(五)弹性成像

(五)弹性成像

医师通过体格检查中的触诊来探查病理学改变一直很重要。质硬的占位往往提示着病理学改变。弹性成像(组织弹力成像)是一种能够评估生物组织弹性(压缩性及移动度)的更为先进的超声学模式。本质上来说,其使用颜色来表示目标组织的软硬程度。是使用超声检查对一个器官进行“触诊”,需要在目标组织内产生具有压缩能力的机械波。目前有两种方式产生这种机械波:实时弹性成像(RTE)及剪切波弹性成像(SWE)。

RTE,被视为一种标准超声检查,在体外产生大量的压缩机械波进入组织(1540m/s)。这些机械波可以成功地压缩组织层,产生能被超声检查设备接收并处理的反向散射波,进而生成超声图像。压缩机械波产生的应力无法被直接测量,而只有相对的弹力可以被测量。

在进行RTE时(图3-19),组织形变是靠手动将换能器压于解剖部位上来诱发,并通过超声检查进行测量。RTE是一种定质的技术并且很依赖操作者。因为需要手动地调节,RTE无法测量当前组织的绝对组织硬度。其主要好处在于较高的空间分辨率,并且是实时测量的,不需要对常规超声进行任何硬件修改。空间分辨率是分辨两种分离目标的能力,包括轴向分辨率与纵向分辨率。

在进行SWE时,产生出来的剪切波可以被精确地测量并且其传播速度更慢(1~10m/s)。剪切波通过组织层之间的切向“滑动”力传播。弹性(E),组织密度(ρ,kg/m2),剪切波传播速度(c),满足以下方程:E=3ρc2。通过测量剪切波的速度,组织的弹性可以被直接计算出来。

在进行SWE时(图3-20),低频(大约100 Hz)脉冲波迅速地传入组织引起组织的振动。根据制造商的系统设置,这种振动可以在一个单独的区域被诱发,或者通过快速的改变聚焦深度在一个垂直平面引发振动。随后,通过观察产生的剪切波传播速度的瞬间改变来计算组织的弹性。以下是两种剪切波的局限性:①剪切波过于微弱,只有几毫米的传播距离;②检测剪切波的传播需要极快的获取速度(脉冲重复频率>5000Hz),而这可能导致探测区域的局限。然而,一种新一代超声系统克服了这些阻碍并以近乎实时帧率的水平显示一个较大的区域的图像。

图3-19　实时弹性成像。使用多普勒超声探查到的4mm包含内部血流信号的低回声结节(左侧箭头所指处)。实时弹性成像提示一个质硬结节(在这部仪器蓝色代表质硬而不是质软)。使用超声进行每3个月一次的严密随访,发现结节的大小并没有改变,故“可能”是良性的(From Goddi A,Sacchi A,Magistretti G,Almolla J.Real-time tissue elastography for testicular lesion assessment.Eur Radiol 2012;22:721-730.)

弹性成像的几种方法已经被介绍了。它们都有以下三个共同的步骤。(https://www.daowen.com)

(1)超声检查师手动的压缩(RTE)或机械自动生成(SWE)一种组织内的低频振动来产生应力。

(2)这种组织成像的目标是分析产生的应变。(3)所得参数与组织硬度有关。

弹性成像的基本原理是当同样的力作用于质软或质硬的组织时前者会产生更大位移。通过测量压缩所产生的位移,就可以评估组织的坚硬程度,并且区分良性(质软)与恶性(质硬)病变。应力(s)与应变(e)的关系可以通过杨氏模量或弹力(E)来表示。

E在质硬组织中数值较大而在质软组织中数值较小。

在视觉上,组织的弹力通过有色光谱来形象地表示。表示质硬病变的颜色是设备制造商决定的并且使用者也可以调节。只是在使用多普勒颜色时,使用者需要注意颜色条(图3-19及图3-20)来确定哪种颜色代表“质硬”或“质软”病变。

图3-20　剪切波弹力成像(SWE)。A.使用B型超声发现2个含血管低回声小占位(下半部分图箭头所指处),后使用SWE超声技术发现为质软病变(上半部分图,蓝色),病理活检证实为支持细胞结节;B.使用B型超声发现的一个较大的混合性回声病变(下半部分图所示),使用SWE提示为弥漫性质硬病变(上半部分图所示),病理活检证实为非精原细胞生殖细胞瘤