超音波エラストグラフィには、非常に多くの技術があります。

Quasistatic elastography / strain imagingEdit

Manual compression (quasistatic) elastography of invasive ductal carcinoma, a breast cancer.

Quasistatic elastography (historical reasons for sometimes called simply ‘elastography’) is one of the early elastography techniques.最も早いエラストグラフィの技術の1つである。 この手法では、組織に外部からの圧迫を加え、圧迫前後の超音波画像を比較する。 画像の中で最も変形していない部分が最も硬く、最も変形している部分が最も硬くないということになる。 一般に、操作者に表示されるのは相対的な歪み(ひずみ)の画像で、これは臨床的に有用であることが多い。

しかし、相対歪み画像から、定量的な硬さマップを作成することが望まれることが多い。 これを行うには、画像化される軟組織の性質と画像の外側の組織について仮定する必要がある。 さらに、圧縮された状態では、物体が画像の中に入ったり出たり、画像内を動き回ることがあり、解釈の問題が生じます。

Acoustic Radiation Force Impulse Imaging (ARFI) Edit

右甲状腺葉の甲状腺結節のARFI画像です。 ボックス内のせん断波速度は6.24m/sであり、高い剛性を反映している。 組織学的に乳頭癌が発見された。

Acoustic Radiation Force Impulse Imaging(ARFI)は、超音波を使用して組織の硬さの定性的2Dマップを作成する。 これは、集束超音波ビームからの音響放射力を使用して、組織内に「押し」を作り出すことによって行われる。 ビームの軸に沿った組織が押し下げられる量は、組織の硬さを反映しています。 ARFIは、押されたビームの軸に沿った定性的な硬さの値を示しています。 多くの異なる場所を押すことで、組織の硬さのマップが構築されます。 Virtual Touch imaging quantification(VTIQ)は、悪性頸部リンパ節の同定に成功した。

Shear-wave elasticity imaging (SWEI)Edit

せん断波弾性イメージング(SWEI)では、ARFIと同様に音響放射力によって組織の深部に「押し」が誘発される。 この押し出しによって生じた乱れは、せん断波として組織内を横方向に伝わります。 超音波やMRIなどの画像モダリティを使用して、波が異なる横方向の位置に到達する速度を見ることで、その間にある組織の硬さが推測されます。 弾性イメージング」と「エラストグラフィ」は同義語であるため、せん断波を用いた弾性マッピングの技術を示す本来の用語SWEIは、しばしばSWEに置き換えられている。 SWEIとARFIの主な違いは、SWEIがビーム軸から横方向に伝播するせん断波を利用し、せん断波の伝播パラメータを測定して弾性マップを作成するのに対し、ARFIは押し出しビーム軸から弾性情報を得て、複数の押し出しを利用して2次元剛性マップを作成する点である。 ARFIではせん断波が関与せず、SWEIでは軸方向の弾性評価が関与しない。 SWEIは超音波エラストグラフィーの最も先進的なモダリティの1つであるSupersonic Shear Imaging(SSI)に実装されている。

Supersonic Shear imaging (SSI) Edit

Supersonic Shear imaging of the stiffness during contraction of the hand muscles abductor digiti minimi (A) and first dorsal interosseous (B). スケールはせん断弾性率のkPaである。

超音波せん断イメージング(SSI)は、組織の硬さの定量的、リアルタイムな二次元マップを提供する。 SSIはSWEIに基づいており、音響放射力を使用して、関心対象の組織内に「押し」を誘発し、せん断波を発生させ、その結果生じたせん断波が組織内をどれだけ速く伝わるかで組織の硬さを計算する。 組織の局所的な速度マップは、従来のスペックルトラッキング技術によって得られ、組織を通過するせん断波の伝搬の完全な動画を提供します。 SSIには、2つの革新的な技術が導入されています。 第一に、ほぼ同時に多数のプッシュを行うことにより、SSIは超音速で媒体中を移動するせん断波の発生源を作り出します。 第二に、発生したせん断波を超高速イメージング技術で可視化することです。 この波動伝播の動画から、インバージョンアルゴリズムを用いて、媒体のせん断弾性を定量的にマッピングすることができます。 SSIは、深部臓器を1秒間に10,000フレーム以上撮像できる初めての超音波イメージング技術です。 SSIは、組織の力学的特性を表す定量的なin vivoパラメータを提供します。 8735>

このアプローチは、乳房、甲状腺、肝臓、前立腺、筋骨格系のイメージングにおいて臨床的な利点を実証した。 SSIは、多くの高分解能リニアトランスデューサを用いた乳房検査に使用されている。

Transient ElastographyEdit

Transient Elastographyは、組織の硬さを一次元(すなわち線)の画像で定量的に表示するものである。 モーターで皮膚を振動させ、組織内に通過する歪み(せん断波)を作り出し、その歪みが体内を通過する際の動きを1次元超音波ビームで画像化することで機能します。 そして、組織の硬さ(ヤング率)のデータを定量的に並べて表示する。 この技術は、主に肝硬変の診断などに使われる肝臓の評価装置「ファイバースキャン」で使われています。 8735>

Transient Elastography VCTE法を用いて得られた、正常肝臓(上)と肝硬変肝臓(下)のせん断波伝搬マップです。 肝硬度は肝硬変の肝臓で有意に高い。

Transient Elastographyは、1990年代後半に導入された当初はTime-Resolved Pulse Elastographyと呼ばれていました。 この技術は、組織にせん断波を引き起こすために使用される過渡的な機械的振動に依存している。 せん断波の伝播は超音波で追跡され、せん断波の速度を評価することで、均質性、等方性、純弾性(E=3ρV²)という仮説のもと、ヤング率が推定されます。 ハーモニックエラストグラフィと比較して、トランジェントエラストグラフィの重要な利点は、せん断波と圧縮波を分離できることです。 VCTEと呼ばれる1次元エラストグラフィーの特定の実装は、肝生検によって評価された肝線維症に相関する平均的な肝臓の硬さを評価するために開発されています。 この技術はFibroScanと呼ばれる装置に実装され、肝脂肪症の優れた代替マーカーである制御減衰パラメータ(CAP)も評価することができます

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