超声弹性成像基本原理及技术

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1、万方数据专题(超声)1bmaticForⅢ％{UltrosoMa)赵子卓罗葆明广州市中山大学附属第二医院超声科(广州510120)内容提要：关键词：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。超声弹性成像原理技术ThePrinCipIeand。rechniqueSOfUItraSOniCElaStOgraphyz】lAozi-zhuoLUoBao-mingDepartm％tofUl缸a∞undiIlMcdcinc，‰dA衔liatcdH

2、ospi协kS啪Yat-Senu伍vers时(GuaIlg曲ou510120)Abstract：Ul仃勰onicel勰tographyisanewmethodoful打勰ollicimagingbygettingel船ticityinfo皿ationofrclationaltissues．nh鹊beenIlscdiIlcliIlicandh勰becomeahotspotinmedicalel嬲ticityimaging．TllispaperpresentsareviewofprincipleandtecIllliquesof锄髓V觞clllarul仃私onicel嬲togr

3、aphy卸dtissueulh鹊oIlicel勰tography．Keywords：uhraso咖icEl嬲tography，P—nciple，TccIlllique文章编号：1006-6586(2008)04一O006-03中图分类号：TB56文献标识码：A生物组织的弹性(或硬度)与病灶的生物学特性紧密相关，对于疾病的诊断具有重要的参考价值。然而，包括超声成像(ultrasound)、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(cT)等在内的传统医学影像模式都不能直接提供弹性这一组织的基本力学属性信息。因此，超声弹性成像(ul仃asounicelastogr印hy，UE)自19

4、91年被Ophir【1】等人提出来后，得到了临床医师的广泛关注并迅猛发展，已成为医学超声成像的一个研究热点。现将UE相关原理及基本技术综述如下。1超声弹性成像基本原理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、速度的分布产生一定改变【2】。利用超声成像方法，结合数字信号处理或数字图像处理的技术，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。1．1血管内超声

5、弹性成像收稿日期：2008．02．23血管内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嘲。血管内超声弹性成像技术是Ophir[1】等在1991年提出的，它是一种对血管壁和动脉硬化斑局部力学特性进行的成像技术。万明习等【4’51以血管‘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，将血管力学实验研究推进到了二维或三维亚毫米微结构层次。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

6、和药物治疗的效果，具有重要的临床价值。1．2组织超声弹性成像弹性组织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一挤压板装置，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(combinedautocorrelation作者简介：赵子卓，硕士，医师；罗葆明，超声科主任，广东省医学会超声分会副主任委员’6<中国医疗器械信息)2008年第14卷第4期voll4No．4叫万方数据专题

7、(超声)砀Ⅲ4疵而Mmr￡砌w口“"圳method，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【6】。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【刀。近年发展的实时组织弹性成像(real．timetissueelastograph，R1陋)则将受压前后回声信号移动幅度的变化