 展望

随着影像技术的发展, 影像医学越来越多地由传统的静态、形态学及组织学方面的分析向动态、功能学及生物力学等方面发展。作为一种无创的、能准确反映组织生物力学的检查手段, MRE具有良好的研究和应用前景。

关键词：磁共振成像,弹性成像技术,综述

弹性成像论文 篇2

文章编号:1003-1383(2010)05-0593-02 中图分类号:R 655.804.451 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1003-1383.2010.05.043

超声成像作为一种临床疾病诊断的方法,在乳腺疾病诊断中有着不可或缺的作用。但在实际工作中,常常遇到在二维超声图像中表现为弱回声的肿块,虽然通过调节增益后还是无法判断出肿块是囊性还是实质性,这就给诊断带来一定的困难。随着超声技术的发展和超声弹性成像的出现,有可能通过探测肿块硬度的彩色成像为鉴别乳腺弱回声肿块是囊性还是实质性提供新的途径。为了探讨超声弹性成像在乳腺常规超声(包括二维超声、彩色多普勒血流成像〈CDFI〉和频谱多普勒超声)声像图中表现为弱回声肿块中的诊断价值,我们自2009年3月～2010年5月收集了我院乳腺病治疗中心和胃肠腺体外科就诊的43例行常规超声检查表现为弱回声肿块、CDFI无明显血流信号的患者,同时行超声弹性成像(UE)检查,并与手术病理结果对照进行分析,获得了满意的效果,现报道如下。

资料与方法

1.研究对象 本组43例患者常规超声检查表现为弱回声、CDFI无明显血流信号的肿块共57个,同时行UE检查。患者均为女性,年龄19～58岁,平均(37.2±5.3)岁。所有病例均经手术病理证实。

2.仪器与方法 使用仪器为具有UE功能的日立EUB6500,探头频率为7.5～13.0 MHz。首先用二维超声对双侧乳腺进行扫查,确认病变后切换到UE模式,用专用探头进行加压解压操作,采用实时双幅模式分别显示彩色弹性图与灰阶图,弹性图的取样框应尽量拉大,获得彩色弹性图像后,观察病灶的颜色与分布。

3.UE诊断标准 ①囊性肿块诊断标准:彩色弹性图像中,肿块由深到浅依次表现为红色(red)、绿色(green)、蓝色(blue)的规则性分布(即表现为RGB现象),或表现为红色(red)、绿色(green)的规则性分布,或表现为绿色(green)、蓝色(blue)的规则性分布,则判断为囊性肿块;②实质性肿块的诊断标准:彩色弹性图像中,肿块内部呈绿色和蓝色相间,色彩分布不规则则判断为实性肿块。

结果

病理结果:57个弱回声肿块中,31个肿块为囊性,均为囊肿,26个肿块为实质性,均为纤维腺瘤。常规超声诊断结果:57个弱回声肿块常规超声检查诊断均为性质不能确定。UE诊断结果:57个弱回声肿块中,31个肿块为囊性,诊断为囊肿,26个肿块为实性,诊断为纤维腺瘤,与病理诊断符合率为100.0%。

讨论

乳腺疾病常规超声诊断中,典型的乳腺囊肿常规超声声像图表现为呈圆形或椭圆形,边界清楚、整齐、光滑,内部为均质的无回声区,后方回声增强,CDFI无回声也无血流信号;典型的乳腺纤维腺瘤常规超声声像图中表现为呈圆形或椭圆形,边界光滑、完整,内部呈低回声,分布均匀,少数回声不均,后方回声增强或不增强,CDFI多数为无血流或少血流[1,2]。这种典型的乳腺囊肿和乳腺纤维腺瘤常规超声诊断和鉴别诊断相对比较容易。但实际工作中,往往会遇到这2种疾病在常规超声声像图中均表现为呈圆形或椭圆形,边界清楚、完整,内部呈弱回声(介于无回声和低回声之间),分布均匀,后方回声增强的弱回声肿块,CDFI中无血流信号,这样的肿块在常规超声声像图中虽然通过调节图像的增益,但还是很难判断肿块是实质性还是囊性,即无法判断出肿块是囊肿还是纤维腺瘤,这就給临床诊断工作带来很大困难。超声弹性成像技术是根据不同组织间弹性系数不同,在受到外力压迫后组织发生变形的程度不同,将压迫前后回声信号移动幅度的变化,用彩色图像实时显示出来。弹性系数小、受压后位移变化大的组织显示为红色;弹性系数大、受压后位移变化小的组织显示为蓝色;弹性系数中等的组织显示为绿色,以图像色彩可客观地反映组织的硬度[3,4]。因此,超声弹性成像,则有可能通过探测肿块硬度的彩色成像,为鉴别乳腺弱回声肿块是囊性还是实质性提供新的途径。

本组43例患者共57个弱回声肿块中,常规超声检查均不能确定肿块的性质,超声弹性成像则判断为乳腺囊肿31个,乳腺纤维腺瘤26个,与手术病理结果一致。超声弹性成像彩色弹性图中,乳腺囊肿由深到浅依次表现为红色、绿色、蓝色(RGB现象)或为红色、绿色或为绿色、蓝色的规则性分布,其中≥1 cm的囊肿均表现出RGB现象,<1 cm的囊肿则多表现为红色、绿色或为绿色、蓝色的规则性分布,产生这种现象的原因还有待于进一步研究。超声弹性成像彩色弹性图中,26个乳腺纤维腺瘤均呈绿色和蓝色相间分布,不具规则性。由此可见,超声弹性成像能够对乳腺中的囊性肿块与实质性肿块客观地进行区分。

本研究表明,超声弹性成像在区分乳腺中的囊性肿块与实质性肿块中,与病理结果有较好的一致性,在乳腺常规超声中表现为弱回声肿块的诊断中具有重要价值,能够为临床诊断提供重要的信息。

参考文献

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[4]罗葆明,欧 冰,冯 霞,等.乳腺疾病实时组织弹性成像与病理对照的初步探讨[J].中国超声医学杂志,2005,21(9):662-664.

(收稿日期:2010-08-12 修回日期:2010-09-06)

超声弹性成像技术的临床应用 篇3

1超声弹性成像技术分析

超声弹性成像技术的基本原理是对组织结构施加外部或内部的静态或动态激励, 在生物力学和弹性力学等规律制衡下, 组织会产生相应变化, 比如速度分布、位移和应变差异, 在处理过程中以成像技术与信号处理技术估算组织结构的内部特征, 将模量力学属性差异估算出来, 其成像可以分为2种:组织成像和血管内成像。

1.1在估算血管的运动情况时, 成像技术利用血管内血压变化与挤压情况得出估算结果, 可以清楚的计算出血管分布的情况。血管内成像技术可以估算出粥样斑块的组织成分, 能够准确评价出形成血栓的硬度及时间, 可以评价斑块易损性, 甚至可以观测出药物治疗的效果, 其临床价值较高。

1.2组织成像技术采用准静态或静态组织激励的方式, 利用探头挤压板设备, 沿探头纵向压缩组织结构, 给组织结构施加微小应变力。应根据不同组织结构的弹性标准, 增加交变震动, 改变其原有形态, 能够将时间段内的信号收集归拢, 并且可以将组织结构内部位移情况估算出来, 从而得出组织变形程度。

2超声弹性成像技术临床应用研究

2.1在治疗乳腺病时, 笔者用评分法得出结论, 在100例乳腺病评分研究中, 病情1分到2分的患者, 有88%为良性病灶, 在该分数内的患者其乳腺病的变硬程度较小, 可以确定超生弹性成像技术有助于诊断乳腺病。由于近年来弹性成像技术广泛应用于乳腺病变的治疗中, 我国很多学者通过大量的临床实践研究, 总结出超生弹性成像技术可以广泛应用在乳腺病诊断中, 并且该技术取得了十分好的诊断效果。笔者通过临床实践, 对比二维灰阶联合彩色多普勒超生诊断技术与超生弹性成像技术的差别, 在检验过程中发现, 超声弹性成像技术更具准确性, 并且其可以有效诊断出乳腺疾病病变情况, 可以准确诊断出病变的特异度和敏感度。而采用二维灰阶联合彩色多普勒超生诊断技术, 则可以发现其诊断的准确性、特异性与敏感度都比超生弹性成像技术要低[2]。所以, 超生弹性成像技术更适于诊断乳腺疾病。本文参考相关专家研究结果得出, 采用新型评分标准对乳腺病进行超生弹性成像评价研究, 其诊断结果要比传统的评分方法准确值和敏感度要高, 在应用过程中, 新型评分方法可以在一定程度上降低不必要的穿刺活检, 该方法与X线成像方法较为相似, 笔者在对100例患者诊断时发现, 在对比过患者的手术治疗效果后, 比对超声弹性成像技术与X线检测技术情况, 超生弹性成像技术更有利于准确检测出患者病变情况, 其检测的准确值和敏感度也要优于X线检测技术, 因此, 在临床实践中可以广泛应用。

2.2在治疗前列腺疾病时, 超声成像技术利用肿瘤细胞密度与正常前列腺组织密度不同的特点, 可以通过比对前列腺瘤组织弹性和正常组织弹性进行诊断, 这点和UE原理是一样的。笔者参照相关案例得出结论, 实时成像可以检测硬度更大的前列腺组织, 使前列腺穿刺活检的靶向性更强, 笔者在诊断150例前列腺癌病例中, 有123例为患者有阳性反应, 其局部组织的硬度比周围组织要大。在对案例进行分析时, 笔者得出结论, 常规诊断方式与UE联合应用, 可以降低组织活检假阴性, 能够提高前列腺组织活检的敏感度。

2.3相关专家在临床研究中证实, 在检测肝纤维化病变时, 成像技术的运用方式与检测准确值成正比, 运用方法不同直接影响着检测准确度[3]。研究人员选取了若干篇明确报道超声弹性成像技术准确度的论著, 提取文中的关键数据, 并根据其特异性和敏感性展开分析, 结果表明对纤维化五级患者而言, 成像技术的敏感度是87%, 其特异度是91%。对2~4级患者而言, 上述标准分别是70%和84%。当前, 国外临床研究认为超声弹性成像技术是新型的无创肝纤维化诊断手段, 其可以取代活检诊断肝纤维化的地位, 但是仍需多宗临床研究证实其可应用性。

2.4在临床实践中能够得出结论, 在用成像技术评价心肌功能时, 其评价情况较为特殊, 成像技术采取激励自身心脏舒张和收缩的办法, 将组织套头径向位移的情况估算出来, 从而将心肌应变能力和应变参数时间与空间变化情况估算出来, 它可以客观准确的定量评价局部心肌的功能, 具有分辨率高、重复性高、精度高和角度无关性等特点, 可以应用在心肌缺血和心肌梗死临床治疗中[4]。

3未来前景展望

虽然超声弹性成像技术的局限性较强, 该技术在操作时经常会受到人为因素的制约, 例如人为调控振动频率和施加力度等, 同时由于深部肿瘤受力情况要明显高于外部肿瘤, 因而会对检定结果造成影响。超声技术不仅在诊断肿瘤病变情况时有较高的应用价值, 还可以在肿瘤病变早期将其检测到, 可以达到提前预防、及早控制病情的作用[5]。相信在不久的将来, 随着我国医疗技术的不断发展, 三维超声弹性成像技术必定会更具可靠性与安全性, 为治疗肿瘤病变提供更多可能。

4总结

超声弹性成像是一种新型成像技术, 其扩充了超声诊断理论的内涵, 解决了常规超声中存在的不足之处, 更加生动的定位、显示病变, 可以准确的检查病变情况, 完善了传统的超声技术, 在临床诊断中逐渐体现出技术的独特价值[6]。同时由于我国医疗水平与科学技术的不断进步, 超声弹性成像技术的应用越来越广泛, 并且其技术可靠性不断得到增强, 相信在不久的将来, 超声弹性弹性技术必定会迎来新的革命式发展, 其技术优势必定会受到更多医务人员和患者的认可。

摘要：超声弹性成像是一种全新技术, 可以估算出组织结构内的具体情况, 直接或间接的反应出组织结构内的弹性力学属性差异, 从而更直观的显示出定位病变情况。当前其研究的主要方向集中在甲状腺、乳腺、血管壁及肝脏等病变部位, 本文结合该技术的特点, 研究其临床应用问题。

关键词：超声弹性成像技术,临床应用

参考文献

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弹性成像论文 篇4

【关键词】 超声弹性成像 常规超声 乳腺良恶性病变 诊断

【中图分类号】 R730.41 【文献标识码】 A 【文章编号】 1671-8801（2014）03-0331-01

超声弹性成像与常规超声在对乳腺良恶性病变诊断中各有特点及优势，本文主要对2012年11月-2013年11月本院确诊为乳腺良性病变150例患者应用超声弹性成像与常规超声联合诊断的资料进行分析，并报告如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

资料随机选自2012年11月-2013年11月本院确诊为乳腺良恶性病变患者150例，将其随机平分为研究组和对照组。其中，研究组75例，年龄22-38岁，平均年龄（24.2±4.3）岁，病程1-2年，平均病程（1.2±0.5）年；对照组75例，年龄21-42岁，平均年龄（24.1±4.0）岁，病程1.2-2.3年，平均病程（1.3±0.1）年，两组患者在年龄、病程资料上进行对比，差异无统计学意义（P>0.05），有可比性。

1.2 仪器与方法

采用GE--Voluson E6超声仪对两组患者进行诊断，探头频率设置为5.2-10.1MHz。其具体诊断措施如下：对照组应用常规超声进行诊断，观察患者病灶形态、后方回声以及内部回声等情况，并对血流阻力指数进行测量。研究组则在对照组常规诊断的基础上应用超声弹性成像，使用双幅模式显示灰阶图和弹性图，将压力指数设置为3-4。分别观察两组患者乳腺肿块数量以及病灶误诊次数，将两组诊断情况进行对比。

1.3 统计学分析

本文数据应用SPSS17.0软件包完成统计分析，计数资料采用x2完成检验，当P<0.05，表示在差异比较上具有统计学的意义。

2 结果

2.1 两组患者乳腺肿块诊断情况

对照组应用常规超声岁乳腺良恶性病变患者乳腺肿块情况进行诊断，且以诊断的敏感性、特异性以及准确性作为诊断评价标准。诊断结果显示，研究组乳腺肿块诊断的敏感性为85.33%（64/75）、特异性为92.00%（69/75）、准确性89.33%（67/75）；研究组应用超声弹性成像联合常规超声进行诊断，其乳腺肿块诊断敏感度为93.33%（70/75）、特异性为94.66%（71/75）、准确性为96.00%（72/75），两组患者乳腺肿块诊断，研究组诊断敏感性、特异性以及准确性均明显高于对照组，有统计学意义（P<0.05）。

2.2 两组患者病灶误诊率情况

150例乳腺良恶性病变患者中，恶性病变50例，良性病变100例。对照组应用常规超声诊断，研究组采用超声弹性成像联合常规超声诊断。诊断结果显示，对照组50例恶性病变中误诊8例（16.00%），100例良性病变中误诊9例（9.00%）；研究组50例恶性病变中误诊2例（4.00%），100例良性病变中误诊3例（3.00%）。两组病灶误诊率对比，研究组7.00%的误诊率明显低于对照组25.00%的误诊率，有统计学意义（P<0.05）。

3 讨论

乳腺病变是危害女性健康的主要疾病，病变症状通常表现为乳腺癌、乳腺囊肿、乳腺增生以及乳腺炎五大类型[1]。其致病因素复杂多样，一般情况下由女性全身或者局部免疫力下降、乳腺组织导管结构退行性病变以及雌性激素作用过度活跃刺激引起，好发病期在18至25岁之间，属女性常见病多发病的一种[2]。因此，早期对女性乳腺良恶性病变进行诊断是采取有效治疗方式的基础。随着医学的发展，超声弹性成像与常规超声的应用为女性疾病的诊断进一步提供了检查手段，为乳腺良恶性病变的诊断提供了充分的条件。

超声弹性成像在诊断时可提供常规超声无法取得的组织器官等方面弹性信息，其诊断原理是利用超声探头对人体软组织进行压缩，并比较压缩前后超声射频信号[3]。同时，显示软组织硬部信息，由此对乳腺恶良性病变进行鉴别诊断。有效的提高了对患者病灶诊断的敏感性、特异性以及准确性。常规超声则通过介质对声速的直线性传播，并以各介质相同的声衰减值而成像，但多数情况下声衰减值相同较难满足。因此，造成声像图上亮度、位置以及形状的失真，导致病灶诊断中出现误诊漏诊等现象。

本次研究中，研究组应用常规超声联合超声弹性成像进行诊断，对照组应用常规超声进行诊断，诊断结果显示，对照组85.33%的敏感性、92.00%的特异性以及89.33%的准确性明显低于研究组93.33%的敏感度、94.66%的特异性以及96.00%的准确度，两组患者诊断敏感性、特异性及准确性进行对比，差异有统计学意义；研究组7.00%的误诊率明显低于对照组25.00%的误诊率，两组患者误诊率进行对比，差异有统计学意义。

综上所述，应用超声弹性成像联合常规超声对乳腺良恶性病变进行诊断，具有高敏感性、特异性以及准确性优势，有效的提高了疾病的诊断率，应加强临床诊断应用。

參考文献

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超声弹性成像基本原理及临床应用 篇5

关键词：超声弹性成像,原理,技术,临床应用

超声弹性成像技术能够获得组织内部的弹性分布的定量信息,是近年来医学超声成像的研究热点,作为一种全新的成像技术,它扩展了超声诊断理论的内涵,拓宽了超声诊断范围,能更生动地显示、定位病变及鉴别病变性质,使超声技术更为完善,被称为继A型、B型、D型M型之后的E型模式。现将超声弹性成像技术的基本原理,分类及技术应用简述如下。

1 超声弹性成像的基本原理

超声成像的基本原理是对组织施加一个内部(包括自身的)或外部的动态或者静态/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、速度等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。实时组织弹性成像将激励后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激励后位移变化幅度大,显示为红色;弹性系数大的组织受激励后位移变化幅度小,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,借其反映组织硬度。有实验研究表明弹性成像能有效分辨不同硬度的物体,反映物体与周围组织相比较的硬度相对值。

2 超声弹性成像的相关技术

2.1 压迫性弹性成像

是目前最主要的弹性成像技术,激励是指操作者手法施加一定的压力,比较组织受压前后的变化得到一幅相关压力图,目前应用于临床的日本HI-TACHI公司研发的超声弹性设备即采用压迫性弹性成像。但手法加压人为影响因素较多,施加压力大小及压放频率影响组织应变,为解决这一问题,日本HITACHI开发的仪器显示屏上用数字1-7显示压力与压放频率的综合指标。

2.2 间歇性弹性成像

组织所受的激励是一个低频率的间歇振动,造成组织的位移,然后用组织反射回来的超声波去发现组织的移动位置。通过这种方法得到组织相对硬度图,此种方法不依赖于操作人员,重复性好,但仪器比较复杂,价格昂贵。

2.3 振动性弹性成像

此种激励是一个低频率的振动作用于组织并在组织内传播,产生一个振动图像并通过实时多谱勒超声图像表现出来。振动性超声成像是最新的弹性成像技术,目前研究处于初始阶段,仅对离体组织有实验研究。

3 超声弹性成像的分类及临床应用

3.1 组织超声弹性成像

又称静态/准静态的超声弹性成像,狭义的超声弹性成像仅指这种成像方法。采用静态/准静态的组织激励,沿探头纵向压缩组织,根据各种组织弹性系数不同,施加激励后组织产生应变也不同,对组织受压前后反射的回波信号进行分析,估测组织硬度。组织超声弹性成像目前主要用于以下四个方面:

(1)鉴别肿瘤的良恶性:组织超声弹性成像可有效鉴别肿瘤良恶性,对于恶性肿瘤诊断具有较高特异性和敏感性,目前广泛应用于乳腺、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。研究表明超声弹性成像诊断乳腺恶性肿瘤的敏感性、特异性、准确性、和阳性预测值分别为48.3%、95.6%、77%、87.5%。

(2)早期发现恶性肿瘤:pesavento通过260例前列腺癌病人的研究表明,弹性成像能够获得76%的灵敏性和81%的特异性,而普通超声显像只能获得34%的灵敏性。

(3)监测高强度聚焦超声及射频消融治疗:由于高强度聚焦超声或射频消融治疗的热损害形成过程中,组织的弹性模量也将改变,因此可以监测治疗过程及评价治疗效果。

3.2 血管弹性成像

利用气囊、血压变化或者外来挤压来激励血管,估计血管的运动位移,得到血管的应变分布,从而表征血管弹性,估计斑块组成成分,评价斑块易损性等。

3.3 心肌弹性成像

是一种特殊的组织弹性成像方法,采用的激励是自身的心脏收缩-舒张,估计组织位移,得到心肌的应变。心肌弹性成像能对局部心脏功能进行准确客观的定量评价,具有高精度、高分辨率及很好的重复性,可用于心肌梗死和心肌缺血的定位。

4 局限及展望

超声弹性成像存在一定局限性,操作过程中受到操作者主观因素的影响,包括施力度的大小、振动频率等,而位于深部的肿瘤所受的压力要低于位于浅表者,影响检测结果。超声不但在鉴别肿瘤良恶性,早期发现恶性肿瘤及介入治疗监测上将会得到更广泛的应用,而且在不远的将来实现三维超声弹性成像,甚至可望借用超声显微镜技术实现细胞水平的弹性成像,进行生物组织的复杂力学特性研究与成像,利用超声弹性成像进行人体仿生材料的研制等等,应用前景非常广泛。

参考文献

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弹性成像论文 篇6

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院2012年10月至2013年5月期间所收治乳腺肿块患者86例作为研究对象, 患者均为女性, 年龄在25~65岁范围内, 平均年龄为 (40.62±11.47) 岁。上述患者均经过常规二维超声检查, 发现病灶97个, 肿块径线大小为0.54~4.21 cm, 平均大小为 (1.6±1.13) cm。

1.2 仪器和方法

使用日立HI VISION Avius彩色多普勒超声诊断仪, 线阵探头频率7.5~10 MHz, 具有实时组织弹性成像技术 (KTE) 。操作方法:首先是二维超声仪对患者双侧乳腺进行多切面扫查, 确定肿块位置, 测量肿块大小范围, 观察肿块形态、边界、内部回声、有无钙化灶等指标, 以及同侧腋窝淋巴结是否出现肿大等状况。其次, 应用彩色多普勒对患者乳腺肿块周围与肿块内部血供情况进行观察, 测量血流速度、阻力指数。三是加用弹性成像, 取样框大于病灶范围, 包括皮下组织、腺体组织和部分胸肌组织, 使病灶居于取样框中央部位, 采用徒手加压法, 手持探头在病灶部分做微小、中等速度振动 (加压–减压) , 保持振动方向与胸壁垂直, 仪器显示屏上的压力数多控制在2~3级为宜。

1.3 弹性图硬度分级标准

弹性成像系统以彩色编码显示不同组织的弹性大小, 绿色表示取样框内组织的平均硬度, 红色表示比平均硬度软, 蓝色表示比平均硬度硬。目前临床广泛应用的是Ueno等推荐的硬度分级标准[1], 该方法根据低回声病灶区显示的不同颜色, 将病灶表现分为5级:1级, 病灶区域整个变形明显, 病灶表现为均匀的绿色, 与周围乳腺组织相同;2级, 病灶区域大部分扭曲变形, 病灶表现为蓝绿相间的“马赛克”状;3级, 病灶区域的边缘扭曲变形, 病灶中心为蓝色, 周围部分为绿色;4级, 整个病灶区域没有明显变形, 整个病灶表现为蓝色;5级, 病灶区域及其周边没有明显变形, 表现为整个病灶及其周边组织均为蓝色。

2 结果

2.1 本组病例中二维超声诊断乳腺良恶性肿块分布为:

良性57个, 恶性24个, 从而可以看出97个病灶, 常规超声检出率为83.5%。

2.2 病理分型:

良性病变64个, 其中乳腺纤维瘤33个, 囊性增生病变20个, 乳头状导管瘤8个, 脂肪瘤3个;恶性病变33个, 浸润性导管癌30个, 髓样癌2个, 硬癌1个。

2.3 弹性图硬度分级结果:

组织弹性1~3级为良性病变, 4~5级为恶性病变。在病理诊断64个良性肿块中, 组织弹性评分1~3级者61个;33个恶性肿块中, 组织弹性评分4~5级29个。

利用统计学相关理论对本组病例进行有效性分析与研究, 得出结论, 常规二维超声诊断肿块准确率为83.5%, 误诊率16.5%;弹性成像诊断乳腺肿块准确率92.7%, 误诊率7.3%。由此得出, 结合超声弹性成像技术, 使超声诊断敏感性得到提高。

3 讨论

常规二维超声对乳腺肿块的发现和诊断与病变的大小、深度及所在的乳腺背景回声类型有一定关系, 对较小的病灶显示率低, 有一定的局限性。弹性成像技术提供了组织弹性差异这一新的力学属性, 由于某些病变组织与正常组织间的弹性系数的变化较之与常规超声的声阻抗差大几个数量级, 故可以发现常规超声图像上显示模糊不清的病变[2]。本组病例中, 有1例浸润性导管癌, 二维超声发现1个病灶, 径线1.4 cm, 而弹性成像发现其周边有1个浸润病灶, 径线0.5 cm。由此可见, 超声弹性成像在二维超声检查基础上增加了新的可以反映病灶的信息, 提高了诊断准确性。

部分乳腺病变在常规超声中显示为低回声局限性结节, 加用弹性成像显示为1级, 说明其硬度与周围组织相近, 提示良性病变, 避免了不必要的组织活检。本组病例中, 发现1例低回声小结节, 径线0.6 cm, 边界不规则, 弹性成像提示病变为良性。对常规二维图像上边界不清, 形态不规则的良性病变、部分炎性病变的准确性有很大帮助, 提高了诊断特异性。

弹性成像的假阳性和假阴性是造成误诊的主要原因, 乳腺肿块的特殊组织学改变可能直接影响到超声弹性成像的诊断特异性。部分特殊类型的乳腺肿块, 如髓样癌、黏液癌及一些内部合并坏死、液化的恶性病灶, 影响弹性成像的准确性[3];另外较大的病灶, 由于缺乏病灶与周围组织的对照, 无法准确评价其应变, 因此使诊断的准确性下降;从病理结果分析, 引起良性病变硬度增加, 造成弹性成像假阳性, 如纤维腺瘤合并钙化灶, 硬化性腺病, 导管乳头状瘤合并梗死、变性等。因此, 弹性成像技术和常规二维超声相结合, 对诊断的准确性有很大帮助。

4 结论

超声弹性成像在乳腺肿块诊断中有较高的准确性, 其准确度高于常规二维超声, 与常规二维超声和彩色多普勒超声联合起来进行综合诊断, 将有助于提高乳腺良恶性病变的鉴别诊断的的准确率, 弹性成像作为一种全新成像技术, 拓展了超声诊断范围, 弥补了常规超声的不足, 具有广阔的临床应用前景。

参考文献

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[2]张缙熙, 姜玉新.浅表器官及组织超声诊断学[M].北京:科学技术文献出版社, 2010:155.

弹性成像论文 篇7

1 弹性成像技术的原理及分类

TE及ARFI技术是将聚焦声脉冲作用于组织感兴趣区, 使其产生瞬时的纵向压缩和横向振动, 以前者为基础对组织进行弹性成像, 称为声触诊组织成像技术 (virtual touch tissue imaging, VTI) ;后者以剪切波的形式向周边传播, 利用相邻波峰时间差计算剪切波速度 (shear wave velocity, SWV) , 称为声触诊组织定量 (virtual touch quantification, VTQ) , SWV越高表示所测组织越硬。TE属于一维瞬时弹性成像系统, 无声像图引导, 而ARFI一般整合于常规的二维超声系统中, 更有利于对感兴趣区的定位。

SSI通过对声脉冲的精确控制, 首先以超音速的速度在组织的不同深度连续聚焦增加剪切波的产生, 将获得的超高时间分辨力图像进行彩色编码合成组织弹性图, 最后定量测量反映组织弹性的杨氏模量值[10]。

RTE需要检查者手持探头以固定的振动频率向组织施压, 比较加压过程中同一层次的正常组织及病变组织的弹性应变率, 然后用不同颜色表示其相对硬度。

MRE利用运动敏感梯度的作用获取组织在外力作用下的质点位移及MR的相位图像, 得出组织内各点的弹性系数分布图, 以组织弹性力学参数作为诊断依据[2,3,4,5,6]。它较超声弹性成像具有成像适应证广、不受体型及操作者技术的限制、可以大范围观测弹性值的优势。

通过二维超声等影像学方法观察肾脏的大小、形态结构及血流动力学变化等特征, 临床对肾脏疾病的定性诊断已经获得很大的进步。然而, 对于早期肾脏疾病的改变则缺乏较高的敏感度和特异度。新兴弹性成像技术可以通过肾脏组织硬度的变化了解病理组织学改变, 从而间接评价肾脏功能改变, 其在评价肾脏硬度方面的优势已经得到初步肯定。

2 正常肾脏

由于患者的体型、脏器或病变位置的差异, 腹部疾病的弹性成像研究可能出现不同个体间测量深度的差异。分析肾脏解剖位置发现, 从侧腹壁检查时主要路径是脂肪, 从后背部检查时主要路径是肌肉, 从肋间隙检查时会穿过肝, 这些因素均会对肾脏的弹性测量值产生影响。对于ARFI中VTQ测量的深度和介质因素的影响, 薛立云等[11]选用猪的离体组织并分别以脂肪、肌肉和肝作为介质, 发现深度越大物体SWV越小, 不同介质下物体SWV之间有显著差异。然而, 俞清等[12]在研究影响RTE测量因素的模型中发现, 随着物体放置深度的增加, 弹性分级相应地增加。尽管ARFI与RTE均受深度的影响, 但原理不同。RTE技术经探头施加外力使组织产生形变, 通过定性或半定量参数评估组织的硬度, 在相同外力作用下, 被测物体越深, 越不容易产生形变, 即弹性成像诊断表现为评分相对更高, 提示组织硬度更大。因此, 在肾脏硬度的弹性评估中, 应尽量选择同一深度以减少深度差异造成的测量误差。

田飞等[13]运用ARFI技术检测380例健康志愿者肾脏皮质、髓质及肾窦硬度, 发现正常肾脏组织不同部位的硬度存在明显差异, 其中肾皮质硬度最大, 其次为髓质、肾窦, SWV值参考范围分别为 (3.33±0.56) m/s、 (2.29±0.20) m/s、 (1.06±0.19) m/s, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 可能与肾脏的内部构成有关:位于肾脏外周的肾皮质主要由结构致密、血管丰富的肾小球组成, 因此硬度较大;肾髓质的集合管内由于含较多液体表现为相对较小的硬度;而肾窦由于内部肾盏、血管、神经等结构排列疏松, 硬度最小。徐建红等[10]采用SSI技术研究发现肾脏下段皮质部杨氏模量值大于髓质部, 得出正常肾脏皮质硬度大于髓质的结论。然而, Arda等[14]使用SSI测量127个健康志愿者肾脏硬度, 得出肾盂硬度明显高于皮质的结论。对于上述不同结论, 仍需要增加样本量进一步分析, 从而获得对肾脏硬度的一致性认识。此外, 田飞等[13]研究发现, 不同侧别、性别、年龄、体重指数受试者的SWV值差异均无统计学意义。付慧君等[15]研究得出相似结论, 并且发现操作者间及同一名操作者前后测量的肾脏实质SWV差异无统计学意义, 由此认为声触诊组织定量分析肾脏硬度具有重复性好、测值稳定的优势。

3 血流动力学对肾脏硬度的影响机制

目前国内外很多关于慢性肝病的研究表明, 门静脉高压、脾硬度增大均提示血流动力学对组织硬度的潜在影响, 因此推断肾脏纤维化可能也继发于肾血流动力学改变[16,17,18,19]。Warner等[20]通过在猪体内分别建立急性、慢性肾动脉狭窄模型, 采用MRE测量猪模型的肾脏硬度变化, 发现无纤维化的猪肾皮质硬度伴随血流急剧下降而减低, 掩盖了早期纤维化本应硬度增加的表现。当然, 上述结果也提示肾皮质硬度下降可能是灌注不足的重要指标, 之后研究者对照皮、髓质硬度改变, 发现髓质硬度更不易受肾灌注的影响。分析肾脏解剖发现, 肾脏血管系统大都位于肾皮质, 肾血管阻力也主要表现在皮质微血管。肾髓质血供一般较少依赖于流体静压, 因此皮质硬度受灌注压的影响较大。而Gennisson等[21]应用SSI技术选择猪作为对象研究肾实质硬度与组织异向性、血流灌注压和尿道压水平的关系时发现, 结扎肾静脉导致血流灌注压升高后肾脏硬度明显增大;相反, 结扎肾动脉导致血流灌注压降低后肾脏硬度则明显下降, 上述改变也均出现在肾皮质, 与Warner等[20]的观点一致。目前对于血流动力学与肾脏硬度改变的相关性研究均处于探索阶段, 进一步人体方面的大样本研究还有待开展。

4 肾脏弥漫性病变

4.1 慢性肾病

临床上肾小球疾病占弥漫性肾病的95%以上, 慢性肾病表现为进行性肾小球硬化、肾小管萎缩、肾间质纤维化和肾功能恶化。目前临床上缺乏可靠、无创、定量评估慢性肾病病理改变的方法。傅宁华等[22]采用ARFI研究发现, 随着肾功能损害程度的加重, 肾皮质区SWV逐渐减低, 提示肾脏硬度降低。而李萍等[23]通过VTQ测量Ig A肾病, 认为随着Lee病理分级程度的加重, 弹性指数值不断增加, 即硬度增加。Derieppe等[24]通过SSI测量大鼠肾纤维化模型, 发现硬度值与蛋白尿、肌酐值呈显著正相关 (r=0.639, P<0.001) , 即肾脏损伤越重, 硬度值越大。随着慢性肾病的不断进展, 对于肾脏硬度的改变, Wyss等[25]通过AFM原子力显微镜测量细胞杨氏模量, 发现诱导的肾小球疾病模型硬度下降, 与之前普遍认为的疾病早期肾脏硬度正常或由于纤维化轻度增加的想法不符, 其原因可能为肾小球硬度的降低引起顺应性的增加, 更容易导致肾小球毛细血管扩张, 内部细胞活素如转化生长因子β等会在此进程中通过促使基质和成纤维细胞增生使肾小球硬化, 可以作为肾脏纤维化前期降低硬度的补偿, 同时也解释了疾病早期肾小球硬度正常的原因。

Pozzi[26]分析Wyss等[25]的研究认为, 目前公认的细胞和组织的机械特性随疾病进展的改变是疾病发展的结果, 而且机械特性的改变早于形态学改变, 这与肝脏相应的改变早于纤维化一致, 可塑性的增加, 即所观测到的硬度降低可能是早期肾病的特征。这种改变使得肾小球更容易受血流动力学损伤的影响而发生细胞凋亡, 最终导致组织硬化。

4.2 慢性移植肾肾病

慢性移植肾肾病 (chronic allograft nephropathy, CAN) 是移植术后移植肾衰竭最重要的原因。目前CAN的临床诊断主要依靠移植肾活检, 但即使在超声定位引导下进行, 肾活检仍然有造成移植肾损伤的风险。

Syversveen等[27]对30例成人移植肾患者检测发现, VTQ无法显著区分无纤维化和轻度纤维化的移植肾, 不同观察者间测得的VTQ数值差异较大, 且无法证实VTQ是否能够反映移植肾纤维化随时间的变化。Lee等[28]通过小样本研究发现MRE测量的中度纤维化的平均硬度较轻度纤维化有升高的趋势, 但与无明显纤维化比较, 轻度纤维化硬度更低, 其原因尚未阐明。Arndt等[29]研究认为TE最有前景的应用是追踪移植肾实质结构随时间的改变, TE连续显示的硬度改变有助于说服部分肌酐稳定的患者接受诊断性活检, 但在移植肾功能恶化的情况下, TE不能取代活检, 并且肾实质硬度与间质纤维化程度呈明显正相关, 与肾小球滤过率呈负相关。

Stock等[30]将18例病理证实的CAN患者的VTQ值与彩色多普勒超声检测结果进行比较, 证实VTQ值 (r=0.465, P=0.026) 、RI值 (r=0.563, P=0.015) 均与移植肾纤维化程度相关, 但两者间无明显相关性 (r=0.034, P=0.904) , 推测两者是解释移植肾纤维化的两个独立因素。后续研究[31]进一步发现, 在CAN、急性肾小管坏死及环孢素毒症肾病均表现为RI增高的疾病中, 通过病理证实只有发生急性T细胞介导的CAN显示ARFI均值增大约15%, 这对CAN的鉴别诊断有很大帮助。赵静等[32]研究发现, VTQ均值与GFR呈负相关, 与移植肾弓形动脉RI则无显著相关性, 而RI与GFR无显著相关性。但Ozkan等[33]通过RSE测量移植肾皮质的应变率, 发现肾实质硬度与彩色多普勒超声阻力指数和搏动指数呈明显正相关 (r=0.41, P=0.007;r=0.48, P=0.001) , 只是观察者间的差异较大。上述矛盾可能与弹性成像原理不同有关, 而且上述研究样本量均较小, 应扩大样本量进一步研究。

5 肾脏局灶性病变——肿瘤

Clevert等[34]对15例肾肿瘤患者进行VTQ检测, 与病理结果比较, 认为VTQ能够提高病理类型未知的肾肿瘤的诊断率。董秀娟等[35]应用VTI灰阶弹性成像研究发现, 20例透明细胞癌的内部回声均不均匀, 其中18例瘤内以白色为主, 主要因为透明细胞癌易发生出血坏死和囊变, 使瘤体内部弹性不一、硬度下降。Tan等[36]通过RTE鉴别错构瘤和肾细胞癌, 发现前者弹性分型以1、2型为主, 后者则以3、4型为主, 两者弹性模量和应变率均有明显差异, 测量一致性也较好。闻捷先等[37]通过对120个经手术和病理证实的肾肿瘤行VTQ检查, 分别比较SWV值和SWV比值 (肿瘤/肾皮质) , 结果显示SWV值可以反映肾肿瘤的硬度, 良性肿瘤的硬度小于肾皮质, 而SWV比值由于减少了深度对测值的影响, 较SWV值更有意义, 在良、恶性肿瘤的鉴别诊断中具有一定的价值。

弹性成像论文 篇8

1 资料与方法

1.1 弹性成像模型

使用Elasticity QA Phantoms (the model 049, CIRS, Norfolk, Virginia, USA) 。Elasticity QA Phantoms由均质的背景和包埋在其内的球体构成 (图1) , 球体共有4组, 每组2个, 直径分别为2 cm和1 cm, 背景和球体均由固态均质材料 (Zerdine) 组成, 背景材料杨氏模量值为25 k Pa, 4组球体杨氏模量值依次为8 k Pa、14 k Pa、45 k Pa、80 k Pa。杨氏模量值与SWV的关系可以表示为以下公式:

其中E表示杨氏模量值, ν表示泊松系数, ρ表示密度, 背景及球体弹性材料泊松系数为0.5, 密度约为1.0 g/cm3, 此时背景及4组球体SWV分别约为2.89 m/s、1.63 m/s、2.16 m/s、3.87 m/s、5.16 m/s[7] (图2) 。本研究利用模型球体间均质背景材料探讨探头不同频率及取样线不同深度和角度对SWV的影响。

1.2 仪器与方法

使用Acuson S2000 system (VB10D, Siemens Healthcare, Erlangen, Germany) , 凸阵探头频率1~4 MHz, 测量SWV最大深度为8 cm, 线阵探头频率4~9 MHz, 测量SWV最大深度为4 cm。为使取样线在准确的角度下取值, 需制作1张刻度纸。取透明塑料纸1张, 比照超声仪显示器工作界面描绘出扇形界面左右缘, 并延长成角。使用量角器绘出角分线, 再以角分线为中线 (0°线) 向左侧每隔15°绘制一分隔线, 依次为左15°线、30°线、45°线, 然后贴于超声仪显示器上。

利用弹性成像模型球体间均质背景, 使用不同探头, 改变取样线角度及深度, 测量不同感兴趣区SWV。 (1) 使用凸阵探头, 取样线角度分别取0°、1°~15°、16°~30°、31°~45°, 感兴趣区深度从浅至深依次取1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm、6 cm、7 cm、8 cm, 共选取32个感兴趣区, 每个感兴趣区取值20次, 共测量SWV 640次。 (2) 使用线阵探头, 感兴趣区深度从浅至深依次取1 cm、2 cm、3 cm、4 cm, 共选取4个感兴趣区, 每个感兴趣取值20次, 共测量SWV 80次。

1.3统计学方法

采用SPSS 16.0软件, 角度和深度对SWV的影响采用两因素析因设计的方差分析;多组间SWV比较采用单因素方差分析, 方差齐时两两比较采用SNK检验, 方差不齐时两两比较采用Dunnett T3检验, P<0.05表示差异有统计学意义。

计算变异系数 (CV) 比较各组测量值重复性, CV越大, 说明测量值离散度越大, 测量重复性越差;反之, CV越小, 说明测量重复性越好。测量均值越接近标准值, 同时CV越小, 则此条件下测值越准确。

2 结果

2.1 不同频率探头SWV测值比较

凸阵探头0°条件下1~4 cm各深度SWV与线阵探头下各深度SWV比较差异均有统计学意义 (P<0.05) ;凸阵探头在1~3 cm时, 测量均值高于标准值;4 cm时, 测值均值略低于标准值;线阵探头1~4 cm测值均低于标准值 (图3) 。

2.2 低频时不同深度及角度下SWV测值及CV比较

使用凸阵探头时, 深度和角度对SWV影响均具有统计学意义 (F=85.87, P<0.01;F=35.96, P<0.01) , 且两者影响具有交互作用 (F=17.63, P<0.01) (图4) ;0°与1°~15°间SWV比较差异无统计学意义 (P>0.05) , 其余组间差异均有统计学意义 (P<0.05) , 且0°与1°~15°下SWV更接近标准值2.89 m/s。0°各深度组, 部分两两比较差异有统计学意义 (P<0.05) , 同时, 4 cm与7 cm时测得的SWV均值最接近标准值, 但4 cm时CV (2.2%) 小于7 cm时的CV (3.4%) , 5 cm时SWV均值与标准值差异最大。见表1及图5。

2.3 高频时不同深度SWV测值

使用线阵探头, 各深度组SWV测值差异均有统计学意义 (P<0.05) , 1 cm时测值最接近标准值, 4 cm时测值均值与标准值差异最大 (表1、图6) 。

注:SWV:剪切波速度;CV:计算变异系数;“-”为无数据

3 讨论

以往, 肝纤维化及肝硬化程度分级主要依靠肝组织活检, 由于是有创检查, 可能伴发出血、感染等并发症, 患者不易接受[8]。VTQ作为一种无创评估组织软硬质地的检查方法, 可以测量感兴趣区SWV, 从而评价感兴趣区组织软硬质地情况。VTQ通过超声探头发射声脉冲波致感兴趣区组织发生反复的微小形态变化, 在感兴趣区形变的过程中, 产生横向传播的剪切波, 再利用探头通过接收回波信号计算SWV。SWV与组织硬度呈正相关, SWV越高, 则反映组织越硬。

VTQ广泛用于腹部实质性脏器疾病诊断, 但在临床应用中发现, SWV测量受多种因素的影响, 如呼吸运动、心脏搏动、感兴趣区深度和角度等[9,10], 导致测量结果准确性降低。本研究利用弹性成像模型探讨超声波频率、感兴趣区深度及取样线角度对SWV的影响。

本研究结果显示, 线阵探头1~4 cm各深度测值与凸阵探头在取样线角度为0°时1~4 cm各深度测值差异均有统计学意义, 说明探头频率对SWV测值有影响。两种探头测值总体上均表现为随深度增加逐渐减低的趋势, 线阵探头各深度测值均小于凸阵探头。从浅至深, 线阵探头各深度测值均为低估, 1 cm处测值最接近标准值, 而凸阵探头测值由高估逐渐转变为低估, 在4 cm处测值最接近标准值。

使用凸阵探头时, 取样线角度和深度均对SWV测值有显著影响。0°和1°~15°SWV均值较16°~30°、31°~45°均值更接近标准值2.89 m/s, 说明取样线不超过15°时, 角度对SWV影响较小。本研究中0°线和1°~15°线各深度均值较16°~30°线和31°~45°更接近标准值线, 且曲线走势较为一致, 但在7 cm和8 cm深度时, 两角度下均值差异较大, 说明随深度增加, 角度和深度的影响以及两者交互作用越来越明显。同时, 取样线在0°下, 各深度组部分组间SWV差异具有统计学意义, 说明深度对SWV测值有影响, 但影响并不是简单的线性关系。1~5 cm时, 测值由高估逐渐发展为低估;在4 cm时, 最接近标准值;5 cm时, 测值明显低于标准值, 5~8 cm时, 测值由明显低估逐渐接近标准值;7 cm时测值均值与4 cm时相同, 但CV较4 cm时大, 说明7 cm时测值重复性较4 cm时差。取样线在1°~15°时, 同样是4 cm时测值与标准值差异最小, 5 cm时与标准值差异最大。因此, 在使用凸阵探头时, 角度不宜超过15°, 4 cm深时测值较为准确, 此结果与Chang等[11]研究结论一致, 此外, 要尽量避开在5 cm深的位置测量SWV。

使用线阵探头时, 各深度组间SWV差异有统计学意义, 说明深度对SWV测值有影响, 并且各深度SWV测值均小于标准值2.89 m/s, 而1 cm时, 测值最接近标准值, 4 cm深度时, 测值与标准值差异最大, Chang等[11]在其研究中也得出相类似的结论。

总之, 本研究发现探头频率、取样线角度和感兴趣区深度均对SWV有影响。使用凸阵探头时, 取样线偏离中线不宜超过15°, 感兴趣区由浅至深, 测值由高估转变为低估, 在4 cm深时, 测值最接近标准值, 5 cm深时, 差异最大;使用线阵探头时, 各深度测值均为低估, 在1 cm时, 测值最接近标准值, 4 cm时, 差异最大。

摘要：目的 探讨使用不同频率探头、取样线角度和感兴趣区深度对剪切波速度 (SWV) 的影响。资料与方法 利用弹性成像模型, 使用凸阵探头测量SWV时, 取样线角度取0°、1°15°、16°30°、31°45°, 感兴趣区深度取1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm、6 cm、7 cm、8 cm;使用线阵探头时, 感兴趣区深度取1 cm、2 cm、3 cm、4 cm, 对SWV测量值进行比较。结果 两种探头测值间差异有统计学意义 (P<0.05) ;随感兴趣区深度增加, 凸阵探头测值由高估转变为低估, 线阵探头测值则始终表现为低估。使用凸阵探头时, 深度和角度对SWV影响均具有统计学意义 (F=85.87、35.96, P<0.01) , 且两者影响具有交互作用 (F=17.63, P<0.01) ;取样线角度<15°时, 角度对测值影响较小, 4 cm深度测值最接近标准值, 5 cm时偏差最大。使用线阵探头时, 深度对测值影响具有统计学意义 (P<0.05) , 1 cm时, 测值最接近标准值, 4 cm时偏差最大。结论 探头频率、取样线角度和感兴趣区深度均对SWV有影响。使用凸阵探头时, 以取样线不超过15°、深度4 cm时测值较准确;使用线阵探头时, 深度1 cm时测值较准确。

关键词：超声检查,弹性成像技术,声触诊组织量化技术,剪切波速度

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弹性成像论文 篇9

【摘要】目的探讨经直肠弹性成像在诊断前列腺良恶性结节的应用价值。方法选取100例前列腺特异抗原升高，怀疑前列腺癌患者，应用经直肠超声（TRUS）及经直肠弹性成像（TRTE）检查，查找可疑结节行目标活检，并进行12点系统活检，比较恶性结节的检出率。结果：TRUS检出可疑恶性结节58个，其中25例38个恶性结节，检出率55%，TRTE检出可疑恶性结节40个，其中35例38个恶性结节，检出率80%，TRUE和TRUS的恶性结节检出率有明显差异（P〈0.01）结论TRTE能提高前列腺恶性结节检出率，有助于提高超声引导前列腺穿刺的活检检出率。

【关键词】经直肠弹性成像前列腺良恶性结节

【中图分类号】R737.25【文献标识码】B【文章编号】1005-0019（2015）01-0080-01

前列腺疾病是老年男性的常见病和多发病，随着我国老龄人口比例的增加，生活环境，饮食结构的改变，前列腺癌的发病率逐年增加，已成为老年人健康的巨大威胁，提高前列腺癌的早期诊断是改善患者预后，降低死亡率的关键，而常规检查方法会造成一定的漏诊或误诊，经直肠超声（TRUS）引导前列腺穿刺活检是诊断前列腺癌的可靠方法，但各种系统活检方案都有一定的假阴性率，本研究旨在探讨经直肠实时超声弹性成像（TRTE）在诊断前列腺良恶性结节的应用价值，提高超声引导前列腺目标活检的检出率。

资料和方法

1.一般资料

2012年1月至2014年7月，在我院疑诊前列腺癌（PSA值增高）并拟行前列腺穿刺活检的男性患者共100例，年龄56～83岁，平均（64.8±10.3）岁。血清PSA值1.89～200ng/ml，平均（57.5±44.4）ng/ml。患者既往无前列腺穿刺活检史、亦无前列腺或其他部位恶性肿瘤史。100例患者均通过活检获得病理诊断结果。

2.仪器与方法：

2.1仪器：西门子S-2000超声仪，腔内端扫式探头（探头频率5.5～8.5MHz），具备弹性成像定量分析功能，并配有专用金属穿刺引导架。Magnum自动活检枪（美国Bard公司），配套的18G活检针。

2.2方法：患者取左侧卧位，由1位具备经直肠前列腺超声检查经验的医师先行常规经直肠超声检查，将边缘模糊的低回声结节或区域标记为可疑病灶；然后进入弹性成像模式，用双幅显示功能，取样框覆盖整个前列腺，同时观察灰阶超声与弹性成像图。检查时使用经直肠超声探头对前列腺手动施压，通过平稳抖动进行弹性成像，根据成像显示情况来进行压力的适当调整。压力指数2～4时留取图像，参考前列腺弹性评分标准，TRUS显示的可疑病灶内出现局限但稳定的蓝色区或病灶完全为蓝色覆盖以及由TRTE检测到的稳定的蓝色区域均确定为可疑病灶，即为目标活检的靶目标。使用巴德自动活检枪、18G活检针，先对TRUS和TRTE检出的可疑病灶行病灶局部活检取材，后者计为目标活检，根据病灶大小穿刺2～4針不等；然后进行12点系统活检，所有标本标识后送病理检查。

2.3统计学处理：采用SPSS11.5软件进行数据处理，计量数据以X±s表示，组间比较采用卡方检验，P<0.05为差异有统计学意义。

结果

1.手术和病理结果

100例患者中，前列腺腺癌55例，前列腺增生25例，前列腺增生并慢性炎症16例，前列腺慢性炎症4例。

2.TRUS和TRTE的前列腺恶性结节检出情况，100例患者中，TRUS检出可疑病灶76个，病理结果38例46个病灶为前列腺癌，检出率60.5%（46个/76个）；30个病灶为良性，占39.53%（30个/76个），其中25个经TRTE成像后，表现为绿色为主，考虑良性病变占32.9%（25个/76个），病理结果为增生15个，增生并慢性炎症4个，慢性炎症1个，5个TRTE支持前列腺癌诊断.占6.6%（5个/76个），病理结果为增生4个，增生并慢性炎症1个。TRTE检出可疑病灶60个，病理结果46例52个病灶为前列腺癌，检出率86.7（52个/60个），8个病灶为良性，占13.3%（8个/60个），病理结果为增生6个，增生并慢性炎症2个。76个TRUS检出的可疑病灶中，71个TRTE良恶性判断正确，占93.4%（71个/76个）；55个前列腺癌中，TRTE在46例前列腺内找到病灶，占83.6%（46例/55例），其中6例TRUS阴性而由TRTE明确诊断，占10.1%（6例/55例）。TRTE与TRUS的前列腺癌病灶检出率有明显差异（P

3讨论

近年来，随着我国人口老龄化的加剧，人们生活习惯和饮食结构的改变及环境卫生恶化等因素，前列腺癌的发病率明显上升，而前列腺癌的临床症状在早期往往无明显异常表现，发现时大部分已属中晚期，失去了最佳治疗时机，因此前列腺癌的早期诊断十分重要，前列腺穿刺活检术是诊断前列腺癌的金标准，但目前的系统穿刺法，由于缺少目标穿刺，穿刺点数多，引起并发症的可能性就越高，如何提高前列腺癌穿刺检出率而不增加穿刺并发症发生率，是一个一直在探讨的问题。

弹性成像的原理是根据不同组织的弹性系数不同，组织的弹性系数大，其引起的应变相对较小；弹性系数小，其引起的应变相对较大.即将组织受压前后回声移动幅度的变化转化为实时彩色图像，使用不同颜色对不同组织的弹性进行编码，借其反映组织的相对硬度[1]。弹性成像技术提供的组织的弹性信息可增加超声检查对病变硬度的判断能力，在乳腺和甲状腺[2]的肿瘤良恶性鉴别诊断方面的价值已得到肯定。由于良性前列腺增生在组织学上不会引起移行区与周围区组织硬度的明显增加，而前列腺组织癌变后上述区域硬度会有增加。本研究就是应用TRTE对怀疑前列腺癌的患者进行了病灶的查找和良恶性的鉴别。

本研究应用TRTE在100例患者中检出60个可疑病灶，其中46例52个病灶为前列腺癌，而在TRUS检出的76个可疑病灶中仅有38例46个病灶为前列腺癌，TRTE的前列腺癌病灶检出率明显高于TRUS；在TRUS检出的76个可疑病灶中，46个病灶弹性图完全为蓝色或以蓝色覆盖为主，根据弹性评分完全支持前列腺癌诊断，25个病灶弹性图以绿色为主，根据弹性评分考虑为良性；在TRTE检出的60个可疑病灶中，52个病灶与病理结果一致，其中6个病灶TRUS未检出；TRTE检出的60个病灶均成功行目标活检。因此，TRTE能通过对前列腺硬度的评价，发现恶性病变并对TRUS检出的可疑病灶进行良恶性的鉴别，同时确定病灶的位置和范围为目标活检提供明确的靶目标。本组TRUS检出的可疑病灶中，94.5%的病灶良恶性应用TRTE正确区分，纠正了41.7%的假阳性结果，并避免了20.0%的前列腺癌漏诊，表明TRTE的应用可有效提升经直肠前列腺超声技术的诊断效能和引导穿刺的活检效能。但在TRTE检出的60个可疑病灶中，8个病灶TRTE诊断前列腺癌而病理结果为良性，提示应用TRTE诊断前列腺癌也有局限性，分析原因发现：病灶所在前列腺均明显增大，3个病灶较小且偏出弹性施力中线区、1个病灶位于远场均无形变而产生假阳性结果；另55例前列腺癌中有6例TRUS表现为前列腺整体受累，而弹性图无局灶性改变呈假阴性结果，但TRUS依据前列腺整体形态和内部回声改变[7]诊断为弥漫浸润型前列腺癌并不难，且系统活检采用6点方案即可明确诊断而不致造成漏诊。本研究表明：弹性成像技术的前列腺癌病灶检出能力与其组织学类型及部位有关，对可能表现为孤立病灶的结节型和结节浸润型前列腺癌弹性图较易识别；位于探头施力范围的病灶可得到客观的弹性图像，而在前列腺明显增大者，远场或过度偏离中线区的病灶则弹性成像困难，此时应用弹性图来甄别病灶良恶性并不可靠。由此可见，TRTE和TRUS检查结果综合分析颇为重要，一方面可预估弹性成像的应用效能，客观分析弹性图；另一方面可正确选择更适合的活检方案。本研究的目标活检结果表明：TRTE可在84.0%的前列腺癌患者中正确地找到病灶；100%的病灶可成功获得目标活检；87.5%的病例可经目标活检明确的诊断。对本组68例患者而言，获得明确诊断，目标活检穿刺点数明显少于系统活检。

结论

TRTE可提高前列腺癌病灶的检出率，有助于引导目标活检，提高超声引导前列腺穿刺的活检效能，保证前列腺癌检出率的同时避免不必要的穿刺。

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弹性成像论文 篇10

1 机体组织的机械性质

组织弹性是在力的作用下维持自身形态的能力。不同组织间的弹性不一样,如相同大小的力的作用下,脂肪组织比肿瘤组织形变更明显。人体组织在弹性变形阶段,其应力和应变成正比,此比例系数称为弹性模量。

2 超声弹性成像技术

超声弹性成像技术测量肌肉形变应施加的应力或力。应力可通过生理运动产生(如心脏跳动、血管搏动等),外部机械压缩或振动或长时间持续(超声波循环)超声波波束。在弹性力学、生物力学等作用下,组织做出相应反应,如位移、应变、速度分布产生一定差异[3]。随后接收到脉冲反射超声波,检测组织发生形变,组织形变引起超声回波短时间偏移,即组织形变的应力。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观察组织内部情况,掌握组织内部的弹性模量等力学属性差异[4]。

超声弹性成像技术多采用静态/准静态的组织激励方法,探头或一个探头-挤压板装置沿着探头纵向(轴向)压缩组织,给组织施加一个微小的应变。应变弹性成像(SE),声脉冲辐射力成像(ARFI)和剪切波弹性成像(SWE)评估骨骼肌。

3 超声弹性成像与肌肉

被动肌和主动肌弹性测量有难度。目前测量肌肉的技术不能完全隔离肌肉群而测量单个肌肉的弹性,只能测量整个关节、肌肉、肌腱的总值或血管神经复合体的弹性。另外,某些疾病会影响肌肉功能及肌肉测量,如肌肉营养不良、胶原紊乱、脑瘫、慢性骨筋膜室综合征等。改变外界条件能测量肌肉弹性及静态(被动)、动态(如拉伸)和活动的肌肉性能等信息,进而诊断肌肉组织,无须活检。

3.1 被动肌肉弹性

早期许多研究[5]认为,健康人被动肌肉弹性年龄、性别没有显著差异,被动肌肉的弹性测量可靠性比TE、SE差,但ARFI比SSI好[6]。由于缺乏探针定位的一致性、使用的超声弹性成像技术不同、被动的弹性测量标准与超声弹性成像测量标准不一,早期的研究结果比较困难,可靠性较低[7]。超声弹性成像技术测量被动肌肉弹性可能是最简单的方法,但须制定明确的排除标准,如传感器探头方向可影响测量的可靠性、测量神经束破坏或严重纤维化肌肉不一定可靠。此外,羽状肌的测量准确性未知。测量健康肌肉中被动肌的弹性有助于识别异常肌肉或病变肌肉。超声弹性成像技术能识别神经肌肉和肌肉骨骼疾病中异常被动肌肉的弹性,可能最终用于测量治疗痉挛或目标肌肉内其特定区域的弹性。痉挛肌肉评定与治疗直接测量肌肉弹性可以增强治疗效果[8]。被动肌肉弹性可能受疾病、急性疼痛或慢性疼痛影响。超声弹性成像可用于急性肌肉损伤评价或慢性骨筋膜室综合征被动刚度测量。早期研究表明,肌肉中的组织学变化对急性或慢性疼痛的力学性能变化做出反应,可被超声弹性成像检测到。

3.2 主动肌肉弹性

以前主动肌刚度直接测量局限于体外研究,包括肌动蛋白、肌球蛋白等。生物力学研究中,测量活动弹性的能力局限于多个全关节肌肉群,其产生的总力量需数学建模技术分析个别肌肉的性能。目前超声直接测量肌肉收缩弹性的研究有限,如亚极量肌肉失效模式持续等长收缩。识别肌肉疲劳的规范模式有助于诊断疾病(如重症肌无力等神经肌肉疾病),或提供洞察力优化运动员的耐力训练。约40%的肌肉自愿收缩,更大的收缩造成剪切过快的高速剪切波,当前SWE技术很难检出肌肉最大随意收缩程度的微妙变化。

4 讨论

超声弹性成像技术测量肌肉仍处于探索阶段,可检测肌肉损伤早期肌肉性能的细微变化或障碍,早期发现能及时进行运动训练和制定康复策略,并利于医生判断渐进性肌肉障碍的出现时间。实时测量被动肌和主动肌弹性利于制定针对性、个性化康复策略。超声弹性成像可在患者住院康复过程中更准确地测量单位肌肉强度变化,利于医生判断治疗天数、预后情况及设置住院康复周期。超声弹性成像技术测量包括肌肉疾病或肌肉性能的变化,显示即将发生的运动损伤;慢性骨筋膜室综合征患者的实时性非侵入性诊断试验;背部肌肉疼痛康复干预的疗效跟踪;肌肉痉挛干预的纵向效果监测。

超声弹性成像技术使用者须了解其优点、局限性、最新研究和预期效果。超声弹性成像可用于临床测试肌肉弹性,通过测量肌肉的力学性能进一步了解肌肉结构和功能间的相互作用。直接测量有可能量化以前医生主观临床检查测量和诊断,提高诊断可靠性及异常肌肉的治疗效果。超声弹性成像技术为物理医学和康复研究人员提供新工具,促进肌肉性能及其性质的理解。

摘要：超声技术和超声多普勒广泛用于康复医学,衍生出超声弹性成像,可直接测量组织的力学性能,包括肌肉弹性,有助于急性肌肉骨骼损伤和慢性肌筋膜疼痛的诊断、后期康复计划制定、监测影响肌肉-神经肌肉和肌肉-骨骼疾病的相关因素,了解组织功能预后。本文总结超声弹性成像技术(应变弹性成像、声辐射脉冲成像、剪切波弹性成像)在肌肉功能评估中的研究,讨论其基本原理、测量能力的优势和局限性及临床应用。

关键词：超声弹性成像技术,肌肉功能,康复

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