弹性成像
超声弹性成像
超声弹性成像是一种新型超声诊断技术，能够研究传统超声无法探测的肿瘤及扩散疾病成像，正处于观察研究阶段，可应用于乳腺、甲状腺、前列腺等方面。原理
临床医生通过触诊定性评价和诊断乳腺肿块，其基础是组织硬度或弹性与病变的组织病理密切相关。组织的弹性依赖于其分子和微观结构,新的弹性成像技术提供了组织硬度的图像，也就是关于病变的组织特征的信息。超声弹性成像是利用生物组织的弹性信息帮助疾病的诊断。其基本原理为：根据各种不同组织的弹性系数不同，在相同外力作用下，弹性系数大的，引起的应变比较小；反之，弹性系数较小的，相应的应变比较大。也就是比较柔软的正常组织变形超过坚硬的肿瘤组织。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。
优点
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。作为一种全新的成像技术,它扩展了超声诊断理论的内涵和超声诊断范围，弥补了常规超声的不足,能更生动地显示、定位病变及鉴别病变性质，使现代超声技术更为完善，被称为继A型、B型、D型、M型之后的E 型超声模式。
分类
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）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，得到血管的应变分布，从而表征血管的弹性。2）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。根据各种不同组织的弹性系数不同，再加外力或交变振动后其应变也不同，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。
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
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、区别肢体静脉血栓（新鲜血栓、陈旧血栓与纤维化血栓）、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、对血管壁动脉硬化斑局部力学特性进行成像的技术、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。
超声弹性成像评分：
5分法标准：1分：肿瘤整体发生变形，图像显示为绿色;2分：肿瘤大部分发生变形，小部分没有变形，图像显示绿色和蓝色的马赛克状;3分：肿瘤边界发生变形，中心部分没有变形，图像显示病灶中心为蓝色，病灶周边为绿色;4分：肿瘤全体没有变形，图像显示病灶整体为蓝色;5分：肿瘤整体和周边组织都没有变形，图像显示病灶和周边组织为蓝色。临床上多以弹性成像评分4分以上考虑恶性，3分以下考虑为良性病变。
俞清等根据病灶区显示的不同颜色，将弹性图像表现分为6级：0 级：病灶区以红色或黄色为主，多见于囊性病变;Ⅰ级：病灶与周围组织呈均匀的绿色; Ⅱ级：病灶区蓝绿相间，以绿色为主; Ⅲ级：病灶区蓝绿相间，以蓝色为主，周边呈绿色; Ⅳ级：病灶区完全为蓝色覆盖; Ⅴ级：病灶区完全为蓝色覆盖，且病变周围的少部分组织也为蓝色。良性实性肿块的硬度总体上较恶性病变为小，故良性肿块多为0~Ⅱ级，而恶性病变多为Ⅲ~Ⅴ级。如用≤Ⅱ级作为判定良性实性肿块的标准，其敏感性及特异性均为89.5%;而用Ⅲ级以上作为判断恶性的标准，其敏感性及特异性均为83.53%。
冲击弹性波
升拓无损检测技术—冲击弹性波 （四川升拓检测技术有限责任公司，四川成都610045） 摘要：冲击弹性波则是用锤或其他激振装置与测试对象冲击产生，是弹性波的一种。因为其具有激振能量大、操作简单、便于频谱分析等特点，是一种非常适合无损检测的媒介。 关键词：无损检测技术，冲击弹性波，波的分类，反射特性，升拓无损检测 无损检测运用广范，在国内许多行业和部门，例如机械、粉末冶金、建筑、公路、铁道、隧道、桥梁、石油天然气、石化、化工、航空航天、船舶、电力、核工业、兵器、煤炭、有色金属、医疗机构、核工业、海关等领域均有运用。四川升拓检测技术有限责任公司的无损检测技术主要致力于工程质量、结构安全和广域防灾减灾等方面的设备、系统的开发和销售。以振动、波动、声响、冲击等作为测试和监测媒介。 无损检测技术，又称非破坏检查技术，在不破坏物质原有状态及化学性质的前提下，利用物质中因有缺陷或组织结构上的差异存在而使其物理性质的物理量发生变化的现象，以不使检查物使用性能和形态受到操作为前提，通过一定的检测手段来测试、显示和评估这些变化，从而了解从而了解和评价材料、产品、设备构件等被测物的性质、状态或内部结构等所采用的检查方法。 无损检测技术是第二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的工程科学，它最突出的特点是“无损伤”。其发展过程经历了三个阶段：无损探伤阶段、无损检测阶段和无损评价阶段。首先，无损探伤阶段主要是探测和发现缺陷；其次，无损检测阶段不仅仅是探测缺陷，还包括探测试件的一些其他信息，例如、材质、结构、性质、状态等，并试图通过测试，掌握更多的信息；再次，无损评价阶段不仅要求发现缺陷，探测试件的材质、结构、性质、状态，还要求获取更全面，更准确的综合的信息，例如缺陷（裂缝、剥离、内部空洞、蜂窝等）、几何尺寸（厚度、埋深）、位置、取向、内含物、残余应力等，结合成像技术、自动化技术、计算机数据分析和处理等技术，材料力学、断裂力学等知识综合应用，对试件或产品的质量和性能给出全面、准确的评价。无损检测技术常用的方法有冲击弹性波检测（包含超声波检测和声波检测）、射线检测，超声波检测，磁粉检测，渗透检测、涡流检测、声发射检测等方法。进入21世纪以后，为满足生产的需求，并伴随着现代科学技术的发展，特别是计算机技术、数字化与图像识别技术、人工神经网络技术和机电一体化技术的快速发展，无损检测的方法和种类日益繁多，除了上面提到的几种方法外，射线、激光、红外、微波、液晶、等技术都被应用于无损检测。
三分钟解析弹性成像
三分钟解析弹性成像 早在公元前400年，“医学之父”古希腊希波克拉底医生曾提到：“组织弹性的改变与病理有关”。组织间的弹性差异远大于声阻抗的差异，应用这种显著的差异，我们可以对组织良恶性进行更精确的鉴别诊断。 目前超声弹性成像分为以下三种： 1，应力式弹性成像（见图1） 指应用外力（手动加压、心跳、呼吸、脉搏）作用于被检组织，观察被检组织的应变情况，并以红黄蓝等彩阶显示出不同的硬度分布，目前主要应用于浅表组织，已在中高端彩超设备中普及。 图 1：应力式弹性成像 优势：实时、彩色的形变图，可有半定量评分及形变比值。 劣势：不是直观、量化反映弹性值，受人为影像大，应用范围局限。 2，点式剪切波弹性成像（见图2） 探头发射推力脉冲波（纵波），作用于组织，引起组织形变并产生剪切波（横波），计算剪切波速度以换算组织硬度，应用范围为腹部、浅表。
图2：点式剪切波弹性成像 优势：可以直接显示被检组织的硬度值、检查更直观、应用范围较广。 劣势：非实时、取样容积大小不可调、取样深度受限、参考值单一、无彩色图、测量重复性差。 3，实时剪切波弹性成像（E-成像）（见图3） 以马赫圆锥形式发射多组序列脉冲，通过连续多点快速动态聚焦作用于被检区域，并以极速成像平台高速捕获剪切波的传播过程及组织的形变信息，进而实时、全幅、全定量的显示组织质地信息(杨氏模量值Kpa)，此技术为法国声科影像专利 技术。它创新的采用了叠波成像技术，使得传统超声的纵波与剪切波的横波实时同屏显示。
图3：乳腺浸润性导管癌的实时剪切波弹性成像（典型面包圈征） 优势：实时全幅全定量显示，多参考值显示（最大值、最小值、平均值、平均差），取样框、定量工具大小可调，应用不受限（腹部、浅表、腔内、容积），重复性好，可应用于全身上下各个器官的慢性病分级、占位性病变鉴别诊断等。 总结： 弹性成像的发展趋势正由外力按压一生理按压一点式剪切波一实时全幅剪切波、由外力式到声力式、由点到面不断提高其实用性与准确性。超声检查也正经历着由B成像（二维灰阶）到C成像（彩色）到D成像（多普勒）再到E-成像（弹性）的不断创新变革中。
超声剪切波弹性成像关键技术及应用中国科学院深圳先进技术研究院
超声剪切波弹性成像关键技术及应用 二、推荐单位意见 医学超声既是临床疾病诊断的重要手段，也是医疗影像设备产业中的主要支柱。该项目针对肝硬化和乳腺癌早期无创诊断的重大需求和技术瓶颈，发明了基于超声波力学效应的超声剪切波弹性成像技术，实现了剪切波弹性成像理论创新、技术突破和仪器研制。核心技术与器件经过临床测试和转化，形成了具有自主知识产权的专用超声弹性成像以及融合弹性成像的高端超声影像产品，广泛用于临床诊断，取得了突出的经济效益和社会效益。该项目受到专家和行业的高度评价，是源于基础、技术创新开发和产业转化的链条式重大创新成果。 该项目曾获得2015年度“广东省科学技术奖技术发明一等奖”和“中国科学院科技促进发展奖”。中国科学院决定推荐该项目申报2017年度国家技术发明奖。 推荐该项目为国家技术发明奖二等奖。
项目属生物医学工程学领域。肝脏和乳腺疾病是危害数以亿计国民健康的重大公共卫生问题，尤其是肝硬化和乳腺癌会引起很高致死率，早期诊断是提高治愈率和改善预后的关键。医学超声是肝脏和乳腺重大疾病早期影像筛查的首选方法，但传统B超成像存在肝硬化检测敏感性差、乳腺癌检测特异性差的瓶颈。超声弹性成像利用超声波力学效应实现对人体组织生物力学参数的无创定量测量，是超声影像技术的重大革新，可以为肝硬化和乳腺癌等疾病的临床早期诊断提供关键依据。研发符合我国国情的新一代超声弹性成像技术和装备，推动新型医疗检测诊断技术的广泛应用，对创制高端医疗设备和提高我国重大疾病防治水平均具有重大意义。该项目在国家自然科学基金和科技支撑计划等支持下，历经八年攻关，率先在我国创建了具有完全自主知识产权的“超声剪切波弹性成像关键技术及应用体系”，取得主要技术发明点如下： 1．发明了声辐射力诱导剪切波及定量超声弹性成像理论和方法，为成像设备研发提供理论基础和核心技术支持。首创基于时域有限差分法结合动量张量理论的生物组织中声辐射力计算方法，实现了对声辐射力诱导剪切波的精准控制；建立了基于剪切波传播速度的生物力学参数测量模型；发明了利用尺度不变特征点和希尔伯特变换的实时弹性成像方法，弹性模量测量精度可达±0.5kPa。 2．研制了剪切波超声弹性成像专用核心部件和系列产品，实现了国内自主创新高端超声设备的跨越发展。发明了“声辐射力-成像”双模超声探头，研制了新型快速散热结构，解决了探头在产生声辐射力时温度高、寿命短的难题；发明了低频振荡复合超声探头，解决了振动源干扰回波信号的难题，测量深度达15cm；研制了基于外源式和内源式剪切波的超声弹性成像原理样机；自主研发了具有弹性成像功能的新型超声肝硬化检测仪和彩色超声成像仪两大系列产品。 3．建立了利用超声弹性成像技术检测肝硬化和乳腺癌的方法和体系，为该类重大疾病的早期筛查和诊断开辟了新途径。通过产学研协同技术创新和推广应用，创建了基于超声弹性成像新技术的两种重大疾病早期筛查和诊断评估体系：面向中国人特征的肝硬化早期诊断标准和量化分级体系，及结合病变组织和其浸润边界硬度信息的乳腺癌判别体系，诊断准确率均达到90%以上。 该项目成果获知识产权56项，其中PCT专利5项，发明专利36项，实用新型10项，外观设计3项，软件著作权2项；发表SCI论文30余篇；起草国家标准1项；获2015年广东省科学技术奖一等奖、2015和2016年中国专利优秀奖和2014年中国产学研合作创新成果奖；完成人获2013年国家杰出青年科学基金和2014年陈嘉庚青年科学奖。 该项目产品取得国家三类医疗器械注册证、FDA和CE认证，被评为国家战略性创新产品；近3年累计销售约3800台，其中500余台进入三甲医院，出口1600余台，实现8.74亿元销售额和2.99亿元利润；在国内外1000余家医院推广应用，累计检查3000余万人次，诊断患者近20万人次。项目成果取得了显著的经济效益和社会效益，使我国高端医学超声设备步入世界前列。
超声弹性成像
百胜超声弹性成像及定量分析(Real-time Elastography Imaging with Quantity ElaXto TM) 百胜超声弹性成像技术-ElaXto TM利用非相干的射频信号频谱应变估计法，分析肿瘤或其他病变区域与周围正常组织间弹性系数的差异、在外部压力作用下产生应变大小的不同，以黑白、伪彩或者彩色编码的方式显示，来判别病变组织的弹性大小，从而实现临床应用中的鉴别诊断。 技术原理： ElaXto TM超声弹性成像技术，亦称实时应变成像技术Real-time Elastography Imaging，其基本原理为：根据不同靶组织（正常及病变）的弹性系数不同，在加外力或交变振动后其应变（主要为形态改变）的不同，收集靶组织在某时间段的各个片段信号，通过主机处理，再以黑白、伪彩或者彩色编码的方式显示，最终通过对弹性图像的判读诊断靶组织的良恶性质或者组织的特性【图表1】。 图表1：用不同的方式显示组织弹性 在相同外力作用下，弹性系数大，引起的应变小；反之，弹性系数小，相应的应变大。也就是说在同等压力条件下柔软的正常组织变形超过坚硬的肿瘤组织。施加一个外力后，比较加压（用超声探头紧压病变）前后靶组织弹性信息的超声图像、前后病变的应变来说明靶组织的硬度，后者是鉴别病变性质的重要参数。超声弹性成像即是利用生物组织的弹性信息帮助疾病的诊断。 弹性成像技术实现方法 1）弹性成像技术实现方法 这一成像技术一般采用两种方法实现：相干法和非相干法。 相干法：通过互相关技术对施压前、后的射频信号进行时延估计，可以计算出组织部不同位置的移动，进而计算出组织部的应变分布情况[1]。 Strain=(△t1-△t2)/△t1 =[(t1b-t1a)-(t2b-t2a)]/(t1b-t1a) 其中t1a，t1b表示没有加压前回波中相邻两个回波界面的回波位置（度量单
弹性波及其应用
《弹性波理论及其应用》教学大纲 编写人：陆铭慧审核人：卢超 学时：48 学分:3 第一部分大纲说明 1．课程说明：09004 2．课程类型：非学位课 3．课程性质：专业选修课 4．学时/学分：48/3 5．课程目标：通过学习超声的产生、接收和在媒质中的传播规律，超声的各种效应，以及超声在基础研究和国民经济各部门的应用等内容，使学习者对超声的性质有比较清楚的理解，能够处理工业应用中的一般超声问题。 6. 教学方式：课堂讲授、自学与讨论相结合 7. 考核方式：考查 8．预修课程：数学物理方法，弹性力学基础，声学基础，声学检测技术 10、教材及教学参考资料： 参考资料： 1、《超声学》，应崇福主编，北京：科学出版社， 1990年12月出版。 2、《固体中的声场和波》，（美）B.A. 奥尔特，北京：科学出版社，孙承平译，1982年12月出版。 3、《超声手册》，冯若主编，南京：南京大学出版社，1999年10月出版。 4、《压电换能器和换能器阵》，栾桂冬等编著，北京：北京大学出版社，2005年7月出版。 5、《固体中的超声波》，（美）J.L.罗斯，北京:科学出版社，何存富等译。 6、《声波导》，（英）M.R.雷特伍特著，上海：上海科学技术出版社，严仁博译，1965年7月出版。 第二部分教学内容和教学要求 由于固体的特性和声波形式的多样型，使得声波在固体介质中传播具有复杂的特性。在
弹性固体中传播的不仅有纵波，还有横波以及与介质形状有关的导波等。了解和掌握固体中各种波型的激发和传播规律，对无损检测、压电换能器设计、声成像等研究具有指导意义。 第1章引言 教学内容： 1.1 弹性波研究的早期重要工作 1.2 弹性波研究的近、现代发展状况 1.3 超声波及其特点 教学要求： 了解弹性波研究的历史，超声波的特点。 教学建议： 1. 教学重点：超声波的特点。 2．教学方法：讲解与自学结合。 第2章无限大弹性介质中的波 教学内容： 2.1 弹性介质中的应力、应变、弹性常数 2.2 弹性介质中的波动方程及其解－体波 2.3 表面波 2.4 声波的传播特性 2.4 声波的散射 教学要求： 了解和掌握弹性介质中的波动方程及其解、声波在弹性介质中的传播特性、波型转换。教学建议： 1. 重点与难点：平面波动方程及其解。 2. 教学中应注意：体波与表面波的概念。 3．教学方法：讲解与讨论结合。 第3章波导介质中的波 教学内容： 3.1 引言 3.2 固体板中的连续波 3.3 固体板中的脉冲波 3.4 管中的声波 教学要求： 了解导波的产生条件和频散特性。 教学建议： 1. 重点与难点：导波的频散特性、相速度和群速度的概念。 2. 教学中应注意：相速度和群速度的表述。 3．教学方法：讲解与讨论结合。 第4章声波的产生与接收 教学内容： 4.1 产生和接收超声的方法
弹性成像
超声弹性成像 超声弹性成像是一种新型超声诊断技术，能够研究传统超声无法探测的肿瘤及扩散疾病成像，正处于观察研究阶段，可应用于乳腺、甲状腺、前列腺等方面。原理 临床医生通过触诊定性评价和诊断乳腺肿块，其基础是组织硬度或弹性与病变的组织病理密切相关。组织的弹性依赖于其分子和微观结构,新的弹性成像技术提供了组织硬度的图像，也就是关于病变的组织特征的信息。超声弹性成像是利用生物组织的弹性信息帮助疾病的诊断。其基本原理为：根据各种不同组织的弹性系数不同，在相同外力作用下，弹性系数大的，引起的应变比较小；反之，弹性系数较小的，相应的应变比较大。也就是比较柔软的正常组织变形超过坚硬的肿瘤组织。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。 优点 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。作为一种全新的成像技术,它扩展了超声诊断理论的内涵和超声诊断范围，弥补了常规超声的不足,能更生动地显示、定位病变及鉴别病变性质，使现代超声技术更为完善，被称为继A型、B型、D型、M型之后的E 型超声模式。 分类 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）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，得到血管的应变分布，从而表征血管的弹性。2）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。根据各种不同组织的弹性系数不同，再加外力或交变振动后其应变也不同，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。
瞬时弹性成像技术(TE)临床应用专家共识(2015年)
瞬时弹性成像技术（TE）临床应用专家共识（2015年） 瞬时弹性成像技术（TE）临床应用共识专家委员会 肝脏纤维化是各种慢性肝脏疾病向肝硬化发展的病理过程。肝纤维化程度是各种慢性肝病严重程度及预后的重要预测指标。对肝纤维化程度的准确评价有助于指导临床的诊疗。目前评价肝纤维化的金标准仍然是肝脏活检的肝病理学检测。但肝活检是有创的，且由于肝脏病变可能不均匀，单个肝组织活检标本不一定能全面反映肝脏整体纤维化程度，不同阅片人判定的结果可能会有一定偏差等，此外尚不好满足目前临床上所需的多次动态检查的应用。瞬时弹性成像技术（transient elastography，TE）通过测量肝脏硬度值（liver stiffness measurement，LSM），从而反映肝纤维化程度。由于其具有无创、简便、快速、易于操作、可重复性、安全性和耐受性好的特点，目前已被AASLD、EASL及中国慢性乙型肝炎防治指南推荐为乙型、丙型肝炎病毒相关肝纤维化临床评估的重要手段。2013年《中华肝脏病杂志》发表了“瞬时弹性成像技术诊断肝纤维化专家意见”，同年澳大利亚肝病协会（ALA）在墨尔本澳大利亚胃肠病学周（AGW）上也发布了“TE 用于临床实践的专家共识”［1］。随着该技术应用的不断推广，近年来又有一些新进展。为此，《中华实验和临床感染病杂志（电子版）》和《中国肝脏病杂志（电子版）》组织全国部分专家，结合最新研究的相关资料，对该技术的临床应用进行广泛讨论并形成此共识，以为临床医务工作者提供最新的指导文献。 本《共识》资料来源包括：① Pubmed截止至2015年3月关于瞬时弹性成像技术（TE）的文献；②中文数据库中关于瞬时弹性成像技术（TE）的文献；③截止至2015年3月AASLD、EASL、APASL及澳大利亚肝病学会（ALA）年会会议摘要、指南；④专家的个人经验与意见。相应证据及推荐等级见表1。《共识》经专家委员会讨论，可作为TE技术在临床应用的指导。随着相关临床实践的不断深入及文献的积累，专家委员会将对《共识》内容进行更新。 1瞬时弹性成像技术原理及应用注意事项 1.1 TE用于肝纤维化检测的基本原理剪切波在肝脏中的传递速度与肝组织硬度直接相关，肝组织硬度越大，剪切波的传播速度则越快，弹性数值越大，由此来评估肝纤维化的程度。 基金项目：北京市医院管理局扬帆计划[京医管科教字（2014）2号]1.2 TE应用注意事项测量时患者仰卧，右手放在头后，暴露肝右叶区的肋间隙。通常取剑突水平线、右腋中线及肋骨下缘所包围的区域为检测区域。探头垂直紧贴于皮肤，于肋间隙选定测量位置, 检查者按探头按钮开始采集图像并获得测量值。10次成功测定值的中位数即为最终测定值，对于有效TE检测，要求操作成功率≥60%且四分位数间距（interquartile range）/中位数（median）即IQR/M ≤ 0.3。但LSM小于7.1 kPa时，即使IQR/M ＞ 0.3其结果也较为可靠［4］。 1.3 多种因素影响TE检测值如患者合并腹水、肥胖或肋间隙过窄可能致操作失败率为 2.4%～9.4%；肝脏炎症、胆汁淤积、肝脏淤血、进食等均可影响肝脏硬度，进而影响对肝纤维化程度判断的准确性。肝脏炎症会增加肝脏硬度，在慢性肝炎急性发作期，当反映肝脏炎症的ALT升高时，可使LSM检测值升高，这种情况在纤维化分期F≤2时影响更明显［5］；而在肝病相对稳定的肝硬化患者，轻度ALT升高（＜3倍）对LSM检测值影响不大。但当合并急性肝炎加重可能也会有影响［6,7］。故在解读LSM值时，若存在肝脏炎症，需特别谨慎。有学者[8]依据ALT水平分别界定明显肝纤维化的界值，以便更好地判断肝纤维化的真实情况（A1）。TBil升高时，LSM值会显著升高。此外，GGT、AST、AFP、PLT、ALB、PT、病毒载量及右心功能衰竭所致肝淤血等因素均对患者的LSM值也有一定影响[9]，解读LSM结果时亦需加以考虑。法国一项前瞻性研究显示体重指数BMI ≥ 30 kg/m2与检测失败或结果不可靠独立相关［10］。BMI < 30 kg/m2时，操作失败率为2.6%，而BMI ≥ 30 kg/m2的高加索或中国人中，3％检测结果不可靠、11.6％～18.4%检测失败［11-13］。另有研究显示，国外瞬时弹性检测仪FibroScan配置有不同探头，用M型探头检测失败率达25.5％，这可能与皮下脂肪较厚有关；当换用XL探头时，在之前操作失败的患者中可有61％检测成功，检测值要略低于M型探头所测值，分析时需加以考虑。但有研究认为肝脏脂肪变程度并不影响LSM值，故该法也可用于非酒精性脂肪肝患者肝纤维化程度的检测（A1）。国产瞬时弹性检测仪FibroTouch应用动态宽频探头技术减少肥胖等因素干扰，同时还增加了二维影像引导功能，在避开囊肿和血管等相关影响因素后，可大幅提升探头检测成功率和检测速
剪切波弹性成像诊断甲状腺良恶性结节的价值
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6b14857430.html, 剪切波弹性成像诊断甲状腺良恶性结节的价值 作者：李瑞卿 来源：《中国实用医药》2017年第12期 【摘要】目的探讨剪切波弹性成像（SWE）诊断甲状腺良恶性结节的价值。方法 183 例单发甲状腺结节患者行SWE检查，获得定量弹性模量值，比较良性与恶性甲状腺结节的弹性模量值等。结果病理诊断良性结节60例，恶性123例。恶性结节最大弹性模量值（Emax） 为（57.6±24.7）kPa，平均弹性模量值（Emean）为（46.9±30.2）kPa。良性结节最大弹性模量值（Emax）为（37.1±14.6）kPa，平均弹性模量值（Emean）为（28.3±16.5）kPa，比较差异具有统计学意义（P 【关键词】剪切波弹性成像；甲状腺结节；诊断 DOI：10.14163/https://www.360docs.net/doc/6b14857430.html,ki.11-5547/r.2017.12.045 近年来，关于甲状腺结节的报道越来越频繁，超声作为首选的诊断和鉴别诊断方式，对未来的临床干预方式具有决定影响[1-3]。实时剪切波弹性成像技术（shear wave elastography，SWE），近年来已得到国际公认，可测量组织的硬度，并表示为杨氏模量值，可以科学、客观的反映组织的硬度[4， 5]。本研究采用SWE技术，扫描甲状腺发现的结节，通过对弹性模量的分析，研究该技术鉴别诊断甲状腺结节性质的可能性。 1 资料与方法 1. 1 一般资料回顾性分析2013年6月～2014年4月在本院诊断和治疗的183例单发甲状腺结节患者。纳入标准：①未见甲状腺存在功能不全；②结节都为实质性；③结节尚未侵犯到侧叶的全部，结节旁都存在常规组织结构。其中男71例，女112例，年龄26～72岁，平均年龄4 2.65岁。 1. 2 仪器与方法超声仪型号：Aixplore（Supersonic Imagine，法国），探头规格：线阵式、高频率（10～14 MHz）。受检者仰卧，进行术前SWE检查，颈部充足暴露。常规扫描后，确定敏感区域。选取探头的最优扫描切面，轻柔接触甲状腺上方的皮肤组织， SWE状态下稳定冻结最佳视野，获取弹性模量值。将Q-BOXTM设置于2 mm，放置在结节最硬的区域，获取弹性模量的具体详细参数：Emax、Emean、ER。重复3次，取平均值。 1. 3 统计学方法采用SPSS 20.0统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差（ x-±s）表示，采用t检验；计算机生成ROC曲线，获取最终诊断的临界值。P
弹性波在基岩检测中的试验研究
弹性波在基岩检测中的试验研究 胡龙胜 (中交第四航务工程勘察设计院有限公司,广州 510230) 摘要:介绍跨孔波速测试方法和CT 探测技术方法原理,并将其应用于对冲孔桩的冲孔前后岩体破坏研究,结合实际冲孔过程进行探测研究,研究结果表明弹性波可以用于探测岩体破坏,探测结果可以定量分析岩体破坏程度,而且结果直观,达到高精度和高分辨率的精细探测要求。关键词:弹性波;CT ;跨孔;基岩 中图分类号:TU459.3 文献标识码:A 文章编号:100429592(2006)0420052203 T est and Study of Elastic W ave in B ase Rock Detection HU Long 2sheng (CCC Fourth H arbor Consultants Co.,Ltd.,G uangzhou 510230,China) Abstract :The measuring and testing met hod for t he wave speed of span bore hole and t he technical met hod and principle for CT detecting are int roduced.Which are applied to t he st udy of rock damage be 2fore and after percussion boring and detection st udy are given combining wit h t he process of act ual percus 2sion boring.The result shows t hat t he elastic wave can be used to detect t he rock damage.Because it can analyze rock damage quantitatively and t he result is very audio 2visual ,reach t he requirement s of high accu 2racy and resolving power. K ey w ords :elastic wave ;CT ;span hole ;base rock 收稿日期:2006211218 作者简介:胡龙胜(19772),男,工程师,主要从事工程物探工作。 1 前言 大直径钻、挖、冲孔灌注桩基础,桩端一般选择具有一定厚度的完整基岩作持力层,若仅以常规工程地质钻探和地面工程物探勘察资料作为设计、施工依据,很可能忽视在挖、冲孔灌注桩过程中使桩端支承在破碎基岩的现象,出现理论计算的承载力不够所带来的建筑工程安全隐患。因而对开挖区基岩破坏性状进行探测可以为工程建设和安全生产提供可靠的基础资料,具有极其重要的指导意义[1]。我们采用跨孔波速测试和跨孔地震C T 层析成像相结合的方法开展对基岩破坏程度的研究,在工程勘察中取得了明显的应用效果。 弹性波层析成像[2](Comp uterized Tomo 2grap h ,简称C T )是利用弹性波在不同介质中传播速度的差异,通过井间弹性波走时的数据采集和计算机数学处理(迭代反演),重建介质速度的二维图像, 从而推断井间介质的岩性、应力状态以及精细结构。实践证明该方法是一种高精度、高分辨率的精细探测方法,在岩土工程中应用前景广阔。跨孔波速测试方法是利用弹性波在不同介质中传播速度差异,来计算其纵波的波速大小。 2 试验原理 2.1 地球物理前提和方法选择 岩体弹性波速度(一般指纵波速度)与岩体的受力状态及结构性质关系密切,岩体的应力状态的变化势必引起岩体声速的变化。一般说来,不同岩性的岩体的声速不同,即使是同一岩性岩体,由于其结构状态的变化,波场响应也会发生变化。特别是当岩体遭受破坏时,应力场变化较大,相应地声速明显减小;岩体破坏程度越大,声速降低越大,甚至由于严重衰减而使弹性波在岩体中传播距离变短。因此,通过测量岩体的声速,可以进行岩体的结构性质和受力状态的探测。同时,对于岩体破坏过程来说,选择应力变化的不同时段进行测量,可以进行破坏 ?25?港 工 技 术 2007年8月 No.4
剪切波弹性成像基础普及系列之一
剪切波弹性成像基础普及系列之一 剪切波（Shear Wave）的前世今生剪切波最近大热，到底什么是剪切波？今天就来说说剪切波的前世今生。声波（Sound Wave或Acoustic Wave）是一种机械波，由物体（声源）产生振动，引起构成介质的质点在空间的机械运动。人耳可以听到的声波的频率一般在 20Hz至20000Hz之间。对于超声医生来说最熟悉的一种声波应该是超声波，其频率超过了人耳可听范围（高于20000Hz），可以用于组织结构成像。但其实超声波只是机械波的一种，是一种纵波，在介质中超声波的质点位移方向同波的传播方向是平行的（图1左）。而另一种波，横波，在弹性介质中的质点位移方向与波的传播方向垂直（图1右），剪切波就是横波的一种。给两个图对比一下就看明白了。图1:超声波（纵波）与剪切波（横波）传播简易图 由于剪切波独特的物理特性，它的传播速度与介质的硬度或者说是弹性直接相关，因此剪切波最初被工程学科用来评价土层的性质以及土层弹性模量的计算。剪切波理论最早由法国朗之万研究所（Institue Langevin）的Mathias Fink教授（2005年诺贝尔物理学奖提名者）提出：E（kPa）＝3rc2 这个公式中E是杨氏模量，国
际单位是kPa（千帕），用来表示传播介质的软硬也就是弹性；r是组织的密度；而c表示的就是剪切波速度。 从上面的公式里很容易看出，在弹性介质里，剪切波传播的越快，对应介质杨氏模量（硬度）越高；剪切波传播的越慢，对应介质杨氏模量越低。随着现代医学的不断发展，近几年剪切波的物理特性被医学工程学家重新挖掘并应用在了医学影像领域——利用剪切波去定量显示人体软组 织的硬度。这种新型的超声检测技术仅需要超声探头的辅助，完全不需要使用者进行外力加压，对组织弹性进行客观、定量评估。这样就避免了以往传统外压式超声弹性成像受主观经验影响、缺乏客观定量指标、应用范围仅在浅表组织等局限性。体内剪切波的出现可以有很多种不同的方式。例如，跳动的心脏就是产生剪切波的天然振源，不过它的振动仅限于临近的局部组织。图2:心脏搏动 而来源于体外的振动器，如动态核磁共振弹性图，因为需要两个设备同时操纵，对于超声环境来说又不够理想。图3:MRI的动态型弹性成像技术。频率50Hz下所产生的 位移相位（左下）、弹性图（右下）。剪切波技 术利用超声声束产生的声辐射力对组织进行扰动，这种压力或称“声学气流”能够沿着它的传播方向对组织产生推力，弹 性介质如人体组织由于其自身存在恢复力，所以对这种推力会有所反应，从而引发机械波。对我们超人来说非常有意义
高精度弹性波CT成像在水利电力工程中的应用---谢克
弹性波CT成像 在水利电力工程中的应用 谢克 摘要：弹性波CT成像技术在水利电力工程中的应用已经有好几年了，并得到了发展。不同的发射震源解决不同的工程问题，也得到不同的效果。 关键词：高精度弹性波CT成像勘探比较发射震源工程事例解决工程问题 1、概述 高精度弹性波CT成像技术是利用地震波或声波进行地球物理高精度层析成像。是通过人为设置的弹性波射线，让射线穿过工程探测对象（工程地质体），从而达到探测其内部异常（物理异常）的地球物理反演新技术，是探测地下岩溶、断层、破碎带等地质缺陷的有效手段。近几年来，我们先后利用该新技术在广西几个大的水利电力工程中应用，取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。 2、工作原理 高精度弹性波CT成像和其它科学领域的成像技术（如医学X射线透视诊断技术）相类似，是一种边界投影反演方法，它的工作原理如下：利用物体外部边界某种物理观测数据，依据一定的物理定律和数学关系进行反演计算，以得到物体内部与观测场相关的物理参数分布，并以图像的形式表现出来。 不同岩性的弹性波速度是不同的，同一种岩石，由于受空隙度、饱和度、流体性质及裂隙发育程度甚至温度等因素影响，其弹性波速度有很大的变化。无论介质有多复杂，由点源激发的弹性波的传播完全可以用Huygens原理来描述。基于Huygens原理的射线追踪有两种实现的方法，一是基于网络理论的最短路经算法，二是基于动力学的波阵面算法,这两种算法能模拟直达波、折射波、反射波、散射波和绕射波，而且是一次计算既可得到一个共激发点记录的全部走时，计算效率高，很适合于高精度弹性波CT成像的大量高精度射线追踪计算。我们用软件系统采用Huygens原理的网络追踪算法---最短路径射线追踪算法作为正反演计算的射线追踪算法。 我们把一个二维速度模型用矩形网络进行离散化，认为每个网络就是一个速度单元，其速度分布用双线性函数近似： V（x，z）=a0+ a1x+ a2z+ a3xz
超声弹性成像系统
多模式超声波乳腺弹性成像系统 摘要：本项目在研制全数字化宽频彩色超声系统的基础上，使用无外加压的超声剪切波成像方式（Supersonic shear wave imaging, SSI），同时检测乳腺组织中纵波和横波的传播情况；探索设计专用于乳腺的探头激励脉冲，研究检测、处理和分析横波信号的方式，重建出反映组织弹性的物理量；在此基础上研制出具有高清晰度的专用于乳腺检查的多模式超声波乳腺弹性成像系统。为乳腺疾病的诊断，尤其是早期诊断提供高效率、低成本、非创的新手段。本研究不仅可提供更丰富的诊断信息，而且可能成为乳腺疾病检查的首选手段。 关键词：剪切波；弹性超声成像；乳腺病；剪切弹性模量；超声剪切波成像一、立项依据 1．项目的目的及意义 乳腺疾病甚为多见,尤其是乳腺癌是严重危害女性健康的主要疾病之一，目前我国乳腺癌发病率居妇女恶性肿瘤发病率的第二位，并且发病率有逐年上升的趋势，使用非创的方法进行乳腺普查已经成为迫切的需要。虽然钼靶X线摄影对乳腺癌有较高的诊断率,但对致密型乳腺有假阴性的缺陷和增加年轻妇女罹患乳腺癌的危险；核磁共振被认为是评估乳腺癌较为有效的影像学方法之一，但成本较高。超声能弥补上述缺陷，是一种更安全的更适合于普查的诊断方法。但目前采用的超声诊断方法对乳腺疾病鉴别的特异性不强，不能量化，仅能提供组织的结构学和动力学信息，无法提供组织的定量性物理学特性信息-硬度或弹性信息。 肿瘤在组织中生长或扩散，组织的硬度或弹性会随着改变，即肿瘤在出现形态学改变前，其硬度已经发生变化，导致正常组织与病变组织之间存在较大的弹性差异，因而软组织病理的改变往往与组织的硬度相关。如占乳腺癌90%以上的导管癌，其癌变组织的硬度大大不同于周边正常组织；很多处于不同病理阶段的组织硬度也不同，因此生物组织的弹性信息或硬度对疾病的诊断过程具有非常重要的参考作用。在弹性成像方式出现之前，触诊（Palpation）是广泛的检测乳腺肿瘤的诊断方法。触诊的依据是某些正常组织与病变组织之间存在较大的弹性差异，但触诊仅限于确诊表层附近的组织，人为因素大，可重复性差。而现有的医学成像方式包括MRI、CT、B超以及超声多普勒成像均不能提供组织的弹性或硬
剪切波弹性成像的影响因素分析
中华医学超声杂志(电子版)2019年8月 第16卷 第8期 Chin J Med Ultrasound(Electronic Edition), August 2019, V ol.16, No.8·565· ? 专题笔谈 ? 剪切波弹性成像的影响因素分析 李健明1 胡向东1 张岩峰2 钱林学1 DOI ：10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2019.08.002 作者单位：100050 首都医科大学附属北京友谊医院超声科1；100029 北京中医药大学第三附属医院超声科2 通信作者：钱林学，Email ：qianlinxue2002@https://www.360docs.net/doc/6b14857430.html, 早在1991年，由Ophir 等［1］率先提出超声弹性成像这一技术，其基本原理是根据组织受力后形变程度的不同来显示组织的不同硬度，从而反映疾病发生、发展情况，为临床诊疗提供帮助。随后在1998年，由Catheline 等［2］ 和Sarvazyan 等［3］提出的剪切波弹性成像技术，其原理是声源振动产生声波，当声波在传播途径上被反射或吸收时，会产生声辐射力，该力会使组织粒子产生横向振动，从而产生剪切波，通过跟踪剪切波的传播速度得到组织弹性的绝 对值——杨氏模量（E =3ρc t 2 ），从而定量分析、比较各组织 间的弹性差异，辅助临床诊断。超声弹性技术历经早期传统 的静态型弹性成像，如应变成像（strainelastography ，SE ）、 应变率成像（strain-rate imaging ，SRI ），到剪切波速度测量法，如瞬时弹性成像（transient elastography ，TE ）、声辐射力脉冲技术（acoustic radiation force impulse ，ARFI ），再发展到2D-实时剪切波弹性成像（shear wave elastography ，SWE ）。SWE 基于超声无创、便捷的优势，可快速、客观、定量地反映生物力学信息，即组织硬度（杨氏模量），其成为目前最为成熟的超声弹性成像技术，并已广泛应用于肝脏、甲状腺、乳腺等器官的检查［4］。 2017年4月，欧洲医学和生物学超声协会联盟（European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology ，EFSUMB ）更新发布了肝脏超声弹性成像的临床应用指南［5］，提出了SWE 对评估慢性肝脏疾病纤维化程度、指导治疗及判断预后具有重要意义，并建立了肝纤维化分期的标准化共识。Zhuang 等［6］已证实，SWE 预测肝纤维化效能（SWE 诊断轻度肝纤维化、重度肝纤维化、肝硬化的ROC 曲线下面积分别为0.97、0.97、0.98）优于血清学指标。虽然SWE 作为新型超声影像技术，在诊断肝纤维化、肝脏肿瘤、甲状腺及乳腺结节方面展现出良好的应用前景，然而，从临床实际应用角度出发，无论是世界医学和生物学超声联合会（World Federation of Ultrasound in Medicine and Biology ，WFUMB ）［4］还是EFSUMB ［5］均认为SWE 在上述疾病诊断方面，部分证据尚不充分、不完整，所得 出的结果受诸多因素的影响。 一、SWE 的影响因素分析 1. 操作人员经验的影响：EFSUMB 要求操作人员必须掌握相应的知识并接受超声弹性训练，数据采集应由受过专业培训的人员完成，从事弹性超声工作需要有二维超声的操作经验［5］。在健康人群的可重复性研究中已证实，观察者间一致性受操作者经验影响，组内相关系数（interclass correlation coef?cient ，ICC ）为0.63~0.84［7］。 2. 大血管、呼吸运动及声窗不佳等因素的影响：SWE 测量肝脏时，应避开大血管、肝被膜、韧带及胆囊。运动会显著影响测量结果，因此测量时，受检者需暂时屏住呼吸。有研究报道，测量失败的常见原因为缺乏良好的声窗、混响、脉搏跳动、屏气不佳、大量腹水及体质量指数过大等［5］。 3.病灶内钙化的影响：病灶内钙化的存在也会影响杨氏模量测值。宋越等［8］研究报道，对于甲状腺结节良恶性的诊断，在最大径线大于10.0 mm 与小于10.0 mm 及有钙化与无钙化的不同情况下，SWE 诊断效能及最佳诊断界值是不同的。研究结果证实，对于最大径线大于10.0 mm 及无钙化的甲状腺结节，SWE 具有更好的鉴别诊断价值。 4. 测量框大小、形状及位置等因素的影响：利用SWE 测量甲状腺良恶性结节，刘保娴等［9］研究报道，Q-Box TM 大小的变化直接导致杨氏模量测值变化，SWE 参数包括E whole-mean （调节Q-Box TM 使其包括尽量多的结节，Q-Box TM 内杨氏模量的均值）、E whole-min （调节Q-Box TM 使其包括尽量多的结节，Q-Box TM 内杨氏模量的最小值）、 E mean （调节Q-Box TM 为2 mm 使其置于结节的最硬处，Q-Box TM 内杨氏模量的均值）、E min （调节Q-Box TM 为 2 mm 使其置于结节的最硬处，Q-Box TM 内杨氏模量的最小值）、E max （调节Q-Box TM 为2 mm 使其置于结节的最硬处，Q-Box TM 内杨氏模量的最大值），研究者推荐使用E mean 鉴别甲状腺良恶性结节。利用SWE 测量肝脏组织时，最常用圆形、直径不小于10 mm 的Q-Box TM （建设15 mm 以上），将其放置在回声均匀的肝组织，尽量置于弹性图中央，同时避免伪像等影响［5，10］。 5. 测量深度等因素的影响：已有研究表明测量深度对弹性评估的影响同样不可忽视［6，12］。肝脏检查应用 凸阵探头时，当感兴趣区域（region of interest ，ROI ）垂直于探头时测量效果最佳［5，11］。应用虚拟触诊定量技术（virtual touch quanti?cation ，VTQ ）时，使用凸阵探头