超聲彈性成像系統(tǒng)

1、多模式超聲波乳腺?gòu)椥猿上裣到y(tǒng)多模式超聲波乳腺?gòu)椥猿上裣到y(tǒng)摘要：摘要：本項(xiàng)目在研制全數(shù)字化寬頻彩色超聲系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使用無(wú)外加壓的超聲剪切波成像方式（SupersonicshearwaveimagingSSI），同時(shí)檢測(cè)乳腺組織中縱波和橫波的傳播情況；探索設(shè)計(jì)專用于乳腺的探頭激勵(lì)脈沖，研究檢測(cè)、處理和分析橫波信號(hào)的方式，重建出反映組織彈性的物理量；在此基礎(chǔ)上研制出具有高清晰度的專用于乳腺檢查的多模式超聲波乳腺?gòu)椥猿上裣到y(tǒng)。為乳腺疾病的診斷

2、，尤其是早期診斷提供高效率、低成本、非創(chuàng)的新手段。本研究不僅可提供更豐富的診斷信息，而且可能成為乳腺疾病檢查的首選手段。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：剪切波；彈性超聲成像；乳腺病；剪切彈性模量；超聲剪切波成像一、立項(xiàng)依據(jù)1項(xiàng)目的目的及意義項(xiàng)目的目的及意義乳腺疾病甚為多見(jiàn)尤其是乳腺癌是嚴(yán)重危害女性健康的主要疾病之一，目前我國(guó)乳腺癌發(fā)病率居?jì)D女惡性腫瘤發(fā)病率的第二位，并且發(fā)病率有逐年上升的趨勢(shì)，使用非創(chuàng)的方法進(jìn)行乳腺普查已經(jīng)成為迫切的需要。雖然鉬靶X線攝

3、影對(duì)乳腺癌有較高的診斷率但對(duì)致密型乳腺有假陰性的缺陷和增加年輕婦女罹患乳腺癌的危險(xiǎn)；核磁共振被認(rèn)為是評(píng)估乳腺癌較為有效的影像學(xué)方法之一，但成本較高。超聲能彌補(bǔ)上述缺陷，是一種更安全的更適合于普查的診斷方法。但目前采用的超聲診斷方法對(duì)乳腺疾病鑒別的特異性不強(qiáng)，不能量化，僅能提供組織的結(jié)構(gòu)學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息，無(wú)法提供組織的定量性物理學(xué)特性信息硬度或彈性信息。腫瘤在組織中生長(zhǎng)或擴(kuò)散，組織的硬度或彈性會(huì)隨著改變，即腫瘤在出現(xiàn)形態(tài)學(xué)改變前，其硬度已經(jīng)

4、發(fā)生變化，導(dǎo)致正常組織與病變組織之間存在較大的彈性差異，因而軟組織病理的改變往往與組織的硬度相關(guān)。如占乳腺癌90%以上的導(dǎo)管癌，其癌變組織的硬度大大不同于周邊正常組織；很多處于不同病理階段的組織硬度也不同，因此生物組織的彈性信息或硬度對(duì)疾病的診斷過(guò)程具有非常重要的參考作用。在彈性成像方式出現(xiàn)之前，觸診（Palpation）是廣泛的檢測(cè)乳腺腫瘤的診斷方法。觸診的依據(jù)是某些正常組織與病變組織之間存在較大的彈性差異，但觸診僅限于確診表層附近的

5、組織，人為因素大，可重復(fù)2國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)2.1國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀JOphir等于91年最早提出“彈性成像”的概念，經(jīng)過(guò)近20年的研究已有可供臨床應(yīng)用的設(shè)備，在這期間，超聲彈性成像技術(shù)經(jīng)歷了從定性到定量顯示彈性參量的發(fā)展歷程。2.1.12.1.1國(guó)外現(xiàn)狀國(guó)外現(xiàn)狀（1）靜態(tài)超聲彈性成像方法Ophir等使用了外部手動(dòng)加壓的方法來(lái)獲取靜態(tài)條件下的應(yīng)變圖，這種方法已經(jīng)成為靜態(tài)彈性成像最常用的方法。廣泛應(yīng)用于臨床的

6、日本HITACHI公司所開(kāi)發(fā)的超聲彈性成像設(shè)備即采用了靜態(tài)彈性成像技術(shù)。超聲彈性成像儀是以彩色超聲成像儀為基礎(chǔ)，在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置可調(diào)的彈性成像感興趣區(qū)(ROI)，采用手動(dòng)加壓的方法，比較加壓過(guò)程中感興趣區(qū)內(nèi)病變組織與周圍正常組織之間的彈性(即硬度)差異，從而定性地了解組織的硬度差異，根據(jù)這一差異診斷組織的病理狀況。但手動(dòng)加壓法受人為因素影響較多，產(chǎn)生的應(yīng)變與位移可因施加壓力的大小不同而不同，也可因壓、放的頻率快慢而不同。靜態(tài)的彈性成像對(duì)成

7、像的深度和位置都會(huì)有限制，而且由于用力的不同會(huì)導(dǎo)致生成的圖像也發(fā)生變化，并且只能提供定性的彈性信息，重復(fù)性差。為了克服靜態(tài)彈性成像的這些缺陷，研究者采用聚焦超聲束激勵(lì)的方法引起組織運(yùn)動(dòng)，再使用普通超聲探頭探測(cè)組織的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)組織運(yùn)動(dòng)特性重建組織體彈性參數(shù)分布，即動(dòng)態(tài)超聲彈性成像技術(shù)。（2）動(dòng)態(tài)超聲彈性成像方法依據(jù)聲激勵(lì)方法的不同，動(dòng)態(tài)的超聲彈性成像可分為三類：1）利用外加的低頻振源（lowfrequencyvibration）引發(fā)組織運(yùn)

8、動(dòng)，再用常規(guī)的超聲探頭檢測(cè)組織位移的多普勒信號(hào)，從而獲得組織的縱向位移和橫向位移，位移幅度越大，表明組織越軟，圖像灰度越亮，成像平面以灰度圖顯示了各點(diǎn)的位移幅度，從而獲取組織的彈性信息。實(shí)現(xiàn)這種方法需要使用兩個(gè)器件（低頻振源和檢測(cè)探頭），因而導(dǎo)致在實(shí)際操作中不實(shí)用，存在方向局限，剪切波無(wú)法傳播到的組織無(wú)法測(cè)量。鑒于這些缺陷，后來(lái)選用了超聲束代替外加的低頻振動(dòng)源。2）利用聚焦于體內(nèi)的超聲波束引起組織的運(yùn)動(dòng)，由于聲波在組織內(nèi)的擴(kuò)散和反射引起