超聲彈性成像系統(tǒng)

1、多模式超聲波乳腺彈性成像系統(tǒng)多模式超聲波乳腺彈性成像系統(tǒng)摘要：摘要：本項目在研制全數字化寬頻彩色超聲系統(tǒng)的基礎上，使用無外加壓的超聲剪切波成像方式（SupersonicshearwaveimagingSSI），同時檢測乳腺組織中縱波和橫波的傳播情況；探索設計專用于乳腺的探頭激勵脈沖，研究檢測、處理和分析橫波信號的方式，重建出反映組織彈性的物理量；在此基礎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彈性成像系統(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。關鍵詞：關鍵詞：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、立項依據1項目的目的及意義項目的目的及意義乳腺疾病甚為多見尤其是乳腺癌是嚴重危害女性健康的主要疾病之一，目前我國乳腺癌發(fā)病率居婦女惡性腫瘤發(fā)病率的第二位，并且發(fā)病率有逐年上升的趨勢，使用非創(chuàng)的方法進行乳腺普查已經成為迫切的需要。雖然鉬靶X線攝

3、影對乳腺癌有較高的診斷率但對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；核磁共振被認為是評估乳腺癌較為有效的影像學方法之一，但成本較高。超聲能彌補上述缺陷，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乳腺疾病鑒別的特異性不強，不能量化，僅能提供組織的結構學和動力學信息，無法提供組織的定量性物理學特性信息硬度或彈性信息。腫瘤在組織中生長或擴散，組織的硬度或彈性會隨著改變，即腫瘤在出現形態(tài)學改變前，其硬度已經

4、發(fā)生變化，導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。如占乳腺癌90%以上的導管癌，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疾病的診斷過程具有非常重要的參考作用。在彈性成像方式出現之前，觸診（Palpation）是廣泛的檢測乳腺腫瘤的診斷方法。觸診的依據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2國內外技術發(fā)展現狀與趨勢國內外技術發(fā)展現狀與趨勢2.1國內外技術發(fā)展現狀JOphir等于91年最早提出“彈性成像”的概念，經過近20年的研究已有可供臨床應用的設備，在這期間，超聲彈性成像技術經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國外現狀國外現狀（1）靜態(tài)超聲彈性成像方法Ophir等使用了外部手動加壓的方法來獲取靜態(tài)條件下的應變圖，這種方法已經成為靜態(tài)彈性成像最常用的方法。廣泛應用于臨床的

6、日本HITACHI公司所開發(fā)的超聲彈性成像設備即采用了靜態(tài)彈性成像技術。超聲彈性成像儀是以彩色超聲成像儀為基礎，在設備內部設置可調的彈性成像感興趣區(qū)(ROI)，采用手動加壓的方法，比較加壓過程中感興趣區(qū)內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，根據這一差異診斷組織的病理狀況。但手動加壓法受人為因素影響較多，產生的應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)的彈性成像對成

7、像的深度和位置都會有限制，而且由于用力的不同會導致生成的圖像也發(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的方法引起組織運動，再使用普通超聲探頭探測組織的運動，通過組織運動特性重建組織體彈性參數分布，即動態(tài)超聲彈性成像技術。（2）動態(tài)超聲彈性成像方法依據聲激勵方法的不同，動態(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

8、動，再用常規(guī)的超聲探頭檢測組織位移的多普勒信號，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的位移幅度，從而獲取組織的彈性信息。實現這種方法需要使用兩個器件（低頻振源和檢測探頭），因而導致在實際操作中不實用，存在方向局限，剪切波無法傳播到的組織無法測量。鑒于這些缺陷，后來選用了超聲束代替外加的低頻振動源。2）利用聚焦于體內的超聲波束引起組織的運動，由于聲波在組織內的擴散和反射引起