Поперечно-волновая эластография

Контраст в ультразвуковой визуализации в оттенках серого возникает в основном из-за различий в сжимаемости и плотности тканей. Однако методы визуализации в современных ультразвуковых системах не могут восстановить абсолютные параметры материала непосредственно из полученных эхо-сигналов. В принципе, такая реконструкция возможна с помощью методов полной инверсии волнового поля, даже с использованием традиционных установок ультразвуковой матрицы, но вычислительная нагрузка этих методов все еще слишком высока для получения изображений в реальном времени.
Методы эластографии, которые могут отображать механические свойства ткани, были разработаны около 20 лет назад, сначала как методы визуализации деформации с использованием внешних источников деформации, а затем путем линейных измерений скорости поперечной волны без внешнего сжатия (рис.1А), но с использованием силы акустического излучения. Позже было создано полностью двумерное изображение поперечной волны, основанное на сверхбыстром захвате плоских волн с частотой повторения в килогерцовом диапазоне: путем наблюдения поперечных волн, распространяющихся на малых скоростях (1–10 м / с) с высокими - получение плоских ультразвуковых волн с частотой кадров позволяет измерить локальную скорость распространения поперечных волн. Этот метод позволяет получить клинические изображения скорости поперечной волны или модуля сдвига тканей. Поскольку поперечные волны возбуждаются силой акустического излучения, индуцированной сфокусированным ультразвуковым импульсом, основным преимуществом этого метода является то, что он менее зависим от оператора, чем методы визуализации деформации, основанные на ручной деформации. Основное клиническое применение этого метода - диагностика фиброза печени и определение характеристик опухолей молочной железы и щитовидной железы. Однако размер и расположение очага поражения, состав окружающей ткани и артефакты движения от дыхания или пульсации сосудов ограничивают точность эластографии сдвиговой волной. Кроме того, интенсивное клиническое использование эластографии также выявило высокую потребность в стандартизации, поскольку наблюдались различия в свойствах тканей, измеренных с помощью различных систем. Кроме того, в неоднородных средах наблюдаемая скорость волны может определяться не только средними свойствами ткани, но и ее границами, которые могут направлять волны и изменять наблюдаемую скорость. Правильное моделирование позволяет использовать эти эффекты и характеризовать жесткость на основе наблюдаемой скорости волны. В будущем методы инверсии полноволнового поля, применяемые к измеренному движению ткани, могут решить эту проблему за счет увеличения вычислительной сложности.