乳腺超声弹性成像技术的原理及应用

物 体 的弹 性，是该 物体在 力的作用 下保持 自身形状 的 能 力。比如说 在同等 的外 力作 用下 ，相 对较软 的脂肪组 织 和相对较硬的肿瘤组织 比较 ， 脂肪会 比肿瘤有更 大的形变 。
材料 在弹 ｌ ｆ 牛变 形 阶 段 ， 其 应 力 和 应 变 成 正 比例 关 系 （ 即 符
松 比数 值 介 于 ０ ． ４ ９ ０ ～ ０ ． ４ ９ ９ 之间 ， 不 组 织 间的 差 异 非常 小 ， 几 乎 不 可 被 压 缩 】 。 杨 氏 模 量 、 剪 切 模 量 和 泊 松 比在 均 匀 各 向 性 材 料 中有 着 以 下 关 系 Ｇ － ＿＿ ＿ 。 生 物 体 组 织
为 含 水 量 高 ， 泊 松 比接 近 ０ ． ５ ， 由上 面 公 式 可 以得 到 剪 切 模 量 与 杨 氏模 量 之 问 的 关 系 ， 即 Ｅ ＝ ３ Ｇ。 也 就 是 说 ， 对 于 常 的 生 物 软 组 织 杨 氏模 量 和 剪 切 模 量 表 征 的 是 同 一 一 物 理量 。 后 面 统 一使 用剪 切模 量 这 个 术 语 。 在 常 见 的 生 物 软 组 织 中 ，剪 切 模 量 有 巨 大 的 差 异 性 。 Ｄ ｕ ｃ ｋ 和 Ｓ ａ ｒ ｖ ａ ｚ ｙ ａ ｎ ０ 指 出 在 机 体 软 组 织 中 ，剪 切 模 量 的 变 化 范 围 可 以 高 达 ４个 数 量 级 ， 因 此 剪 切 模 量 是 所 有 弹 性 参 数 中 最 适 于 成 像 的 ， 同 时 也 是 与 触 诊 关 系 最 密 切 的 弹 性 参
用。超声作为乳腺检查的常规方法 ，以其方便 、实时、准确、 分辨 力高及价 格低廉等优 点为 临床医师 所青睐 。近 年来可
以 检 测 生 物 组 硬 度 的超 声 弹 性 成 像 技 术 出 现 ， 为超 声 提 供 了检 台 病 变 的 新 手 段 。利 用 该 技 术 的 许 多 研 究 也报 道 了 趟 声 弹 性 成 像 技 术 在 准 确 鉴 别 、诊 断 乳 腺 疾 病 方 面 有 着 良 好 的 应 用 前景 ＿ 】 。 Ｊ 。 目前应 用 Ｆ乳 腺 检 查 最 常 见 的 弹 性 成 像 技 术 主 要 有 ２种 ， 即 准 静 态 （ 静 压 式 ）弹 性 成 像 技 术 和 剪 切 波 弹 性 成 像 技 术 。这 ２种 技 术 采 用 了 不 同 的 激 励 手 段 以
在 介质 内应力分 布均匀 的情况 下，弹性 与应变成 反 比，［ ｛ ｌ ＇ 弹 性 系 数 大 应 变 小 ，弹 性 系 数 小 应 变 大 。 因 此 町 以 用 应 变 来 反 映 弹 性 的 大 小 。 准 静 态 压 缩 弹 性 成 像 技 术 利 用 探 头 或 者一个 探头 ． 挤压 板装 置，沿着 探头 的纵 向 （ 轴向） 缩 组织 （ 图１ ） ， 使 组织产生微小形变 （ 厚度 压 缩 率 １ ％ 量 级 ）。 同 时 利 用 超 声 波 对 产 生 的 形 变 进 行 追 踪 ， 对 比压 缩 前 后 的 射 频 或 者 包 络 信 号 ， 使 用 互 相 关 等 算 法 估 算 组 织 内 部 的 位 移／ 应 变分布 ，冉 以灰度 图或伪 彩 图的形式 表示 应变 。 为 用 于 成 像 的 是 应 变 这 个 量 ， 所 以也 称 为 应 变 成 像 （ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ
数。 目前弹性成像 研究也多利用剪切模量 。 与剪 切模 量相 比，
软 组 织 的体 积模 量 变 化 范 围 很 小 ， 缺 乏 天 然 的成 像 对 比度 。
观察组 织 的反应 从而对 组织 的弹性进行 评估 。在 此希望通
过 介 绍 ２种 超 声 弹 性 成 像 技 术 的 基 本 原 有 进 一 步 的正 确 认 识 。
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综 述 ・
乳腺超 声弹性成像 技术 的原理及 应用
吴哲 韩峰
数 百 年 来 ，触 诊 任 疾 病 的 诊 断 中 有 着 重 要 的作 用 。经 验 丰 富 的 医 师 可 以 通 过 触 诊 感 知 硬 度 的 改 变 来 发 现 、 判 断 疾 病 。触 诊 对 位 于 位 置 浅 表 的 乳 腺 、 甲状 腺 和 浅 表 淋 巴结 等 器 官 尤 为 重 要 。但 是 触 诊 的 方 法 较 为 主 观 ， 高 度 依 赖 予 检 查 者 的 经 验 ，难 以描 述 与交 流 ， 更 不 能 作 为 定 量 标 准 使
合古 月克定律 ），其 比例 系数称 为弹性模 量 。弹 性模量 是
个总 称 ， 实 际 包 括 多 个 物 理 量 。 研 究 中 最 常 涉 及 的 弹 性 模 量有 以 Ｆ ４个 ： （ １ ）杨 氏模 量 （ Ｙ ｏ ｕ ｎ ｇ Ｓ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ｕ ｓ ，Ｅ ）， 描 述 仵 纵 向单 位 应 力 下 （ 单 位 面 积 上 的 力 ）纵 向产 生 的应 变
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一
二、准静态压缩弹性成像技术
准静 态压 缩弹性 成像 技术 也称为 静态 ／ 准 静 念 压 缩 技 术 ， 是 最 早 应 用 于 临 床 的 弹 性 成 像 技 术 】 。 利 用 应 变 弹
、
机 体 组 织 的机 械 性 质 及 成像 参 量 的选 择
性之 间的关系，来检 测组织弹性 （ 杨 氏模量 ）的一种方法 。