超声弹性成像

百胜超声弹性成像及定量分析(Real-time Elastography Imaging with Quantity ElaXto TM)

百胜超声弹性成像技术-ElaXto TM利用非相干的射频信号频谱应变估计法，分析肿瘤或其他病变区域与周围正常组织间弹性系数的差异、在外部压力作用下产生应变大小的不同，以黑白、伪彩或者彩色编码的方式显示，来判别病变组织的弹性大小，从而实现临床应用中的鉴别诊断。

技术原理：

ElaXto TM超声弹性成像技术，亦称实时应变成像技术Real-time Elastography Imaging，其基本原理为：根据不同靶组织（正常及病变）的弹性系数不同，在加外力或交变振动后其应变（主要为形态改变）的不同，收集靶组织在某时间段的各个片段信号，通过主机处理，再以黑白、伪彩或者彩色编码的方式显示，最终通过对弹性图像的判读诊断靶组织的良恶性质或者组织的特性【图表1】。

图表1：用不同的方式显示组织弹性

在相同外力作用下，弹性系数大，引起的应变小；反之，弹性系数小，相应的应变大。也就是说在同等压力条件下柔软的正常组织变形超过坚硬的肿瘤组织。施加一个外力后，比较加压（用超声探头紧压病变）前后靶组织弹性信息的超声图像、前后病变的应变来说明靶组织的硬度，后者是鉴别病变性质的重要参数。超声弹性成像即是利用生物组织的弹性信息帮助疾病的诊断。

弹性成像技术实现方法

1）弹性成像技术实现方法

这一成像技术一般采用两种方法实现：相干法和非相干法。

相干法：通过互相关技术对施压前、后的射频信号进行时延估计，可以计算出组织部不同位置的移动，进而计算出组织部的应变分布情况[1]。

Strain=(△t1-△t2)/△t1

=[(t1b-t1a)-(t2b-t2a)]/(t1b-t1a)

其中t1a，t1b表示没有加压前回波中相邻两个回波界面的回波位置（度量单

位为时间），t2a，t2b表示压缩后这两个回波的位置。△t1，△t2是两个波的时延。

相干法要求组织和系统保持相对的稳定。但是由于组织压缩，相应的回波信号会产生不同程度的畸变，每段信号可能与原信号部分地重合，因此时延计算的结果不够准确。为了消除波形畸变对时延估计的影响，有一些改进的技术出现，如对数压缩法、1比特量化法和压缩扩展法（Companding）等。

非相干法：百胜使用的射频信号频谱应变计算法就是一种非相干的方法[2]。由于组织的压缩，回波信号会在时域表现出一定的压缩，在频域将产生对应的扩展。波形的压缩和扩展都和组织部的应变分布有关。通过对发出的原始跟踪射频信号（跟踪波）和回波射频信号的频谱对照和分析，就可以计算出频谱中心的移动。而这种频谱中心的漂移可以对应于组织部应变的分布。非相干的方法进行弹性成像的好处是成像质量高，能够不受呼吸、心跳、脉搏波动等的影响，因此应用的围和前景更加广阔。

弹性成像的应用领域：

目前应用的领域有乳腺、甲状腺、淋巴结、前列腺病变的诊断；肝脏纤维化评估、皮肤肿瘤的检查、肌肉骨骼的应用和血管壁和静脉血栓等。目前国部分学者认为，特别在乳腺疾病的早期诊断中该方法优于常规多普勒超声和X线钼靶检查；从乳腺疾病诊断应用的结果来看, 其准确性为94.4 %,特异性为96.3%,敏感性为88.7%。以下三个病例乳腺癌、纤维化瘤和囊性变的弹性成像图，由百胜魅力至尊版设备所得。

弹性成像在应用中已经发现了这一技术的优势：可以帮助常规成像进行小乳腺癌的鉴别诊断；可以减少乳腺肿瘤BI-RADS 超声3级评分的肿瘤进行穿刺确诊；当恶性肿瘤的超声特性不太确定或者出现矛盾的良性特征时，弹性成像可以帮助确诊。

弹性成像病灶硬度分级：

百胜公司建议采用绿色代表较软的组织，红色代表较硬的组织，而蓝色代表中间硬度的组织，这是基于较软的组织一般代表了良性病变，和绿色象征和平与希望的涵相一致，而较硬的组织往往和恶性病变相关，和红色作为一种警告色的特征也相符。

1.乳腺病变的弹性评分

1级，为囊肿所特有的多层彩色图案；2级，整个病灶皆出现中等应变，呈蓝色；3级，病灶的大部分区域出现中等应变呈蓝色，但少部分区域出现红色无应变区；4级，病灶的大部分区域呈红色无应变区；5级，病灶的全部或包括病灶周围在的区域呈红色无应变区。

1～3级多见于乳腺良性病变，4～5级需考虑乳腺癌。

1级 2级 3级

4级 5级

2.甲状腺病变的弹性评分

1级，整个病灶皆呈蓝色中等应变区；2级，病灶的大部分区域呈蓝色中等应变区，但少部分区域出现红色无应变区；3级，病灶的大部分区域显示为红色无应变区；4级，病灶的全部区域皆表现为红色无应变区。

1～2级常见于甲状腺良性结节，3～4级多见于甲状腺癌。

1级 2级

3级 4级

3.浅表淋巴结病变的弹性评分

1级，淋巴结的蓝色中等应变区占据大部分区域，绿色高应变区面积次之，红色无应变区面积最小；2级，淋巴结的蓝色中等应变区占据大部分区域，红色无应变区面积

次之，绿色高应变区面积最小；3级，淋巴结的红色无应变区占据大部分区域，蓝色中等应变区面积次之，绿色高应变区面积最小。

1～2级常见于良性淋巴结病变及血液病性淋巴结病变，3级须警惕淋巴结转移癌。

1级 2级 3级

弹性成像定量分析

百胜弹性定量测量分析（QELAXTO）采用原始测评信号测量分析，结合色阶以数值0-100相对表示组织的平均软硬度，同时以SD表示组织的软硬度的均匀性。而两个不同感兴趣组织弹性的绝对值之比采用射频信号所得数值进行分析，以ELX1/X2表示。如图所示：

Mean:感兴趣像素弹性平均值（0-100色阶表示）

SD:感兴趣像素弹性标准差

ELX1/X2：两个感兴趣像素弹性比值（弹性绝对值之比）

ElaXto TM超声弹性成像技术是一项秉承了传统超声无创性诊断优势的新兴检查技术，为乳腺、甲状腺、淋巴以及血管疾病等的诊断提供了新的思路和方向，尤其在乳腺病诊断方面有其独特的优势，因此该项技术是很具有临床价值的新技术，并将在多个应用领域中拓展和深入。