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声触诊组织量化技术在脂肪肝分度诊断中的应用价值分析
目的 探讨声触诊组织量化技术(Virtual Tough Tissues Quantification,VTQ)在脂肪肝分度诊断中的应用价值.方法 将105例脂肪肝患者分为轻度(n=52) 、中度(n=33)、重度(n=20)3个亚组,另设正常对照组30例.对所有受检者进行常规超声扫描后,再应用VTQ技术进行检查,测量其剪切波速.结果 脂肪肝各亚组间剪切波速均值比较差异有统计学意义(P＜0.05 ).正常对照组与轻度脂肪肝亚组剪切波速均值比较差异无统计学意义(P＞ 0.05),与中度、重度脂肪肝亚组剪切波速均值比较差异有统计学意义(P＜0.05).结论 VTQ技术在评价脂肪肝程度中具有独特的优势和广阔的应用前景.
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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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基于磁共振的组织弹性测量
磁共振成像(MRI)是临床上使用非常广泛的一种医学成像技术,其具有成像质量高、便于三维立体成像和功能成像等优点,适用于对各种器官组织进行疾病的诊断.随着MRI的快速发展和普及,基于MRI的组织弹性测量或成像技术( MRelastography或MRE)也相应地受到广泛的重视并且获得了许多应用.在准静态激励条件下,MRI可以直接用来测量组织的位移和形变.在动态激励情况下,因为成像速度较慢的原因,MRI一般不适合直接用于动态位移的测量.这个时候就可借助标记法或者剪切波传播法实现MRE.目前,动态剪切波传播法已成为MRE的主流.在剪切波传播弹性测量方法上,借助于运动敏感的成像序列,可获得剪切波的时空相位信息,然后计算传播速度用以实现弹性的测量.相对于传统的基于超声的弹性测量技术,MRE有许多独特的优点,如基于三维空间测量的位移更加准确、观察范围大(超声只限于探头成像范围),以及特别适合于脑部等超声无法进入的组织进行弹性特征的研究等.本文主要介绍基于MRE,首先介绍MRE相关的测量技术及特点,然后介绍目前MRE在几种典型组织的应用情况,后总结该领域存在的问题并对未来的发展方向进行展望.
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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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导读
01专题
技术审评
目前已经获准上市产品中利用超声获取组织弹性的功能从原理上分为三种：静态/准静态弹性成像、剪切波弹性成像和瞬时弹性超声。《静态/准静态超声弹性成像产品的安全性、有效性评价思考》一文对静态/准静态超声弹性成像产品进行全面的介绍，并对其安全性、有效性的评价进行思考，从技术审评的角度提出看法，以期对该产品注册申报及技术审评有所帮助。 -
生物组织弹性的测量与成像:基于振的超声检测方法综述
生物组织力学特性的超声无损检测在生物医学的科学研究和临床实践中具有广泛的应用前景,是医学超声学研究的前沿课题.近二十年来,一些研究深入探讨了生物组织中振动的传播机制,提出了各种别具特色的组织弹性的超声测量和成像方法.这些方法有的采用外部振动单元产生激励,有的则利用声辐射力(Acoustic Radiation Force)将振动施加到生物组织内部,结合超声检测和信号处理技术,考察生物组织对振动激励的响应,实现组织弹性的测量与成像.本文主要对各种基于振动激励源的超声测量和成像方法进行综述.首先介绍相关的物理基础,然后筒述典型方法的实现原理,后探讨现阶段超声弹性测量和成像研究的不足,并对其未来的研究方向进行展望.
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基于剪切波变换的医学图像融合算法
剪切波变换是一种新颖的多尺度几何分析工具,具有多分辨率、多方向性、效率较高等优点,比小波变换、曲波变换、轮廓波变换等图像表示方法有独特有的优势.基于剪切波变换提出一种医学图像融合算法,先将原始图像通过剪切波变换分解为低频子带图像和高频方向子带图像,然后采用非负矩阵分解方法融合低频子带系数,再通过深入研究人类视觉系统的特性提出大视觉能量对比度方法,利用局部对比度和局部区域的能量和进行高频方向子带系数的融合,后通过剪切波逆变换得到融合图像.两组实验均显示所提出的融合方法在与其余3种融合方法的比较中,采用的5项客观评价指标均有4项指标达到优值,证明所提出的方法获取的融合图像效果好.
关键词： 医学图像 图像融合 剪切波 非负矩阵分解(NMF) 人类视觉系统 -
基于正交频率脉冲编码激励的软组织粘弹性定量测量
高频剪切波对粘性参数的准确估计非常重要.为了提高高频剪切波的检测能力,并研究其对粘弹性参数估计的影响,本研究探讨了基于正交频率脉冲激励的超声振动计方法.通过构造具有特定频谱特性的正交频率波形,经稀疏采样之后激励组织振动,可以增强剪切波的高频分量.以新鲜猪肝为对象进行离体实验.选择二进制编码和两种正交频率编码脉冲激励组织振动,然后分别运用激光振动计和超声对不同编码激励方式产生的剪切波进行检测.激光振动计实验证明了该方法可以有效增强剪切波的高频分量,而从超声实验结果上看,与二进制编码激励方式的结果相比,当只用100～400 Hz剪切波速度拟合求解时,三码片与六码片的正交频率脉冲激励所估计得到的剪切弹性和剪切粘性的相对偏差分别为2.3％和4.1％,13.6％和11.5％;而当将所有频率剪切波速度用于拟合求解时,三码片与六码片的正交频率脉冲激励所估计得到的剪切弹性和剪切粘性的相对偏差分别为10.6％和3.5％,5.4％和11.8％.实验结果表明,正交频率编码激励方式可以降低激励峰值声强,并提高系统对高频剪切波的检测能力;另一方面,高频剪切波对粘弹性估计值具有影响,但其影响方式还不确定,需要进一步研究.
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剪切波联合TI-RADS诊断标准对甲状腺病灶良恶性的诊断价值
目的 应用实时剪切波弹性成像(SWE)技术与甲状腺影像报告与数据系统(TI-RADS)联合,探讨一种更准确评价甲状腺实性结节良恶性的方法.方法 对129例患者共147个甲状腺实性结节行常规超声检查,并应用病灶杨氏模量平均值(Emean)对分级进一步调整,分析调整前后诊断效能差异.结果 佳界值为49.51 kPa,调整前、后ROC曲线下面积(AUC)分别为0.847、0.946,差异有统计学意义(P=0.009).结论 联合剪切波可更准确评估甲状腺结节的良恶性.
关键词： 剪切波 弹性成像 甲状腺 超声 甲状腺影像报告与数据系统 -
声触诊组织定量技术在狼疮性肾炎诊断中的应用研究
目的 评价声触诊组织定量(VTQ)技术在诊断狼疮性肾炎(LN)的应用价值.方法 同期选取LN患者53例(LN组)及健康志愿者57例(对照组),对所有入选者进行肾脏常规超声检查,并利用VTQ技术测量右肾下极实质的剪切波速度(SWV).结果 LN组与对照组的肾实质SWV值分别为(3.39±0.42)m/s、(2.98±0.36) m/s,两组比较差异具有统计学意义(P＜0.05).ROC曲线分析显示,VTQ技术诊断LN的曲线下面积为0.77,以SWV值=3.15 m/s为截断值,灵敏度67.90％、特异度73.70％.LN患者的肾实质SWV值与其病理分型严重程度呈显著正相关(r=0.304,P＜0.05),随着病理学分型严重程度的增加,SWV值增高.结论 VTQ技术可无创、定量地反映肾组织弹性变化,具有辅助诊断LN及评价其肾损害程度的潜能,有良好的临床应用前景.
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剪切波新算法在乳腺实性结节良恶性诊断中的应用
目的 应用实时剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)技术,探讨乳腺结节内部及周边杨氏模量平均值在乳腺结节良恶性鉴别诊断中的价值.方法 应用SWE技术,测量56位患者72个乳腺结节内部及周边杨氏模量平均值(EImean,ERmean),以病理结果为“金标准”,绘制ROC曲线,判断其诊断价值.结果 (1)良性组:EImean为:(37.65±7.99) kPa,ERmean为:(33.29±10.19) kPa,恶性组:EImean为:(50.87±17.19) kPa,ERmean为:(73.26±22.49) kPa.良恶性病灶EImean、ERmean差异有统计学意义.(2)通过绘制ROC曲线,结节内部EImean曲线下面积(AUC)分别为0.74,临界点为:40.15 kPa,结节周边ERmean曲线下面积(AUC)为0.94,临界点为:44.55 kPa.结论 结节周边ERmean为乳腺结节良恶性鉴别提供了一种新的方法,与结节内部EImean联合使用可进一步提高超声对乳腺良恶性鉴别诊断的准确性.
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二维剪切波成像诊断慢性乙型肝炎肝纤维化不同取值方法的对比研究
目的 探讨二维剪切波弹性成像诊断慢性乙型肝炎肝纤维化测量数据佳取值方法.方法 分析175例慢性乙型肝炎肝纤维化患者二维剪切波弹性成像肝脏弹性测值,以肝穿刺结果为诊断标准,比较采用均值和中位数两种不同测量数据的取值方法对慢性乙型肝炎肝纤维化分期的诊断价值.结果 以均值为取值方法诊断显著性肝纤维化、严重肝纤维化和肝硬化的受试者工作特征曲线下面积分别为0.916、0.939和0.950,以中位数为取值方法分别为0.913、0.936和0.943,以均值为取值方法的受试者工作特征曲线下面积均稍高于以中位数为取值方法,但两者无显著性差异(均P＞0.05).结论 建议采用测量数据的均值作为检查结果诊断慢性乙型肝炎肝纤维化分期.
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声辐射力脉冲成像技术检测肝占位性病变的初步研究
目的 探讨声辐射力脉冲成像技术(ARFI)对肝占位性病变鉴别诊断的临床价值.方法 应用ARFI技术对71例(共88个病灶)肝占位性病变患者进行检查,对检查结果进行对比分析,鉴别诊断其良、恶性.结果 原发性肝癌组、肝转移癌组与肝良性病变组剪切波速比较差异均有显著性意义(P＜0.05),原发性肝癌组与肝转移癌组剪切波速比较差异无统计学意义(P＞0.05).以2 m/s作为恶性病变的诊断标准,ARFI成像鉴别肝脏良、恶性肿瘤的敏感性为92%,特异性为86%.结论 ARFI技术可以直观地显示肝肿瘤的硬度,有效评价肿瘤组织的弹性变化,为肝脏良、恶性病变的早期鉴别诊断提供更多依据.
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超声造影及声辐射力脉冲成像技术对甲状腺结节的诊断价值
目的 探讨超声造影(CEUS)及声辐射力脉冲成像技术(ARFI)对甲状腺良恶性结节的诊断价值.方法 对88个甲状腺结节进行CEUS,分析其超声造影表现.并应用ARFI对甲状腺结节的硬度进行评估,获得结节内部及周边正常甲状腺组织的SWV值,通过绘制ROC曲线获得SWV值的曲线下面积及诊断界限值.评估各诊断方法的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及诊断符合率.所有病例均经病理证实.结果 88个结节中恶性29个,良性59个.CEUS诊断甲状腺恶性结节的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及诊断符合率分别为79.3％、91.5％、82.1％、90％、87.5％.以2.565 m/s作为诊断界限值,ARFI诊断甲状腺恶性结节的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及诊断符合率分别为75.9％、94.9％、88.0％、88.9％、88.6％,AUC为0.878,CEUS与ARFI两种检查无统计学差异,但两者结合诊断甲状腺恶性结节的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及诊断符合率分别为93.1％、89.8％、81.8％、96.3％、90.9％,分别高于CEUS及ARFI检查.结论 CEUS及ARFI对甲状腺良恶性结节有一定的鉴别诊断价值,二者联合可以提高诊断的符合率.
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VTIQ技术取样框大小对乳腺结节剪切波速度的影响
目的 比较分析声触诊组织成像定量技术(VTIQ)取样框大小对乳腺结节剪切波速度(SWV)测值的影响,旨在优化VTIQ技术在乳腺疾病中的检查方案.方法 研究72个结节回声均匀的乳腺结节超声影像资料,所有患者术前均行常规超声与VTIQ弹性成像检查,手术病理证实所有结节均为良性结节.术前进行VTIQ检查时设置三种不同规格取样框,大小分别为小取样框10 mm×10 mm、中取样框20 mm×20 mm及大取样框25 mm×38 mm,所有结节均在取样框内,根据结节大小选多个感兴趣区测SWV,然后分别计算结节的SWVmax、SWVmin、SWVmean和SWVmedian,分析VTIQ技术不同大小取样框对乳腺结节SWV测值的影响.结果 72个结节三种不同大小取样框下的SWVmax、SWVmin、SWVmean、SWVmedian比较均有显著差异(P值＜0.001),各取样框间两两比较除了中取样框与大取样框间SWVmin无统计学差异外(P=0.074),其余两两比较均有显著性差异(P＜0.05),并且小取样框测值大.结论 取样框大小直接影响SWV测值,小取样框SWV测值大.
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声触诊组织定量技术评价低温条件下兔肝脏改变的初步研究
目的 探讨声触诊组织定量(VTQ)技术在低温条件下兔肝脏改变中的价值.方法 建立-25℃环境下的兔低温模型,分别于低温前(T0)、低温时(T1～T4)5个时间点对肝脏右叶进行二维超声及声触诊组织定量技术检查,观察各个时间点肝脏的回声、剪切波速度(SWV).结果 实验兔肝右叶回声没有发生明显改变.实验兔肝脏右叶的剪切波速度在T1～T4各时间点与T0相比差异具有统计学意义(P＜0.05),并且随着时间的变化肝脏的剪切波速度值逐渐升高.从T2时间点开始,肝脏病理显示明显改变.结论 声触诊组织定量技术可以通过肝脏的剪切波速度值反映低温条件下实验兔肝脏的改变,为临床判断肝脏损伤情况提供指导.
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剪切波弹性成像引导穿刺活检诊断结核性腹膜炎
目的 探讨剪切波弹性成像(SWE)引导穿刺活检对结核性腹膜炎的诊断价值.方法 回顾性分析25例接受SWE引导穿刺活检(SWE引导组)及25例接受常规超声引导穿刺活检(常规超声引导组)的结核性腹膜炎患者的临床资料.比较2组穿刺活检取材成功率及并发症发生率的差异.结果 SWE引导组穿刺活检取材成功率为100％(25/25),穿刺相关并发症发生率为8.00％(2/25).常规超声引导组穿刺活检取材成功率为84.00％(21/25),穿刺相关并发症发生率为32.00％(8/25).SWE引导组穿刺活检取材成功率高于常规超声引导组(x2=4.348,P=0.037)且并发发生率低于常规超声引导组(x2=4.500,P=0.034).结论 相对于常规超声,SWE可更精准地引导靶向穿刺,并减少穿刺相关并发症.
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经直肠剪切波弹性成像对前列腺癌诊断价值的Meta分析
目的 采用Meta分析评价经直肠剪切波弹性成像在前列腺癌诊断中的应用价值.方法 检索2016年12月以前有关经直肠剪切波弹性成像诊断前列腺癌的中、英文文献,按照诊断性试验的纳入标准筛选文献,采用Meta-Disc 1.4及Stata 12.0软件对纳入的文献进行Meta分析.结果 共纳入8篇文献,其中经直肠剪切波弹性成像诊断前列腺癌的研究有5篇,汇总分析后,其诊断前列腺癌的合并敏感度(SEN)为0.80[95％CI(0.75,0.84)],合并特异度(SPE)为0.75[95％CI(0.71,0.79)],阳性似然比(PLR)为3.60[95％ CI(2.57,5.05)],阴性似然比(NLR)为0.17[95％CI(0.08,0.37)],SROC曲线下面积(AUC)为0.895.经直肠剪切波弹性成像辅助下穿刺诊断前列腺癌的研究亦是5篇,汇总分析后,其合并SEN为0.86[95％CI(o.83,0.88)],SPE为0.84[95％CI(0.82,0.85)],PLR为5.81[95％CI(3.07,10.99)],NLR为0.p4[95％CI(0.04,0.49)],SROC曲线下面积(AUC)为0.924.结论 经直肠剪切波弹性成像在前列腺癌诊断中有较好临床应用价值,且可作为经直肠超声引导下前列腺穿刺的辅助方法.
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CEUS及剪切波弹性成像诊断周围型胆管细胞癌研究进展
周围型胆管细胞癌是原发性肝癌的一种病理类型,近年来发病率逐渐上升.本病起病隐匿,临床症状不典型,早期诊断较困难,且恶性程度高,术前早期确诊并制定手术方案是获得长期生存的关键.CEUS及实时剪切波成像弹性诊断肝脏占位性病变有较高应用价值.本文对CEUS和实时剪切波弹性成像在周围型胆管细胞癌方面的应用现状进行综述.
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实时剪切波弹性成像在非肿块型乳腺癌诊断中的应用进展
乳腺癌是威胁全球女性健康常见的恶性肿瘤之一,根据肿瘤形态可分为肿块型及非肿块型,非肿块型在乳腺癌早期较为常见,但因其在临床中不易被触及,缺少典型的肿块超声表现,易导致误诊或漏诊,实时剪切波弹性成像(SWE)技术在早期正确诊断乳腺癌中可起到重要作用.本文对非肿块型乳腺癌的常见超声特点及SWE在非肿块型乳腺癌临床诊断中的应用进展作一综述.
