二、弹性成像检测技术

目前临床广泛应用的有位移或应变成像、剪切波成像两种弹性成像形式（图2-13）。

位移或应变成像的成像方法包括应力式弹性成像及声辐射力脉冲应变成像。前者包括应变弹性图（strain elastography，SE）、应变率弹性成像（strain ratio imaging，SRI）；后者为ARFI发展的第一阶段，其代表技术为声触诊成像（VTI）。

剪切波成像的成像方法包括单点剪切波弹性图（point shear wave elastography/ARFI quantification，pSWE/ARFI定量测量）、二维剪切波弹性图（2D shear wave elastography，2D SWE）以及一维瞬时弹性图（1D transient elastography，TE）等。其中，pSWE为ARFI成像的第二发展阶段，代表技术为声触诊定量技术（VTQ）；2D SWE则为ARFI成像发展的第三阶段，代表性技术为声触诊组织成像与定量（VTIQ）和超高速剪切波成像（SSI）。

超声探头在组织外表面施加外力或者在内部进行生理性搏动激发，组织受力会产生形变。组织硬度较大时，形变量比较小；组织较软时，则形变量比较大。通过测量组织对压力的响应，来估测组织硬度大小。

弹性系数小的组织受压后位移变化大，显示为红色；弹性系数中等的组织显示为绿色，弹性系数大的显示为蓝色，以色彩对应不同组织的弹性编码，反映组织硬度。根据图像色彩来反映组织软硬度，能生动地显示和定位病变。判定标准主要包括弹性评分法和应变率比值法（SR）等。

以弹性评分评判良恶性，直观、简便，也有利于多发病灶的显示。

①强烈依赖于医生在组织上施加外力的经验，成像分级受到操作者手法、呼吸、心跳及主观因素的影响，如果经验不足可重复性低，甚至很有可能无法成像；②如果施加的是外力，只能检测比较浅表的组织硬度，对于较深的组织，外压力引起的组织位移太小而无法区分硬度；③由于外力是随机施加的，使得检测得到的组织硬度是不定量的，只能够得出组织相对硬度大小；④应力式弹性成像所反映的并不是被测体的硬度绝对值，而是与周围组织相比较的相对值。

将施加于组织外表面的力扩展为施加在组织的内部，利用超声探头在组织内进行短暂而高能量的声场聚焦，在组织内形成一个高能声脉冲，这个声脉冲能形成一个局部的脉冲辐射力，并使聚焦组织发生形变。常规超声辨别组织成分的异同基于组织声阻抗，表达其物理特性；而VTI技术从组织的机械性能出发，根据乳腺恶性病灶的内部及周边区域的硬度明显大于良性病变的特点，可区分常规超声难以鉴别的声阻抗相同而硬度不同的病变组织。

在受到相同大小的辐射力作用时，若组织的峰值形变量越大，达到峰值形变量所需时间越长，且恢复到组织原位置的时间越长，那么组织的硬度就越小，反之组织硬度越大。VTI技术可直观反映组织弹性，多以黑、白表示组织相对硬度，颜色越深表示硬度越大。判定标准主要包括弹性成像分级和面积比值法等。

病灶的超声表现的多样性以及多种性质的病灶常混合存在，造成超声诊断灵敏度、特异度不是十分理想。VTI可较二维超声边界更加清晰，恶性肿瘤尤为明显，操作简单，为常规超声评价病灶良恶性的补充。另外，VTI显示部分恶性肿瘤的范围大于二维超声，与恶性肿瘤向周围组织浸润性生长有关。

VTI对于直径较小的结节，诊断灵敏度及准确度均下降，结节与周围正常组织弹性系数接近时，VTI技术的应用及判定中容易出现偏差。单依据VTI技术诊断乳腺结节的良恶性有局限性。

通过超声探头发射声脉冲波导致感兴趣区组织发生反复的微小的形态变化，在感兴趣区形变的过程中，产生横向传播的剪切波，再通过探头接受回波信号来计算剪切波速度（shear wave velocity，SWV），可以定量反映组织弹性，SWV越高，组织的硬度越大。

与VTI成像不同，VTQ技术不直接评估目标区域的位移本身，而是通过测量与声束垂直方向的SWV来反映目标弹性。

VTQ技术提供的是一种可在临床上无需对感兴趣区域进行任何手动施压，有效评估组织硬度的非侵入性、定量检测的方法，测量方便，客观性、可重复性较好。

①VTQ中的SWV测值会受到多种因素的影响，如心脏及大血管搏动、吞咽、呼吸运动、感兴趣区深度和角度等。②VTQ的取样框偏大（0.5cm×0.5cm），不适用于≤0.5cm 结节，而且结节的大小、位置也对VTQ测值有一定影响，低能量的剪切波常会导致SWV取值失败。③无法直观反映病变整体的硬度情况。④VTQ 只能进行单点的测量，不能直观反映病变整体硬度情况，有研究指出于乳腺病灶的应用中失败率高达16%，存在测值偏低或偏高的可能，甚至出现无法测出SWV 值的情况（显示为x.xx m/s），可能是结节硬度太高或太低超过了VTQ的测量阈值。⑤在组织内施加高能的声场，人体组织的温度上升比较高。需要严格控制声场能量，以免对人体组织造成损伤。

VTIQ及SSI成像均可同时对目标病灶进行定量和定性的分析。以传统VTQ技术为代表的ARFI定量测量只能反映某一点硬度的均值，而VTIQ可针对病灶进行多点多次测量。

VTIQ通过多点多次对病灶进行测量，使得SWV值能更准确直观地反映病变整体硬度情况。

具备质量、时间、位移和速度四种模式，能够对结节进行定量和定性分析，比VTQ的单点测量更加稳定；VTIQ 可直观显示病灶内部不同硬度的区域，同时VTIQ 测量范围更宽，达0.5～10.0m/s，ROI明显小于VTQ，在同一帧VTIQ 速度图上可以同时测量多组SWV 数据，使数据更具代表性，更能准确反映病变内的硬度情况。

除了经验依赖等局限性之外，VTIQ只能静态显示病灶内不同区域硬度的二维分布。乳腺内不同组织弹性系数各不相同，但是良恶性病灶的弹性系数之间有些重叠。如果是以瘢痕组织或者纤维为主的话，会导致SWV测值偏高，假阳性出现；如果是以炎性基质为主的恶性肿瘤，会导致SWV测值偏低，假阴性出现。

SSI是采用“马赫锥”原理，利用快速的声辐射力激励产生线性振源，然后利用特殊且超高速的超声成像技术来追踪剪切波传播路径上各点的位移，基于这些位移的时空分布图，以彩色编码技术实时显示出组织弹性图，更加直接且量化地反映组织的弹性。

SSI成像通过获得组织硬度的E值/SWV，尽可能避免主观因素的干扰，明显提高测值的可靠性。

①获得软组织的定量弹性值，减低操作者主观性；②组织弹性硬度是通过探头激发及获取，不需向组织施压，避免了额外应力对测值的影响；③全面反映ROI的弹性信息，可实时多点测量弹性参数SWV和弹性模量值；④具备超高速成像特征，其帧频可达每秒数千帧，可动态观察ROI内病灶的整体弹性值情况，选择性探查SWV值最高、最低区域，更具代表性，能显著提高成像速度及质量，具有较高的空间分辨率。

病变位置较深，受患者呼吸、血管搏动、心跳等影响，常出现假阳性及假阴性的结果。病变内出现液化和钙化、纤维化，常使得SWE值的可重复性和准确性有所降低等。

也需要外部激励脉冲产生剪切波，为一维瞬时显像，对于目标组织仍实行ROI内点剪切波速度的测量，获得平均剪切波速度，成像过程简单易行，但对于病灶的深度及定位则无法提供信息，使得该弹性成像于临床的应用受到一定限制。