四维 (4D) 超声波剪切波弹性学使用顺序激发

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 超声波成像 超声波成像
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 目前剪波弹性图 (SWE) 仅限于2D成像,阻碍了对生物组织机械性质的全面3D分析.
• 实现4D (x,y,z,t) SWE对于探索三维组织力学至关重要,但在标准超声系统中面临硬件限制.

研究的目的:

• 为4D超声波剪切波弹性学 (SE-SWE) 引入一种超越硬件限制的新方法.
• 使用标准超声波系统实现生物组织的高分辨率3D剪切体积成像.

主要方法:

• 基于序列激发的剪切波弹性图形 (SE-SWE) 方法使用1024个元素的2D阵列与标准的256通道超声系统.
• 剪切波是通过对二维数组的四个子部分的顺序激发生成的,捕捉了波浪在多个平面上的传播.
• 来自这些子节的数据被复合起来,以创建体积剪波图像.

主要成果:

• 幻影研究表明,SE-SWE测量的剪波速度 (SWS) 与预期值之间存在强烈一致,验证了该方法的准确性.
• 在幻影研究中,SE-SWE成功地区分了组织硬性.
• 对胸的ex vivo实验表明,SE-SWE能够通过区分肌肉纤维方向的相对刚度来检测异构性质.

结论:

• 该SE-SWE方法代表了剪切波弹性学的重大进步,使得高分辨率的3D体积成像在1.6mm分辨率.
• 该技术为组织生物性质的3D剪切体积成像提供了简单有效的方法.