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探究实时剪切波弹性成像技术预测静脉 血栓硬度与溶栓疗效的相关性
目的 运用实时剪切波弹性成像技术定量评价下肢深静脉血栓硬度,探讨利用杨氏模量值预测及评估不同溶栓方案(如置管溶栓、系统溶栓)的溶栓效果与血栓硬度的关系.方法 收集我院97例症状出现时间明确及经常规超声确诊为急性中央型完全性静脉血栓的患者,运用实时剪切波弹性成像诊断仪测量全部患者静脉血栓的平均杨氏模量值,按照不同的溶栓方案,分为置管溶栓组和系统溶栓组,经过7~10 d的抗凝、溶栓治疗,按照治疗效果差异,将A、B两组分别分为治愈组、有效组、无效组,分别对各组治疗疗效进行对比;将所有患者杨氏模量值与总有效组对照,建立了受试者工作特征曲线,确定治疗有效的杨氏模量值临界值;对两组总有效组血栓杨氏模量值差异进行统计学比较.结果 两组中治愈组、有效组与无效组杨氏模量值差异有统计学意义(P<0.01),治愈组与有效组杨氏模量值差异无统计学意义(P>0.05);血栓杨氏模量值在8.50 kPa时敏感性为92.0%、特异性为93.7%.置管溶栓组与系统溶栓组两组总治疗组杨氏模量值差异有统计学意义(P<0.01).结论 实时剪切波弹性成像杨氏模量可以定量评价血栓硬度,血栓的硬度与溶栓效果有一定的相关性,杨氏模量值可以预测溶栓效果;根据溶解血栓的杨氏模量值可知置管溶栓较系统溶栓效果要好.
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基于超声波压缩波测量软组织杨氏模量
本文目的在于探究使用超声波压缩波来进行软组织杨氏模量测量的方法.试验利用超声回波原理分别测量了超声波压缩波在离体猪肌肉组织和猪肝脏组织的传播速度,并与公认值进行比较.结果表明,实验值与公认值相接近,可以满足研究需要.而后利用相关公式推导出超声波压缩波在试块中的传播速度与试块杨氏模量之间的关系,计算出试块的杨氏模量.该测量杨氏模量的方法对试块形状要求小、对试块损坏程度较小,并能够完成对生物组织杨氏模量的在体测量,具有简便、易行等特点.
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超声剪切波弹性成像的技术进展
E成像,又称为实时剪切波弹性成像,该技术是近来兴起的一种实时二维弹性成像技术,它与静态弹性成像技术有本质的区别,与瞬时弹性成像技术以及声辐射力弹性成像技术相比,在技术上也有了新的进展.本文介绍了弹性成像的相关原理,以及现阶段应用于临床的弹性成像技术,并着重探讨了实现E成像快速、实时、大范围检测的技术方法,尤其是在剪切波产生、检测、成像方面采用的技术,如"马赫圆锥"动态的相干增强技术,一次并行发射、接收的超高频成像技术.同时对E成像技术的研究及其临床应用进展做了综述,后对剪切波弹性成像技术的未来应用进行了展望.
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生物组织弹性测量:技术、仪器和应用
在临床上,可以通过用手触诊去感知某些组织的硬块来作出一些初步的诊断,例如乳腺癌的早期诊断.但是这种手触诊技术只能给出定性的结果,该结果依赖于操作者的经验,所以带有很大的主观性,于是能让诊断结果更加客观化的弹性成像和测量技术应运而生.弹性成像和弹性测量技术各有不同特点:弹性成像往往给出成像区域里面的弹性对比度而不必给出组织的本征参数;不同于弹性成像,弹性测量技术能给出组织弹性的本征参数例如杨氏模量等,有利于诊断某些弥漫性的组织疾病,例如肝硬化,并且跟踪组织的弹性随时间的变化情况,而且结果的比较不会受制于所使用的测量仪器.因此,伴随着各种医学成像技术,例如超声、核磁共振成像(MRI)和光学成像的广泛普及,针对活体组织的弹性测量学在近的二三十年里得到了长足的发展,诞生了很多新的测量技术和仪器,并且部分已经开始用于临床测试.可以预见,随着这些测量技术的发展和进步还将有源源不断的新的测量技术诞生,将会有越来越多的临床领域开始尝试或者大力普及通过弹性测量的方法来补充现有的一些不太完善的诊断方法,或者用来评估治疗方法的有效性.本文尝试给读者介绍一些传统和近来出现的弹性测量的技术和系统,然后简要介绍它们在诊断特定组织病变和评估治疗方法疗效方面的应用,后我们对此领域的未来研究方向和前景作一些展望.对于其中比较成熟的几种方法,我们会在这一期刊的随后几期作详细的介绍.
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组织弹性测量之传统印压测试
与手触诊非常类似,印压测试使用比组织截面积小的压头对组织进行压缩,然后利用组织的反应力/形变测量组织的弹性特征.相对于触诊,印压测试的结果具有定量化和客观性强的优点,同时由于它对被测试组织准备没有特别的要求,可以进行无创测量,因此被大量用于各种活体组织弹性的测量,是应用广泛的组织弹性测量技术之一.传统印压测试系统一般使用印压头的位移代替组织的形变,测试强调结果而不特别强调系统本身的实用性.近年来,该领域发展了一些新的印压系统,如超声印压和水冲印压系统,这些系统不仅可以很好地完成印压测试,而且具有便携性和可微型化的特点,所以在临床应用方面具有很大的前景,我们称这些系统为新型印压系统.本期我们主要介绍传统的印压测试和系统,先简要同顾它们的发展历史,然后重点介绍印压测试分析方法,以及在弹性测量里面的典型应用,后小结全文.
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组织弹性测量之新型印压技术简介
印压是一种常用的测量软组织弹性特征的测试方法,除了2011年第7期介绍的传统印压测试方法外,近来,还出现了一些新型的印压技术,如超声印压、光学印压、流体印压和纳米印压等.这些新型印压技术具有某些自己独特的优点,如超声印压系统便携性高,能够同时获得组织的初始厚度和形变,可以应用于多种组织的弹性测量；纳米印压能够非常小范围(微米或纳米级)地测量组织的弹性,可以分析组织的弹性分布,研究局部组织结构和弹性之间的关系.本文对这些技术及应用作一些介绍,后讨论该领域的发展方向.
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离体软组织弹性的常用测试方法和应用
弹性是软组织-个很重要的力学参数,可用于生物力学系统的建模、分析和病灶的诊断及治疗手段有效性的评估.根据弹性力学和材料力学基本知识,可用标准测试例如压缩、拉伸、扭转和弯曲等来测量组织的弹性特征.这些测试的优点是边界条件简单,很容易直接获得组织的本征弹性参数例如杨氏模量、剪切模量或者泊松比.但是因为测试需要准备形状规则的样本,所以这些方法仅适用于离体组织的测量.结合适当的粘弹性模型,这些标准测试还可以用于测试组织的非线性粘弹性参数.因为可以方便测得组织很重要的基本弹性特征,这些离体组织样本测试方法还是被大量用于实际测量当中.这期我们将对离体组织样本的常用弹性测量方法作一些介绍,并分析这些测量方法及相关力学模型的优点和缺点,后以软骨的离体样本测试为例说明这些弹性测试方法在生物医学相关领域的应用.
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基于超声的组织弹性测量之剪切波传播法
近年来,随着临床实践上肝脏硬度检测的广泛开展,软组织弹性的测量也受到广大科研和医护人员的重视.除了弹性的直接测量法(印压和压缩测试)外,剪切波传播测量法也是一种实用的间接测量组织弹性的方法,如在肝脏硬度检测里面广泛使用的瞬时弹性测量技术,就是利用剪切波的传播速度方法来测量肝脏组织的弹性.该方法的原理是根据剪切波在组织里面的传播速度与组织剪切模量的理论关系,利用测得的剪切波的传播速度来计算组织的弹性系数.在组织中产生剪切波的方法有很多种,常用的包括外振动器振动法和声辐射力振动法.振动的形式也可以分为连续性振动或脉冲振动.超声是一种常用的探测振动传播的方法,其B模成像功能还可以用来引导测试的感兴趣区域,增加探测的准确性.本文主要介绍利用超声对剪切波传播进行测量,然后获取传播参数用以计算组织弹性的方法.首先介绍测量的原理和各种相关技术,然后介绍这些方法在组织弹性测量中一些热门的应用,后对该领域存在的不足和对未来的发展前景进行总结和展望.
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冻干保护剂和预冻结速率对猪关节软骨压缩杨氏模量的影响
探索冻干保护剂的种类、浓度以及预冻结速率等对猪关节软骨力学性能的影响.采用动态机械热分析仪(DMA)的压缩模式,研究预冻结速率为1、10、20℃/min,不同体积百分比浓度[10％、20％、30％、40％、50％、60％、80％ (V/V)]二甲亚砜(DMSO)、甘油和丙二醇作为保护剂及对猪关节软骨压缩杨氏模量的影响.研究结果表明:1)经中低浓度[小于40％ (V/V)]冻干保护剂处理样品的杨氏模量随冻干保护剂浓度的增大而增大,而高浓度范围内[大于40％(V/V)]随冻干保护剂浓度的增大而减小,如:预冻结速率为1℃/min时,经浓度为10％ (V/V)DMSO处理样品的杨氏模量为1.412 MPa,30％ (V/V) DMSO为2.031 MPa,40％(V/V) DMSO为2.331 MPa,50％(V/V) DMSO为2.227 MPa,60％ (V/V) DMSO为1.991 MPa,80％ (V/V) DMSO为1.868 MPa;2)经中低浓度[小于40％ (V/V)]冻干保护剂处理的样品采取慢速预冻结速率对于保护冻干关节软骨的杨氏模量效果好,如:预冻结速率为1℃/min时,经浓度为40％ (V/V) DMSO处理样品的杨氏模量为2.331 MPa,预冻结速率为10℃/min时,杨氏模量为2.151 MPa;3)在一定浓度范围内[即大于30％ (V/V)且小于60％(V/V)],相同浓度下样品经DMSO处理的杨氏模量大,甘油次之,丙二醇的小.
关键词： 关节软骨 动态机械分析仪(DMA) 杨氏模量 冻干保护剂 预冻结速率 -
低温保护剂和降温速率对猪关节软骨压缩杨氏模量的影响
利用动态热机械分析仪(DMA),研究了3种低温保护剂(DMSO、甘油、丙二醇)、4种不同低温保护剂浓度( 10％ V/V、30％ V/V、60％ V/V、80％ V/V)以及两种降温速率(1℃/min和20℃/min)对猪关节软骨杨氏模量的影响.研究结果表明:在相同的低温保护剂浓度条件下,样品经DMSO处理过的杨氏模量大,甘油的次之,丙二醇的小,这是由3种保护剂官能团的水合作用所决定的；随着低温保护剂浓度的增加,杨氏模量也增加,如降温速率为20℃/min时,10％甘油的杨氏模量为1.68 MPa,30％甘油的杨氏模量为2.15 MPa,60％甘油的杨氏模量为2.97 MPa,其它两种低温保护剂也是呈同样的趋势；较慢的降温速率更有利于关节软骨生物力学特性的保存,如新鲜关节软骨的杨氏模量为2.53 MPa,当丙二醇浓度为60％、降温速率为1℃/min时的杨氏模量为2.38 MPa,20℃/min时的杨氏模量为2.25 MPa,其他两种低温保护剂也呈同样的趋势.
关键词： 关节软骨 动态热机械分析仪(DMA) 杨氏模量 低温保护剂 降温速率 -
原子力显微镜测量心肌细胞杨氏模量的研究现状
自原子力显微镜面世以来,已越来越广泛地被应用于各个领域的研究,尤其在细胞的微观领域有其独特的优势与价值.文中评述了近些年利用其测量表征细胞弹性的杨氏模量的方法和进展,并着重论述杨氏模量在心血管疾病中的应用研究.心肌细胞的杨氏模量不仅呈现随年龄的增长而增大的趋势,且与心血管的疾病有明显的相关关系.因此,测量心肌细胞的杨氏模量可以研究病变心肌细胞的物理改变,有助于了解心脏疾病,尤其是心衰及心梗的病理变化.
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剪切波弹性成像技术评估颈动脉斑块硬度
目的探讨超声剪切波弹性成像（ SWE）新技术定量评价颈动脉粥样硬化斑块硬度的价值。方法116例颈动脉粥样斑块患者中，常规超声发现颈动脉粥样硬化斑块174处，将其分为软斑块、混合性斑块及钙化斑块；观察不同类型斑块的剪切波弹性图像特点并计算斑块的杨氏模量值。结果二维超声发现软斑块59处，混合性斑块72处，钙化斑块43处。剪切波超声弹性图像中，软斑块显示为蓝色，钙化斑块显示为红色，混合性斑块图像红蓝相间，颜色混杂。钙化斑块组
的平均、小、大弹性模量值分别为（84.42±9.67）kPa（、74.03±8.36）kPa和（102.51±11.32）kPa，混合性斑块组分别为（48.27±8.61）kPa（、34.79±9.82）kPa和（67.04±8.91）kPa，软斑块组分别为（28.73±6.54）kPa、（12.13±5.71）kPa和（34.39±9.25）kPa，钙化斑块组的平均、小和大杨氏模量均高于混合性斑块组和软斑块组，差异均有统计学意义（ P均<0.01）；混合性斑块组高于软斑块组，差异均有统计学意义（ P <0.05，P <0.01，P <0.05）。结论不同类型斑块的弹性图像表现及杨氏模量值不同，超声剪切波弹性成像技术可用于评价颈动脉斑块硬度。 -
实时剪切波弹性成像超声对甲状腺良恶性结节的诊断及其病理特征分析
目的 探讨实时剪切波弹性成像超声(SWE)对甲状腺良恶性结节的诊断及其病理特征.方法 回顾性选取2015年1月至2017年11月海南省人民医院收治的甲状腺良恶性结节患者90例,手术之后所有病灶均进行活检送病理检查,依据手术病理结果将患者分为良性组以及恶性组.对比两组患者SWE参数及其同病理特征之间的关系.结果 恶性结节的SWE参数测量杨氏模量显著高于良性结节(P<0.05);良性结节中微小钙化者杨氏模量值明显高于无钙化者(P<0.05);良恶性结节当中结节位置以及是否存在囊性变对杨氏模量无显著差异(P>0.05);恶性结节粗大钙化结节同微小钙化、无钙化的杨氏模量对比无显著差异(P>0.05).结论 SEW能够独立实时检测得甲状腺组织当中的杨氏模量,能够定量反映患者的结节硬度,从而有效鉴别良恶性,为患者的临床治疗提供可靠指导.
关键词： 甲状腺结节 实时剪切波弹性成像超声 杨氏模量 诊断 病理特征 -
实时剪切波弹性成像技术定量评价正常乳腺组织
目的 应用实时剪切波弹性成像(SWE)技术对正常乳腺组织的弹性模量进行研究,探讨其正常值范围及腺体弹性模量的影响因素.方法 276例女志愿者按年龄分为青年组与中年组,青年组分为无哺乳史组及有哺乳史组,按腺体厚度分为3个组.对276例志愿者进行乳腺实时剪切波弹性成像检查,获得皮下脂肪、腺体及胸肌的弹性模量.结果 皮下脂肪、腺体及胸肌的弹性模量两两比较,差异均有统计学意义(P＜0.05).左右两侧腺体弹性模量值差异无统计学意义(P＞0.05).不同年龄组间腺体弹性模量差异有统计学意义(P＜0.05),年龄与腺体弹性模量呈正相关(r=0.48,P=0.00).无哺乳史与有哺乳史组间腺体模量值差异有统计学意义(P＜0.05).不同腺体厚度组间腺体弹性模量值差异无统计学意义(P＞0.05).结论 SWE技术定量评价正常乳腺组织的弹性模量,为临床诊断疾病提供正常值参考范围.
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剪切波弹性成像测量正常回结肠肠壁硬度
目的 探讨剪切波弹性成像(SWE)检查肠壁硬度的可行性.建立正常肠壁剪切波杨氏模量的参考值范围.方法 经腹测量160例结肠镜下正常肠段杨氏模量平均值,比较不同性别、年龄组、部位之间杨氏模量值的差异.结果 正常肠壁弹性值平均值(6.38士1.35)kPa.不同性别、年龄组与部位间杨氏模量值差异无统计学意义(P＞0.05).结论 实时剪切波弹性成像可用于评估肠壁的硬度.
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肾静脉结扎后肾脏弹性演变的动物实验研究
目的 探讨肾静脉结扎后肾脏不同部位超声弹性改变的规律.方法 10只日本大耳白兔,分离、结扎右肾静脉.结扎前、后15、30、60、90 min时,采用剪切波超声弹性成像技术检测肾脏中部肾脏皮质、肾体及肾窦的杨氏模量平均值,各时间点各取1个肾脏进行病理学研究.结果 结扎右肾静脉前,右肾皮质、肾体及肾窦杨氏模量平均值分别为(15.93士1.70)、(13.41士1.24)kPa及(11.62±0.87) kPa;结扎后15min分别为(34.84±4.91)、(26.90±3.59) kPa及(24.73±3.95) kPa,30 min时分别为(40.07±2.95)、(30.93士3.18) kPa及(30.15±3.53) kPa,60 min时分别为(50.63±2.73)、(37.37±4.04) kPa及(32.88士3.47)kPa;90 min时分别为(56.61±2.96)、(41.86土3.78) kPa及(35.35±2.78) kPa.肾静脉结扎后肾脏不同部位杨氏模量平均值均显著高于结扎前(P＜0.05),且随时间延长逐渐增加,差异具有统计学意义(P＜0.05).肾皮质杨氏模量平均值显著高于肾体及肾窦(P＜0.05).结论 兔肾皮质杨氏模量平均值均高于肾体及肾窦,结扎兔肾静脉后90 min内,肾皮质、肾体及肾窦的杨氏模量平均值均逐渐增加.本研究提示,肾脏超声弹性的研究中应注意弹性测量区的规范统一,肾静脉血流动力学状态可明显影响肾脏超声弹性测量值.
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电针促进钝器伤后家兔腓肠肌生物力学属性恢复的作用和机制研究
目的:探讨电针足三里+阿是穴促进急性钝器伤后家兔腓肠肌生物力学属性恢复的作用和相关机制.方法:将60只新西兰大白兔随机分为正常组、自然愈合组、电针组,制作家兔腓肠肌急性钝器伤模型,电针组给予足三里+阿是穴穴位电刺激(0.4mA,2Hz,15min),自然愈合组不予针刺治疗,自然愈合.分别于损伤后各时间点(7d、14d、28d、42d)取材、进行腓肠肌的拉伸试验,检测腓肠肌极限载荷、屈服载荷、极限强度、屈服强度、杨氏模量等生物力学指标的变化.结果:与自然愈合组比较,在损伤后第28天电针组极限载荷、屈服载荷显著大于自然愈合组(P＜0.05),极限强度、屈服强度经治疗后也较自然愈合组更强(P＜0.05),基本接近于正常组(P＞0.05);杨氏模量是反映腓肠肌刚度性能的重要指标,电针组也明显大于自然愈合组(P＜0.05).结论:电针足三里+阿是穴能够有效促进家兔腓肠肌急性钝器伤后生物力学属性的恢复,损伤后治疗28天时效果好.其机制可能与电针促进肌纤维再生、微观结构的恢复、促进毛细血管网的重建有关.
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实时剪切波弹性成像定量评价正常脾脏组织弹性
目的 探讨实时剪切波弹性成像(SWE)应用于正常脾脏组织的可行性及影响因素,并建立正常人脾脏组织的杨氏模量值参考范围.方法 对280名健康人行肝脏、脾脏弹性模量值检测,记录相关定量分析数据,收集受检者基本信息,分析其性别、年龄、体质量指数(BMI)与肝、脾弹性模量值的相关性.结果 280名健康人正常肝脏杨氏模量均值为(5.54±1.08) kPa,95％CI为(5.41,5.67)kPa;正常脾脏杨氏模量均值为(11.67±2.90)kPa,95％CI(11.33,12.02)kPa.男性与女性间肝、脾弹性测量值差异均有统计学意义(P均＜0.05).年龄、BMI与肝、脾弹性模量值均无明显相关性.男、女性中,肝与脾弹性模量值均无相关性(P均＞0.05).结论 SWE可用以定量评价正常脾脏组织硬度.
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超声评估颈动脉粥样硬化与血流机械动力学改变的关系
R负相关、与CWT、YEM、PWV正相关(P<0.05);血压与各机械力指标及IMT相关性良好(P<0.05),血糖、血脂、吸烟相关性较差(P>0.05);CWT、PP、PWV、YEM诊断动脉粥样硬化准确度中等偏低(S=0.752、0.670、0.698、0.631).结论 局部因素的机械力(剪切力与环壁张力)在颈动脉粥样硬化发生发展过程的作用比系统危险因素更重要.
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实时剪切波弹性成像测量女性耻骨直肠肌杨氏模量值
目的 比较未育及已育初产妇耻骨直肠肌(PR)静息及大收缩状态下的杨氏模量值差异.方法 未育女性73例(未育组),已育初产妇45例(产后1～6年,已育组),利用剪切波弹性成像(SWE)分别在静息及大收缩状态下测量PR前部、中部及后部的杨氏模量值,并计算差值,比较两组的差异.结果 未育组及已育组双侧PR各部大收缩状态下的杨氏模量值均较静息状态下增大(P均＜0.01).未育组静息及大收缩状态下PR各部的杨氏模量值及各部收缩前后变化差值与已育组比较,差异均无统计学意义(P均＞0.05).结论 SWE可以定量评估耻骨直肠肌的弹性功能.未育及已育初产妇PR大收缩状态下的杨氏模量值均较静息状态下大.在静息状态下、大收缩状态下及收缩前后杨氏模量变化差值,已育初产妇与未育女性的杨氏模量值无差异,分娩对耻骨直肠肌弹性的影响不大.
