剪切波弹性成像临床应用进展.pdf

综述讲座剪切波弹性成像临床应用进展郑直【摘要】剪切波是一种横波在弹性介质中超声波的质点位移方向同波的传播方向是平行的它的传播速度与介质的硬度、弹性直接相关 近些年剪切波的物理特性被医学工程学家重新挖掘并应用在了医学影像领域利用剪切波去定量显示人体软组织的硬度 本文就剪切波弹性成像的基本原理以及其在肝脾疾病、甲状腺和乳腺恶性结节的鉴别、泌尿系统疾病、血管系统疾病、肌肉肌腱及神经疾病等应用进行述评【关键词】剪切波 弹性成像 应用进展中图分类号.文献标识码:./.【】.【】病变组织的软硬程度与良恶性存在相关性组织硬度一直被认为是组织病理学的生物标志物 过去是通过医师触诊评估这种方法主要限制是过度依赖检查者的经验和主观认识 等首先提出了超声弹性成像的概念超声弹性成像技术经过几十年的发展目前临床上基于超声成像的弹性成像 主 要 包 括:应 变 弹 性 成 像()、声辐射力脉冲成像()、二维剪切波弹性成像()、瞬时弹性成像()需要外部压力以产生组织的形变通过测量组织的变形程度来估计组织硬度该技术很大程度受操作者经验和技术的影响 是运用特质探头测量声束上感兴趣的某一点的剪切波传播速度并换算成杨氏模量从而评估该点的弹性目前 主要用于肝脏弹性测量肝脏瞬时弹性成像是一种新型的肝脏无创检查技术 技术是一种近年来发展的一种无创超声成像技术利用经过聚焦后的功率较大的声辐射力对组织产生推力使组织产生极小的瞬时位移从而评估组织硬度 是一种定量评价组织硬度的新技术是利用聚焦后的声辐射力超声压缩组织产生横向传播的剪切波通过仪器 作者单位:安徽芜湖皖南医学院第二附属医院 超声科医学科采集剪切并波测得速度再换算出杨氏模量可对生物组织弹性信息进行成像并对硬度量化可定量分析肿块及其周围组织的硬度值是一种实时的非侵入性成像技术具有实时、无创、简便等优点 本文就 的成像原理以及其在肝脾、甲状腺、乳腺、泌尿系统、血管疾病中的临床应用进行以下综述一、的成像原理弹性介质中存在两种声波一种是常规超声诊断所用的纵波另一种是横波其质点位移方向和波的传播方向是垂直的而剪切波就是横波的一种剪切波的产生需要足够大的激发力激发组织振动剪切波是利用超声速自动产生的声辐射力产生的不同组织对 推送光束表现出不同的瞬态响应可激励组织产生较明显的剪切波 剪切波产生后其传播需要质点间有适度的粘附力粘附力过大如骨骼或粘附力过小如液体气体剪切波传播会中断 目前临床上主要运用的是实时二维 而这需要力度足够大且范围足够大的声辐射力作为推力部分厂商采用常规 并实施多点聚焦产生柱状推力激励组织产生一个范围足够大且较强的剪切波而还有部分厂商采用超高速 发射器依次发射聚焦深度不同的聚焦 激励处类似马赫圆锥的剪切波 激发剪切波后还需要对剪切波采集部分厂商采用高速扫描仪高速成像随后对每帧图像上剪切波所处位置测量计算剪切波速度通过方向滤波器重建速度图像并将多组速度图像融合齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .将融合后的速度图像进行彩色编码叠加到二维声像图上从而形成实时二维的剪切波速度图 杨氏模量是评估组织弹性的物理量杨氏模量值越大说明剪切波速度越大组织的硬度越大可对患者组织弹性的变化进行反应杨氏模量 为组织密度 为剪切波在介质中的传播速度人体各组织中的密度较为恒定因此只需准确测出剪切波速度就可以得出杨氏模量准确测量杨氏模量需要被测体为各向同性的弹性体且影响杨氏模量一致性和稳定性的 个因素:呼吸运动、感兴趣区域深度和强回声后方声影干扰因此剪切波的运用也需要规范和谨慎 许多临床病变会引起组织硬度的变化因此定量评估组织硬度差异有助于诊断疾病并区分良性和恶性病变目前 成像已广泛运用于肝脾、甲状腺、乳腺、泌尿系统、血管疾病的临床检查二、的临床应用.在肝脾疾病中的应用:临床上肝纤维化评估的金标准是肝组织活检但肝组织活检是一种有创检查并且活检的体积也是有限的 超声剪切波技术诞生后临床上开始应用 对肝脏纤维化进行无创定量评估稳定性与准确性较高但 是在一维上的对感兴趣区域的定点测量缺乏二维直观图像并且存在较多的局限性如肝脏炎症体型肥胖及腹腔积液等因素均会对测量的准确性造成影响随着实时二维 的发展二维 在评估肝炎导致不同纤维化阶段方面具有良好的诊断性能崔艾琳等将杨氏模量值.作为诊断 期肝纤维化与 期肝纤维化的截断值其特异性为.敏感性为 还可应用于食管静脉()曲张的预测王雪梅等通过胃镜检查将肝硬化患者分为两组伴 组和不伴 组两组患者均应用 测患者肝脾硬度 测肝脏硬度评估 的 曲线下面积.测脾脏硬度评估 的 曲线下面积.研究指出对于肝硬化患者运用 测肝脾硬度可预测患者是否有 测脾脏硬度准确性更高 操作者的技术和经验直接影响到 测量肝脾弹性结果的准确性所以操作者都应该接受系统规范的培训这样可以更好的帮助诊断.在甲状腺良恶性结节鉴别诊断中的应用:甲状腺影像报告和数据系统()逐渐被临床认可并规范和统一了描述诊断为超声诊断医师和临床医师带来了方便 甲状腺结节在经过 评估后对二维超声超提示为 类及以上结节进行细针抽吸活检可以诊断绝大部分的结节但由于部分结节声像图良恶性之间存在较大的重叠导致不能得出确定诊断应用 测量结节硬度可以为诊断提供补充信息可进一步提高诊断准确性 唐丽娜等应用联合 诊断甲状腺良恶性结节分析结果显示联合诊断的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值分别为.、.、.、.、.其中 是最佳预测指标当.为诊断的最佳截断值研究指出联合诊断有效的提高了甲状腺良恶性结节的诊断效能 和 均可用于判断甲状腺结节性质刘保娴等比较 和 诊断甲状腺结节良恶性的诊断效能结果显示二者对鉴别甲状腺结节良恶性均有较高的临床应用价值 相对于 受影响因素较少 对于直径 的甲状腺大结节良恶性鉴别诊断有一定优势而 对于直径 的结节良恶性鉴别诊断能力更高 对结节硬度测量准确性受结节质地影响当结节内部大量钙化或大部分液化的时候会给测量结果带来干扰甚至导致测量失败.在乳腺良恶性结节鉴别诊断中的应用:美国放射学会()制定的乳腺影像报告和数据系统()提供了乳腺结节超声征象描述词典并给出了各类结节恶性可能性及处理意见在 版的 中没有把弹性成像纳入评估标准但是在 版的 中依然把二维声像图作为最核心的评判指标但是在结节相关特征的描述中弹性成像被纳入其中 乳腺不同组织的弹性模量存在差异这是 可以辅助诊断乳腺良恶性病变的基础李易凤等在二维声像图基础上选取 类及 类结节再联合 辅助诊断可以将.的 类结节调整为 类减少了不必要的穿刺活检或手术剪切波弹性 值在乳腺良恶性结节的评估中也有着提示作用有学者通过对乳腺结节进行 成像并分别测量(.)、(.)、(.)的杨氏模量结果发现(.)的诊断效能最高最有提示意义 国内外均有研究指出 联合 可提高对乳腺良恶性结节的诊断准确性但是在 指南中明确指出在乳腺结节评估中弹性成像的作用绝对不能凌驾于形态学特征之上因此笔者认为应用 评估乳腺结节的时候需要谨慎不能将 作为一个单独评价的指标需要在结节形态学基础上再结合 辅助诊断.在泌尿系疾病中的应用:世界及欧洲超声医学与生物学联合会指南中指出 对肝脏、甲状腺及乳腺辅助运用已较为成熟但是并未阐明肯定 齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .对泌尿系的应用 肾活检是诊断慢性肾脏疾病()的金标准其缺点为操作时有创伤性不宜反复进行而化验室检查对于早期 并不敏感临床一直寻求无创且诊断效能高的方法 常见的病理表现是肾间质纤维化随着肾间质纤维化的进展可导致肾脏硬度的增加因此利用 测量肾脏的硬度从而间接反映肾脏纤维化程度廖伟增等研究指出 组左肾中下部皮质、肾窦部、肾髓质杨氏模量值均高于健康体检组组间差异有统计学意义 可较准确的无创评估 患者的肾脏纤维化程度 彭凌燕等对例慢性肾脏疾病患者应用 测量肾皮质和肾髓质的杨氏模量值研究指出随着肾小管间质萎缩和肾脏纤维化的进展肾皮质杨氏模量和肾髓质杨氏模量将逐渐增大杨氏模量值与肾功能不全的进展有相关性 但是由于目前对于正常肾脏杨氏模量的阈值还没有统一而且肾脏自身解剖的特点导致各区域的杨氏模量值有区别这些都是需要进一步解决的问题 在前列腺疾病的诊断中运用也日渐增多目前临床研究主要分两部分一是应用 测量前列腺的杨氏模量无创评估前列腺良恶性疾病另一研究方向是联合 经直肠穿刺活检前列腺梁蕾等对 例需要行前列腺直肠穿刺的患者在穿刺前给予 检查研究指出前列腺癌组的、均高于非前列腺癌组(.)联合血清 检测对早期前列腺癌的诊断价值较高 魏杰等对 例临床可疑前列腺癌的患者行直肠超声检查和 并经直肠穿刺活检在常规“”的基础上加穿 异常区研究指出常规直肠超声下穿刺的阳性检出率和单针检出率分别为.、.联合 后的阳性检出率和单针检出率分别为.、.有助于确定活检靶目标.在血管疾病中的应用:动脉斑块是临床常见病既往临床注重的都是斑块的大小以及血管狭窄程度近年来对颈动脉斑块的研究已经从原来注重血管狭窄程度转向评估斑块的形态和稳定性斑块的破裂及脑血管意外的发生与斑块表面形态和内部质地有关评估斑块稳定性的方法有血管内超声和超声造影临床近些年运用超声造影联合 评估颈动脉斑块的稳定性 粘迪对 例存在动脉斑块的患者行超声造影联合 检查研究指出强回声斑块组患者、高于混合回声斑块(.)混合斑回声块组患者、高于低回声斑块组(.)超声造影联合 可以更好的评估斑块的稳定性.在肌肉肌腱疾病中的应用:对于中枢神经系统损伤的、肢体痉挛运动障碍的患者临床一般只能够提供主观和定性的判断 可以实时下动态无创检测肌肉弹性变化无需进行有创的肌肉活检和复杂的实验室检查对于肌肉组织弹性评估有着非常好的应用前景 等研究显示随着年龄的增加肌肉的硬度不断加大肌肉的弹性模量也不断增加而且性别也存在着差异女性随年龄增加的程度较男性大 适度的持久运动对人体有益可以使肌肉硬度降低通过连续检测肌肉在整个运动过程中的硬度值变化发现肌肉在收缩前、收缩时及收缩后的杨氏模量值均不相同杨氏模量值的变化曲线与肌肉收缩过程相符合研究者指出长时间运动后肌肉的杨氏模量可以显著降低 等研究指出脊柱运动时需要腹横肌的辅助帮助而很多康复病人需要做脊柱稳定运动从而可以更好的改善治疗效果在康复病人运动时可以用 实时动态检测并且有选择的测量肌肉的杨氏模量从而指导正确的康复训练动作 患者疾病状态下的肌肉硬度也是有差异的有研究者将测试人员分为健康组和疾病组运用 分别测量两组的剪切波传播速度疾病组的剪切波传播速度明显低于健康组横向测量的速度明显高于纵向测量的速度 正常肌腱都是非常坚韧且富有弹性的但是在疾病或者损伤情况下其弹性值会发生不同程度的变化有研究者将测试人员分为正常组和跟腱断裂组运用 分别测量两组的弹性模量发现正常组跟腱的弹性模量平均值明显高于肌腱断裂组且正常组跟腱的弹性图是均匀的而跟腱断裂组跟腱的弹性图不均匀.在神经疾病中的应用:当神经因损伤后的 个月内被视为神经再生的“黄金时期”早期及时的评估神经损伤的类型及程度给临床采取何种治疗手段提供非常重要的参考信息最大限度的恢复神经功能近些年有学者研究用 评估神经的硬度从而评估神经的损伤神经硬度改变是某些神经疾病的重要特征因此无创定量评估外周神经的硬度变化对诊断有重要的意义 等将测试对象分成两组一组为正常健康人一组为腕管综合征患者分别用 测量两组对象的正中神经的杨氏模量结果显示腕管综合征患者正中神经的杨氏模量明显高于健康正常人且腕管综合征程度越重杨氏模量越高表明 可用于诊断腕管综合征 腕管综合征患者正中神经杨氏模量的增加可能与神经卡压后神经水肿、神经脱髓鞘从而引起纤维化有关 外周神经的神经纤维的不一致在声像图上容易出现各向异性在运用 测量神经硬度的时齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .候一定要考虑道体位的屈伸和探头切面方向陈思明等对健康青年男女各 例进行检测分别于腕关节自然位、最大掌屈位、最大背伸位及膝关节自然位、被动屈曲 下纵切和横切以检测正中神经和坐骨神经的剪切波弹性测值结果发现在同一关节位下探头纵切和横切时 测值有统计学意义且在纵切时 测值较大探头在同一切面时最大伸位、自然位、最大屈位三者 测值有统计学意义最大伸位测值最高 由于神经纤维各向异性的存在在用于 测量神经硬度时其杨氏模量和剪切波速度测值仍然需要进一步研究三、的局限性和展望剪切波被用来进行弹性测量最早的是一维剪切波弹性即 一般主要用来进行肝脏定点的弹性测量但由于无法提供二维信息并且测量值受到多种因素干扰目前已经运用较少 二维 是利用声辐射力脉冲激励组织产生剪切波并采集剪切波测得剪切波传播速度并换算出杨氏模量从而评估组织的弹性情况 但是目前各厂商所采取的二维剪切波成像激励方式各种各样采集方法也不同这就使得有的情况下评估的弹性模量阈值并不能完全统一 在利用所测剪切波速度换算杨氏模量时也有要求需要被测体是各向同性的弹性体肌肉及肌腱组织因内部肌纤维和神经纤维走行方向不一致在声像图上会经常出现各向异性的表现使得 测量的准确性和稳定性均会下降而对于一些硬度特别硬的组织二维 检查由于剪切波无法通过剪切力传播会在组织中心出现空心现象使得 检查无法正常进行被测体最准确的弹性信息应该是三维方向的评估二维 只能反映被测体两个维度的弹性情况而实时三维 可以立体全面的展示被测体矢状面、横断面及冠状面的硬度特征在每一种断面上均可做多个断层切面扫查可以获得更加全面的弹性信息对组织弹性的评估更加客观更加全面更加精准 目前临床已经开始着手于三维 对乳腺、妇科及泌尿系疾病的诊断运用尽管二维 受一些因素的影响在一些诊断标准方面还没统一化但是作为最新的弹性成像技术有着实时、定量、准确性较高可重复性等优点目前已广泛用于临床随着实时三维 的研究应用 将有着更良好的应用前景参 考 文 献 聂晖杨晓.剪切波弹性成像测量正常人甲状腺杨氏模量影响因素的研究.医学影像学杂志():.:.():.():.熊玲王硕华向谦等.肝脏瞬时弹性成像和超声诊断参数在脂肪肝诊断及病情程度评估中的应用价值.分子影像学杂志():.曹静.声脉冲辐射力弹性成像技术联合血清 对胆道闭锁患儿的诊断及其与肝纤维化程度的相关性分析.中国医学创新():.陈思明文晶王月香等.剪切波弹性成像量化评估外周神经硬度的研究.中国医学影像学杂志():.韩萌赵巧玲吴延琴.基于 及 定性定量参数在诊断乳腺肿块的 回归分析应用.影像研究与医学应用():.:.():.李良芳朱俊志欧海宁等.剪切波弹性成像超声在脑卒中偏瘫上肢痉挛定量评估中的应用.中国康复医学杂志():.吴晓曼沈波朱正.实时剪切波弹性成像技术在慢性肾病中的临床应用分析.医学影像学杂志():.张红伟林爱龙王志涛.剪切波弹性成像技术检测颈动脉斑块不同位置杨氏模量在颈动脉内膜剥脱术前、后一致性的对比研究.中华脑科疾病与康复杂志():.():.崔艾琳王佳冰徐莉力等.二维剪切波弹性成像与瞬时弹性成像对慢性乙型肝炎患者肝纤维化诊断效能的探讨.临床超声医学杂志():.王雪梅张瑶杨学平等.二维剪切波弹性成像评价肝脾硬度对乙型肝炎肝硬化食管静脉曲张的预测价值.临床肝胆病杂志():.唐丽娜刘娜香陈琬萍等.联合剪切波弹性成像对甲状腺结节良恶性的鉴别诊断价值.肿瘤():.刘保娴梁瑾瑜谢晓燕等.剪切波弹性成像与实时组织弹性成像技术在甲状腺结节良恶性鉴别诊断中的应用价值.中华医学超声杂志(电子版)():.李俊来黄炎王知力等.乳腺实时剪切波弹性成像的组织定征研究.中华医学超声杂志(电子版)():.李易凤陈武刘晓芳等.剪切波弹性成像在乳腺结节 、类中的应用价值.中国超声医学杂志():.():.廖伟增罗志京蔡敏娴等.实时剪切波弹性成像在慢性肾脏病的诊断及评估分期中的应用价值.现代医用影像学():.彭凌燕钟婷婷范秋灵等.肾组织超声弹性成像与慢性肾脏病患者的临床病理改变相关.中华肾脏病杂志():.梁蕾孙铮孙亚等.经直肠超声剪切波弹性成像在鉴别前列腺外周带良恶性病变中的应用.中国超声医学杂志():.魏杰杨晓魏灿等.超声剪切波弹性成像引导前列腺穿刺的应用及其在前列腺良恶性病变诊断中的价值.中华男科学杂志():.粘迪.剪切波弹性成像联合超声造影评价颈动脉斑块稳定性的临床研究.中国医学创新():.齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .:.()():.:.():.():.:.():.:.():.():.:.():.:.():.陈思明文晶王月香等.剪切波弹性成像量化评估外周神经硬度的研究.中国医学影像学杂志():.刘琳曹秀群张博等.乳腺结节三维剪切波超声成像冠状面参数优化 分类的临床研究.中国临床医学影像杂志():.(收稿日期:)基于 及 下脉络膜影像学标志物的研究进展吴雪霁 赵海峰【摘要】脉络膜是眼球主要的血管组织其在多种脉络膜视网膜疾病中的作用已被研究 随着技术的发展增强型深度成像光学相干断层扫描()、扫描源扫频光学相干断层扫描成像()以及光学相干断层扫描血管成像()应运而生从手动分割到自动分割和二值化方法的逐渐转变促使了脉络膜的三维重建增加了脉络膜影像标志物的精确性和可重复性 这些标志物提供了对发病机制的更好理解有助于诊断以及鉴别诊断并且在未来也可能有助于设计治疗方案 本文主要对 及 下的脉络膜影像学标志物进行综述通过这些标志物对健康和疾病中的脉络膜提供基本的了解【关键词】脉络膜 影像学标志物 脉络膜指数中图分类号.文献标识码:./.:.【】.()()().【】脉络膜是眼球中富含血管的结构位于视网膜色素上皮()膜复合体和巩膜之间结构可分为三层血管最内层为脉络膜毛细血管层其 基金 项目:安徽 省重 点 实 验 室 活 性 生 物 大 分 子 研 究 项 目()作者单位:安徽芜湖皖南医学院弋矶山医院 眼科 通信作者:赵海峰:.次是 层和 层 脉络膜还包含一些非血管细胞如黑色素细胞、成纤维细胞、非血管平滑肌细胞和免疫活性细胞等由胶原蛋白支持脉络膜提供营养并清除视网膜色素上皮()和外层视网膜的代谢废物在维持视网膜功能和视力方面发挥着关键作用 脉络膜循环状态受年龄、眼轴长度、氧合、灌注压、各种眼部病理状况和全身性疾齐齐哈尔医学院学报 年第 卷第 期 .