极速成像平台令超声技术焕发新的生命

张 熙

法国声科影像 市场部

极速成像平台令超声技术焕发新的生命

张 熙

法国声科影像 市场部

几千年来，触诊一直是医生诊断疾病不可缺少的检查手段，很多有经验的医生，通过感受病灶的软硬度及其与周围组织的关系，就可以了解疾病的性质。不同性质的软组织，其软硬度差异极大。然而如果病灶小、不在体表，医生就很难靠手感受到。随着影像学技术的发展，人们希望有一天，软组织的硬度（弹性）也可以像解剖图像一样，定量地显示在医生面前。

20世纪90年代以来，随着探头技术、微型计算机技术等的发展，在超声领域，发生着一系列的技术革新，使超声由简单的以解剖结构为基础的A超、B超发展到以血流探测为主的C（CFI）超、D（Doppler）超，最终发展到以硬度病理为基础的E（Elasticity）超。其中，极速成像技术起到了重要的作用。

所谓“极速成像技术”，其实是极速成像技术、极速传输技术和极速处理技术的统称。目前大多数的超声平台，其采集图像的帧频最大不过几百帧，但是极速成像技术打破了原有声束成像对采集图像的限制，不仅以马赫圆锥原理和分层聚焦原理为基础，激动探头晶体，在组织中产生大量剪切波（Sonic Touch™），还以平面波为基础，最高采集帧频达到20000帧，有效地采集到组织内极其微弱的剪切波运动轨迹（Ultrafast Imagining™），极速传输又以每秒3 GB的速度将数据传输，把剪切波运动轨迹输入到软硬件极速复合计算平台（即极速处理平台），从而得到二维平面上剪切波的即时运动速度（Q-box™测量），现代剪切波理论创始人Fink教授的研究成果表明：人体软组织密度相差不大，其硬度主要由剪切波即时速度决定：E=3ρCs2。

这项技术，被行内人士称为二维实时剪切波弹性成像技术（Shear Wave Elastography™，SWE™），并诞生了超声剪切波弹性成像领域的标杆：E-成像模式。

E-成像模式是极速成像技术的集大成者，它首次让医生看到：不同的病理变化，对于疾病的良恶性分期及病变程度的分级具有准确的指导作用。在乳腺、甲状腺、前列腺、肝脏等应用中，得到了良好的证明。2013年，美国放射学会对超声BI-RADS®分类做出重大修改，加入E-成像作为诊断乳腺肿物良恶性的指标，使3、4a类肿物的诊断准确性大幅升高；2014年，世界超声联合会（WFUMB）又将E-成像的参数直接纳入到乳腺肿物诊断及肝脏纤维化判断的标准中。这标志着E-成像带来的超声诊断变革已经开始。未来，随着超声处理平台的进一步发展，E-成像的应用范围和应用价值会更加广阔，目前在乳腺中，E-成像已经可以从三维的角度，对乳腺肿物硬度进行全面评估，被国内外专家盛赞为“超声成像的艺术”！

除此以外，科学家在极速成像技术的平台上，还大力开发出极速多普勒技术和彩色脉搏波技术，前者将同一心动周期的血流参数一次性记录下来，集彩色多普勒和脉冲多普勒的优势于一身，一次性操作即可以将一大片组织的血流分布情况和血流的定量数据全部都记录下来；后者可在2 s内将血管壁精确的运动记录下来，以距离/时间的简单公式，自动显示出血管壁相对探头运动的速度，目前已有大量文章发现，血管壁搏动速度对各种血管病变（比如动脉硬化早期病变）均可有效、方便、精确地预测，以往超声没有极速平台，测量脉搏波速度需要十余个心动周期，计算公式也颇为复杂和原始，相信有了声蓝，对于超声医生测量脉搏波速度具有非常好的促进作用，不仅如此，彩色脉搏波显示的是两时相的脉搏波速度，与以前传统的脉搏波测量工具相比，更加客观和精确。

放眼未来，极速成像技术与传统超声成像技术相结合，将会使超声这种价廉物美、无辐射、实时的影像仪器焕发出新的生命和光彩。

E-成像技术原理图显示组织真实弹性模量值（单位：kPa）