極速成像平臺令超聲技術煥發(fā)新的生命

張 熙

法國聲科影像 市場部

極速成像平臺令超聲技術煥發(fā)新的生命

張 熙

法國聲科影像 市場部

幾千年來，觸診一直是醫(yī)生診斷疾病不可缺少的檢查手段，很多有經(jīng)驗的醫(yī)生，通過感受病灶的軟硬度及其與周圍組織的關系，就可以了解疾病的性質(zhì)。不同性質(zhì)的軟組織，其軟硬度差異極大。然而如果病灶小、不在體表，醫(yī)生就很難靠手感受到。隨著影像學技術的發(fā)展，人們希望有一天，軟組織的硬度（彈性）也可以像解剖圖像一樣，定量地顯示在醫(yī)生面前。

20世紀90年代以來，隨著探頭技術、微型計算機技術等的發(fā)展，在超聲領域，發(fā)生著一系列的技術革新，使超聲由簡單的以解剖結(jié)構為基礎的A超、B超發(fā)展到以血流探測為主的C（CFI）超、D（Doppler）超，最終發(fā)展到以硬度病理為基礎的E（Elasticity）超。其中，極速成像技術起到了重要的作用。

所謂“極速成像技術”，其實是極速成像技術、極速傳輸技術和極速處理技術的統(tǒng)稱。目前大多數(shù)的超聲平臺，其采集圖像的幀頻最大不過幾百幀，但是極速成像技術打破了原有聲束成像對采集圖像的限制，不僅以馬赫圓錐原理和分層聚焦原理為基礎，激動探頭晶體，在組織中產(chǎn)生大量剪切波（Sonic Touch?），還以平面波為基礎，最高采集幀頻達到20000幀，有效地采集到組織內(nèi)極其微弱的剪切波運動軌跡（Ultrafast Imagining?），極速傳輸又以每秒3 GB的速度將數(shù)據(jù)傳輸，把剪切波運動軌跡輸入到軟硬件極速復合計算平臺（即極速處理平臺），從而得到二維平面上剪切波的即時運動速度（Q-box?測量），現(xiàn)代剪切波理論創(chuàng)始人Fink教授的研究成果表明：人體軟組織密度相差不大，其硬度主要由剪切波即時速度決定：E=3ρCs2。

這項技術，被行內(nèi)人士稱為二維實時剪切波彈性成像技術（Shear Wave Elastography?，SWE?），并誕生了超聲剪切波彈性成像領域的標桿：E-成像模式。

E-成像模式是極速成像技術的集大成者，它首次讓醫(yī)生看到：不同的病理變化，對于疾病的良惡性分期及病變程度的分級具有準確的指導作用。在乳腺、甲狀腺、前列腺、肝臟等應用中，得到了良好的證明。2013年，美國放射學會對超聲BI-RADS?分類做出重大修改，加入E-成像作為診斷乳腺腫物良惡性的指標，使3、4a類腫物的診斷準確性大幅升高；2014年，世界超聲聯(lián)合會（WFUMB）又將E-成像的參數(shù)直接納入到乳腺腫物診斷及肝臟纖維化判斷的標準中。這標志著E-成像帶來的超聲診斷變革已經(jīng)開始。未來，隨著超聲處理平臺的進一步發(fā)展，E-成像的應用范圍和應用價值會更加廣闊，目前在乳腺中，E-成像已經(jīng)可以從三維的角度，對乳腺腫物硬度進行全面評估，被國內(nèi)外專家盛贊為“超聲成像的藝術”！

除此以外，科學家在極速成像技術的平臺上，還大力開發(fā)出極速多普勒技術和彩色脈搏波技術，前者將同一心動周期的血流參數(shù)一次性記錄下來，集彩色多普勒和脈沖多普勒的優(yōu)勢于一身，一次性操作即可以將一大片組織的血流分布情況和血流的定量數(shù)據(jù)全部都記錄下來；后者可在2 s內(nèi)將血管壁精確的運動記錄下來，以距離/時間的簡單公式，自動顯示出血管壁相對探頭運動的速度，目前已有大量文章發(fā)現(xiàn)，血管壁搏動速度對各種血管病變（比如動脈硬化早期病變）均可有效、方便、精確地預測，以往超聲沒有極速平臺，測量脈搏波速度需要十余個心動周期，計算公式也頗為復雜和原始，相信有了聲藍，對于超聲醫(yī)生測量脈搏波速度具有非常好的促進作用，不僅如此，彩色脈搏波顯示的是兩時相的脈搏波速度，與以前傳統(tǒng)的脈搏波測量工具相比，更加客觀和精確。

放眼未來，極速成像技術與傳統(tǒng)超聲成像技術相結(jié)合，將會使超聲這種價廉物美、無輻射、實時的影像儀器煥發(fā)出新的生命和光彩。

E-成像技術原理圖顯示組織真實彈性模量值（單位：kPa）