超聲彈性成像診斷乳腺疾病的研究進(jìn)展

1、<p>　　超聲彈性成像診斷乳腺疾病的研究進(jìn)展</p><p>　　摘 要： 超聲彈性成像對(duì)乳腺疾病的診斷提供了一種新方法，乳腺組織彈性模量測(cè)量之間的區(qū)別，從而達(dá)到無(wú)創(chuàng)診斷乳腺疾病的目標(biāo)。文章介紹了超聲彈性成像對(duì)乳腺組織進(jìn)行有限元仿真的原理，仿真結(jié)果可以有效地鑒別良性和惡性腫瘤，最后這一技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：超聲彈性成像；乳腺疾?。粡椥詫?duì)比度

2、</p><p>　　乳腺疾病是危害婦女身心健康的一種常見(jiàn)病、突發(fā)病，其致病因素更復(fù)雜，如果不及時(shí)治療，可能會(huì)損傷，導(dǎo)致危及生命的任何時(shí)候。乳腺疾病發(fā)病率近年來(lái)，我國(guó)有明顯的上升趨勢(shì)，乳腺癌的發(fā)病率在女性惡性腫瘤第一[1]。乳腺良、惡性腫瘤的鑒別成為醫(yī)學(xué)診斷的重點(diǎn)。 </p><p>　　長(zhǎng)期的臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，生物組織的硬度或彈性的變通常意味著疾病的發(fā)生，這在很大程度上與生物組織的分子結(jié)構(gòu)和

3、組合，如常見(jiàn)的惡性疾病，如乳腺癌，前列腺癌通常表現(xiàn)為組織硬度的變化，其硬度顯著大于正常組織病理變化。 </p><p>　　彈性成像是一種相對(duì)較新的技術(shù)，其基本原理是對(duì)組織內(nèi)部或外部的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)勵(lì)磁。在彈性力學(xué)和生物力學(xué)的物理定律，該組織將產(chǎn)生響應(yīng)，如位移、應(yīng)變分布[2]會(huì)發(fā)生某種變化。當(dāng)外加負(fù)載很小，忽略組織粘彈性的同時(shí)，可以將組織各向同性的線性彈性理論假說(shuō)。通過(guò)這種方式，組織被壓縮，該組織將產(chǎn)生所有的

4、點(diǎn)在垂直方向）（壓縮應(yīng)變，如果組織內(nèi)部不均勻分布的彈性系數(shù)、應(yīng)變分布在組織內(nèi)也將有所不同。 </p><p>　　作為一種組織力學(xué)特征成像新技術(shù)，Jian-wen羅等。[3]將介紹有限元法的超聲彈性成像技術(shù)，利用有限元方法，有限元分析進(jìn)行了超聲彈性成像的，彈性理論和軟組織的應(yīng)變分布在不同的條件下，彈性成像理論的分析起著重要的作用。趙婷婷等人[4]在利用超聲彈性成像進(jìn)行乳腺疾病的仿真分析中，對(duì)組織施加了應(yīng)力邊界條件

5、，并對(duì)組織內(nèi)部的應(yīng)變分布情況進(jìn)行了分析比較。 </p><p>　　在彈性成像，我們假設(shè)線性彈性理論，而忽略粘性（延遲），組織松弛和蠕變，連續(xù)的彈性體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系利用廣義胡克定律描述。為各向同性體，只需要兩個(gè)獨(dú)立的彈性常數(shù)的常數(shù)λ和畝可以描述應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，或由其出口的楊氏模量E和泊松比參數(shù)。在這一點(diǎn)上，廣義胡克定律可以表述為： </p><p>　　（I，j，k = 1，2，3）（1

6、） </p><p>　　但是（1）是一個(gè)復(fù)雜的三維彈性問(wèn)題描述的類型，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，研究者將軟組織彈性問(wèn)題簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變問(wèn)題。 </p><p>　　圓柱目標(biāo)的模擬實(shí)驗(yàn)常常使它，和圓柱形聲學(xué)和力學(xué)性能沿長(zhǎng)度方向不會(huì)改變，以模擬組織的腫塊或囊腫，超聲波探頭掃描平面垂直于滾筒的長(zhǎng)度的方向。 </p><p>　　乳房組織實(shí)驗(yàn)，使用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)體邊界條件應(yīng)用于組織壓力邊

7、界條件，最終結(jié)果是乳腺組織的分布?jí)毫ψ饔孟碌膽?yīng)變，采用有限元分析的方法，與單元節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量來(lái)解決，一般來(lái)說(shuō)，使用Matlab中的PDE工具箱軟件來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 </p><p>　　應(yīng)變模型1.61.6 cm2矩形區(qū)域，該區(qū)域的半徑為0.1厘米的圓形區(qū)域，把物理量與實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的，該組織的泊松比為0.495，密度1.05公斤/ L，左邊和右邊的第一組Kurt邊界條件的頂部和底部諾伊曼邊界條件。這種模

8、型類似于正常組織良性腫瘤的分布在一圈，和探針應(yīng)變申請(qǐng)2%的組織作為一個(gè)整體。 </p><p>　　組織彈性的變化通常是與一些疾病相關(guān)。大多數(shù)惡性腫瘤的病變組織組成，形狀是不標(biāo)準(zhǔn)的，邊界不清楚，和結(jié)構(gòu)附近的粘連，導(dǎo)致惡性腫瘤組織的活動(dòng)減少，彈性降低，然后增加硬度。 </p><p>　　比較兩組不同幾何模型X應(yīng)變和剪切應(yīng)變的差異和相同的幾何模型X應(yīng)變和剪切應(yīng)變的差異不同彈性的對(duì)比，可以在乳

9、腺腫瘤屬性在彈性成像的應(yīng)用提供一定的參考，來(lái)確定腫瘤和提供一定科學(xué)依據(jù)臨床檢測(cè)： </p><p>　?。?）同樣的彈性對(duì)比良性腫瘤和惡性腫瘤的X方向應(yīng)變圖，無(wú)顯著差異； </p><p>　?。?）同樣的彈性對(duì)比良性腫瘤和惡性腫瘤的剪切應(yīng)變圖，有明顯差異； </p><p>　?。?）當(dāng)腫瘤和正常組織彈性對(duì)比 1（實(shí)體腫瘤）相比，其靈敏度更好的情況； </p

10、><p>　?。?）當(dāng)腫瘤和正常組織彈性對(duì)比> 1（實(shí)體腫瘤），良性和惡性腫瘤的小應(yīng)變圖差異；當(dāng)腫瘤和正常組織彈性對(duì)比< 1（囊性腫瘤），當(dāng)差應(yīng)變圖小，穩(wěn)定性好。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]周永昌，郭萬(wàn)學(xué).超聲醫(yī)學(xué)[M].第五版.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2006：137-160. &

11、lt;/p><p>　　[2]羅建文，白凈.超聲彈性成像的研究進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)療器械信息，2005，11（5）：23-31. </p><p>　　[3]羅建文，白凈.超聲彈性成像仿真的有限元分析[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程.2003，22（2）：99-103. </p><p>　　[4]趙婷婷，嚴(yán)碧歌.有限元仿真分析超聲彈性成像在乳腺疾病中的應(yīng)用[J].中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工