張 熙

法國聲科影像 市場部

極速成像平臺令超聲技術(shù)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(yàn)的醫(yī)生，通過感受病灶的軟硬度及其與周圍組織的關(guān)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(xué)技術(shù)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(jì)90年代以來，隨著探頭技術(shù)、微型計算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，在超聲領(lǐng)域，發(fā)生著一系列的技術(shù)革新，使超聲由簡單的以解剖結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)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(chǔ)的E（Elasticity）超。其中，極速成像技術(shù)起到了重要的作用。

所謂“極速成像技術(shù)”，其實(shí)是極速成像技術(shù)、極速傳輸技術(shù)和極速處理技術(shù)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(shù)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(chǔ)，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(chǔ)，最高采集幀頻達(dá)到20000幀，有效地采集到組織內(nèi)極其微弱的剪切波運(yùn)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(yùn)動軌跡輸入到軟硬件極速復(fù)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(yùn)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(shù)，被行內(nèi)人士稱為二維實(shí)時剪切波彈性成像技術(shù)（Shear Wave Elastography?，SWE?），并誕生了超聲剪切波彈性成像領(lǐng)域的標(biāo)桿：E-成像模式。

E-成像模式是極速成像技術(shù)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(zhǔn)確的指導(dǎo)作用。在乳腺、甲狀腺、前列腺、肝臟等應(yīng)用中，得到了良好的證明。2013年，美國放射學(xué)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(biāo)，使3、4a類腫物的診斷準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中。這標(biāo)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(jìn)一步發(fā)展，E-成像的應(yīng)用范圍和應(yīng)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(jìn)行全面評估，被國內(nèi)外專家盛贊為“超聲成像的藝術(shù)”！

除此以外，科學(xué)家在極速成像技術(shù)的平臺上，還大力開發(fā)出極速多普勒技術(shù)和彩色脈搏波技術(shù)，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(yùn)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(yùn)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(yù)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(fù)雜和原始，相信有了聲藍(lán)，對于超聲醫(yī)生測量脈搏波速度具有非常好的促進(jìn)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(shù)與傳統(tǒng)超聲成像技術(shù)相結(jié)合，將會使超聲這種價廉物美、無輻射、實(shí)時的影像儀器煥發(fā)出新的生命和光彩。

E-成像技術(shù)原理圖顯示組織真實(shí)彈性模量值（單位：kPa）