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超声弹性成像技术对甲状腺癌的研究进展

超声弹性成像技术对甲状腺癌的研究进展
【摘要】超声弹性成像是一种新的成像技术,能够提供一种特别的观察方法,与影像学检查相结合,可以提高诊断的准确度,从而使临床医生能更好诊断与治疗及定位。

超声弹性成像的基本原理及操作方法的应用以成为国内外发展的必然趋势。

【关键词】超声弹性成像甲状腺癌诊断
近年来,数字信号处理技术在硬件和算法方面的不断进步已成为一种发展趋势,在这种趋势支持下,超声弹性成像日渐成为一种可以无创地探测模式,从而提供一种新的组织病变如癌症的临床检测手段。

超声弹性成像最早由Ophir等[1]在1991年提出,由于组织的弹性模量分布与病灶的生物学特性密切相关,传统的计算机断层扫描(CT),磁共振成像(MRI)及常规超声扫查无法直观地展示组织弹性模量这一基本力学属性特征。

在超声甲状腺癌的检测和诊断提供重要依据。

超声弹性成像是生物组织成像的新模式,是当前超声医学工程学领域的前瞻和热点。

1 弹性成像的基本原理
超声弹性成像是对组织施加一个外部或内部(包括自身的)的动态或静态/准静态或动态的激励,在弹性力学,生物学等物理规律作用下,组织将产生一个响应。

2 超声弹性成像的技术分类
(1)压迫性弹性成像是通过操作者手法施加一定的压力,比较组织受压前后的变化得到一幅相关的压力图该方法是通过操作者手法加压,然后对组织受压前后的变化进行比较,得到相关压力图。

(2)间歇性弹性成像是由Cathe-live等[2]提出,其原理是利用一个低频的间歇振动,使组织发生位移,利用该方法获得ROI中不同弹性系数的组织的相对硬度图。

该此项技术[3]可用于评价抗病毒疗法或抗纤维化疗法。

(3)振动性弹性成像又称为超声激发振动声谱成像于1998年由Fatemi等[4]提出,其利用低频振动作用于组织并在组织内部传播,把振动图像用实时多普勒声像图表现出来。

3 超声弹性成像的临床应用
弹性成像一词最初来自于采用静态/准静态压缩的弹性成像的超声弹性成像[3],狭义的弹性成像仅指这种成像方式,该激励方式是超声弹性成像最基本的方法,也是最常应用于组织的超声弹性成像。

其原理是利用探头或者一个探头一
挤压板装置,沿着探头的纵向(轴向)压缩组织,给组织施加一个微小的应变(1%量级)。

根据各种不同组织(包括正常和病理组织)的弹性系数(应力/应变)不同,再加外力或交变振动后其应变(主要为形态改变)也不同,收集被测体某时间段内的各个信号片段,利用复合互相关方法对压迫前后反射的回波信号进行分析,估计组织内部不同位置的位移,从而计算出变形程度,再以灰阶或彩色编码显示,称之为弹性图像或应变图像,在实性肿瘤良恶性的鉴别中发挥重要作用。

4 弹性成像在甲状腺癌中的临床应用价值
甲状腺癌(thyroid carcinoma)是头颈部最常见的恶性肿瘤,它可以发生于任何年龄[5-6],以中青年多见。

Burgess JR[7]等曾报道各国甲状腺癌的发病率都在逐年增加,因此,早期诊断、系统规范的治疗及新的技术可使甲状腺癌患者的预后和生存率有较明显的提高。

实时超声弹性成像是近年来发展的一项新的超声技术,通过检测施加外部压力所致组织变形和扭曲的程度来反映被检测组织的硬度[8]。

弹性成像技术,一方面可将组织硬度“可视化”[9],另一方面亦可对组织硬度进行量化分析。

超声实时组织弹性成像技术是利用探头沿着纵向压迫组织,分别采集、分析组织压缩前后射频信号,计算组织内部位移变化,了解组织形变程度,以灰阶或彩色编码成像,直观地反映组织内部硬度信息[10]。

甲状腺微小癌(thyroidMic rocarcinoma,TMC)是指肿瘤直径≤10mm的特殊类型甲状腺癌[11]。

超声弹性成像能够了解所检测组织的硬度以判别该性质,为鉴别甲状腺结节良恶性提供了新的途径。

5 弹性成像在甲状腺癌诊断中的应用前景
甲状腺微小癌的诊断一直是临床难题[12],即便是CT、MRl及同位素检查均效果不佳。

随着高频超声技术的不断发展及在临床的广泛应用,越来越多的甲状腺小结节(≤10mm)被及时发现。

俞清等[32]提出了针对甲状腺肿块的五分评分方法,并用该方法对211枚甲状腺肿块进行了大样本研究,认为良性病变的弹性分级80.3%为I~Ⅲ级,而恶性病变中86.6%为Ⅲ~Ⅳ级。

弹性成像对甲状腺癌诊断方面提供了更多的信息。

是甲状腺癌早起筛查的手段。

作为反映组织力学属性特征的一种新手段,弹性成像能获得常规成像模态无法获取的组织弹性信息,开展了常规超声的诊断范围,与传统的灰阶超声、彩色多普勒血流成像(CDFI)等技术的原理不同,能更为生动地对病变加以显示并进行定位与定性诊断。

6 超声弹性成像在甲状腺癌诊断中局限性
临床病理学的研究证明,脂肪、乳腺、非浸润性癌变和浸润性癌变组织的弹性系数存在着明显差异,因此,在外力作用下不同组织发生变形的程度也会不同。

现行的阻抗回波信号接受所获得的图像难以鉴别声阻抗相同的不同组织,而组织弹性成像则可以弥补了这一不足,随着在临床实践中广泛应用,其独特的应用价值优势在与传统的影像学检查的对比中日益彰显,弥补了医学成像方面的不足,虽然在有效获取弹性成像数据还存在一些不足。

为了使弹性成像成为一种实用的临床检测与诊断工具,还需要不断的积累和改进,弹性成像在临床上必将拥有非
常广阔的应用前景。

参考文献:
[1]OphirJ,CespedesI,Ponnekanti H,et al. Elastography:a quantitative method for imaging the elasticity of biological tissue[J]s,UI-trason Imaging,1991,13(2);111-134.
[2]Catheline S.Thomas JL.Wu F.et al.Diffraction field of a low Frequency vibrator in soft tissues using transient elastogaphy[J].IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control,1999,46(4):1013-1019.。

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