Томоэластография
Томоэластография (от древнегреческого τόμος tomos — «срез» и эластография — визуализация вязкоупругих свойств) — метод медицинской визуализации , который обеспечивает количественные карты механических свойств биологических мягких тканей с высоким пространственным разрешением (так называемые эластограммы). Это развитие эластографии. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] тем, что он генерирует немаскированные карты жесткости и вязкости по всему полю зрения, которые можно получить с помощью заданного метода визуализации. Медицинское ультразвуковое исследование и магнитно-резонансная томография ( МРТ ) являются наиболее часто используемыми методами визуализации для эластографии. Классическая эластография измеряет жесткость только в ограниченной области, например, на глубине 6 см в печени или в выбранной доле печени, и, следовательно, не может обеспечить обзор соседних тканей или органов. Томоэластография, напротив, представляет собой метод радиологической визуализации, позволяющий оценить количественные механические параметры всех органов и структур в поле зрения. [ 4 ] Более того, томоэластография не опирается на какой-то один конкретный метод визуализации. Хотя она была внедрена и в основном выполняется с использованием магнитно-резонансной эластографии ( MRE ), [ 2 ] томоэластографию можно распространить и на другие методы визуализации.
Для томоэластографии требуются внешние системы привода, которые могут эффективно генерировать поперечные волны по всему полю зрения, включая ткани глубоко внутри тела. Несколько драйверов можно комбинировать таким образом, чтобы волны распространялись от поверхности к телу с разных направлений, чтобы обеспечить полное освещение более крупных областей поперечными волнами. В томоэластографии часто используются механические вибрации на нескольких движущих частотах для многочастотного волнового анализа, чтобы стабилизировать обратных задач решения для реконструкции вязкоупругости . Стандартный способ многочастотной реконструкции вязкоупругости основан на фазовом градиентном анализе плоских волн. [ 5 ] тогда как другие методы используют решения уравнения Гельмгольца . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Возможность томоэластографии была впервые продемонстрирована на брюшной полости человека с использованием многочастотной MRE , где впервые стало возможным отображать жесткости значения (количественно выраженные как скорость сдвиговой волны в м/с) по всему аксиальному срезу МРТ . [ 5 ] Хотя эластограммы представляют собой количественные карты, изображения томоэластографии, как и другие радиологические изображения, часто представлены в стандартной шкале серого , что дает больший воспринимаемый контраст к тонким нюансам, чем цветовая шкала.
Приложения
[ редактировать ]В настоящее время большинство применений томоэластографии основано на МРТ , поэтому томоэластографию часто называют передовым методом MRE . Многочастотная томоэластография на основе MRE используется для диагностики диффузных заболеваний печени. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] заболевания почек, такие как дисфункция почечного аллотрансплантата, [ 12 ] волчаночный нефрит , [ 13 ] и иммуноглобулиновая нефропатия (IgAN). [ 14 ] Кроме того, томоэластография используется для визуализации рака. В печени вязкоупругие параметры повреждений диаметром менее 1 см можно определить количественно в диагностических целях. [ 15 ] Было показано, что рак поджелудочной железы является аномально жестким по сравнению с окружающей тканью, что приводит к сильному контрасту опухоли на эластограммах. [ 16 ] [ 17 ] В предстательной железе томоэластография позволила отличить рак от доброкачественных поражений. [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лернер Р.М., Хуанг С.Р., Паркер К.Дж. (1990). « Изображения «Соноэластичности», полученные на основе ультразвуковых сигналов в механически вибрирующих тканях». УЗИ Мед Биол . 16 (3): 231–9. дои : 10.1016/0301-5629(90)90002-т . ПМИД 1694603 .
- ^ Jump up to: а б Мутупиллай Р., Эхман Р.Л. (май 1996 г.). «Магнитно-резонансная эластография». Нат Мед . 2 (5): 601–3. дои : 10.1038/nm0596-601 . ПМИД 8616724 . S2CID 5140184 .
- ^ Ингольф Сак: Магнитно-резонансная эластография от фундаментальной механики мягких тканей до диагностической визуализации. В: Обзоры природы Физика. 5, 2023, С. 25, два : 10.1038/s42254-022-00543-2 .
- ^ Мешок I (2016). Принципы и применение магнитно-резонансной эластографии . Сомерсет: John Wiley & Sons, Incorporated. ISBN 978-3-527-34008-8 . OCLC 965775099 .
- ^ Jump up to: а б Чшеч Х., Го Дж., Диттманн Ф., Хирш С., Барнхилл Э., Йоренс К., Браун Дж., Сак I (май 2016 г.). «Томоэластография путем многочастотного восстановления волнового числа из распространяющихся поперечных волн, гармонических во времени». Анал с медицинским изображением . 30 : 1–10. дои : 10.1016/j.media.2016.01.001 . ПМИД 26845371 .
- ^ Папазоглу С., Хирш С., Браун Дж., Сак И. (апрель 2012 г.). «Многочастотная инверсия в магнитно-резонансной эластографии». Физ Мед Биол . 57 (8): 2329–46. Бибкод : 2012PMB....57.2329P . дои : 10.1088/0031-9155/57/8/2329 . ПМИД 22460134 . S2CID 25278940 .
- ^ Хонавар М., Сахебьявахер Р., Синкус Р., Ролинг Р., Салкудин С.Э. (декабрь 2013 г.). «Реконструкция модуля сдвига методом конечных элементов на основе витков без предположения локальной однородности: случай гармоники во времени». IEEE Трансмедицинская визуализация . 32 (12): 2189–99. дои : 10.1109/TMI.2013.2276060 . ПМИД 23925367 . S2CID 5807358 .
- ^ Барнхилл Э., Дэвис П.Дж., Ариюрек С., Фельнер А., Браун Дж., Сак И. (май 2018 г.). «Гетерогенная многочастотная прямая инверсия (HMDI) для магнитно-резонансной эластографии с применением к клиническому исследованию мозга» (PDF) . Анал с медицинским изображением . 46 : 180–188. дои : 10.1016/j.media.2018.03.003 . hdl : 11693/49924 . ПМИД 29574398 . S2CID 4964009 .
- ^ Райтер Р., Чач Х., Швахофер Ф., Хаас М., Байерл К., Муч М., Клатт Д., Маджумдар С., Уяник М., Хамм Б., Браун Дж., Сак И., Асбах П. (март 2020 г.). «Диагностические показатели томоэластографии печени и селезенки при стадировании фиброза печени» . Евро Радиол . 30 (3): 1719–1729. дои : 10.1007/s00330-019-06471-7 . ПМК 7033143 . ПМИД 31712963 .
- ^ Мартикорена Гарсия С.Р., Альтхофф С.Э., Дюрр М., Халлек Ф., Бадде К., Гриттнер У., Буркхардт К., Йоренс К., Браун Дж., Фишер Т., Хамм Б., Зак И., Го Дж. (февраль 2021 г.). «Томоэластография для продольного мониторинга изменений вязкоэластичности в печени и почечных аллотрансплантатах после противовирусного лечения прямого действия у 15 реципиентов трансплантата почки с хронической инфекцией ВГС» . Джей Клин Мед . 10 (3): 510. doi : 10.3390/jcm10030510 . ПМК 7867050 . ПМИД 33535495 .
- ^ Худерт К.А., Чачч Х., Рудольф Б., Блакер Х., Лодденкемпер С., Мюллер Х.П., Хеннинг С., Буфлер П., Хамм Б., Браун Дж., Хольцхюттер Х.Г., Виганд С., Сак И., Го Дж. (апрель 2019 г.). «Томоэластография для оценки детской неалкогольной жировой болезни печени». Инвест Радиол . 54 (4): 198–203. дои : 10.1097/RLI.0000000000000529 . ПМИД 30444796 . S2CID 53568878 .
- ^ Мартикорена Гарсия С.Р., Фишер Т., Дюрр М., Гюльтекин Э., Браун Дж., Сак И., Го Дж. (сентябрь 2016 г.). «Многочастотная магнитно-резонансная эластография для оценки функции почечного аллотрансплантата». Инвест Радиол . 51 (9): 591–5. doi : 10.1097/RLI.0000000000000271 . ПМИД 27504796 . S2CID 34327744 .
- ^ Мартикорена Гарсия С.Р., Гроссманн М., Брунс А., Дюрр М., Цзшач Х., Хамм Б., Браун Дж., Сак И., Го Дж. (февраль 2019 г.). «Томоэластография в сочетании с магнитно-резонансной томографией T2 * обнаруживает волчаночный нефрит при нормальной функции почек». Инвест Радиол . 54 (2): 89–97. doi : 10.1097/RLI.0000000000000511 . ПМИД 30222647 . S2CID 52286012 .
- ^ Ланг С.Т., Го Дж., Брунс А., Дюрр М., Браун Дж., Хамм Б., Сэк И., Мартикорена Гарсия С.Р. (октябрь 2019 г.). «Многопараметрическая количественная МРТ для выявления IgA-нефропатии с использованием томоэластографии, DWI и BOLD-визуализации». Инвест Радиол . 54 (10): 669–674. doi : 10.1097/RLI.0000000000000585 . ПМИД 31261295 . S2CID 195772720 .
- ^ Шахрияри М, Чшач Х, Го Дж, Мартикорена Гарсия С.Р., Бёнинг Г, Ференбах Ю, Стенсель Л, Асбах П, Хамм Б, Кес Дж.А., Браун Дж., Денеке Т., Сак И (ноябрь 2019 г.). «Томоэластография позволяет неинвазивно различать доброкачественные и злокачественные поражения печени» . Рак Рез . 79 (22): 5704–5710. дои : 10.1158/0008-5472.CAN-19-2150 . ПМИД 31551364 .
- ^ Мартикорена Гарсия С.Р., Чжу Л., Гюльтекин Э., Шмук Р., Буркхардт С., Бахра М., Гейзель Д., Шахрияри М., Браун Дж., Хамм Б., Джин З.Ю., Сак И., Го Дж. (декабрь 2020 г.). «Томоэластография для измерения объема опухоли, связанного с жесткостью тканей при аденокарциномах протоков поджелудочной железы». Инвест Радиол . 55 (12): 769–774. doi : 10.1097/RLI.0000000000000704 . ПМИД 32796197 . S2CID 221133340 .
- ^ Чжу Л, Го Дж, Цзинь З, Сюэ Х, Дай М, Чжан В, Сунь З, Сюй Дж, Мартикорена Гарсия С.Р., Асбах П., Хамм Б, Сэк I (май 2021 г.). «Различение рака поджелудочной железы и аутоиммунного панкреатита с помощью томоэластографии in vivo». Евро Радиол . 31 (5): 3366–3374. дои : 10.1007/s00330-020-07420-5 . ПМИД 33125553 . S2CID 225994738 .
- ^ Ли М, Го Дж, Ху П, Цзян Х, Чен Дж, Ху Дж, Асбах П, Сэк И, Ли В (май 2021 г.). «Томоэластография на основе многочастотной МР-эластографии для выявления рака простаты: сравнение с многопараметрической МРТ». Радиология . 299 (2): 362–370. дои : 10.1148/radiol.2021201852 . ПМИД 33687285 . S2CID 232161536 .