Визуализация эластичности тканей в реальном времени с помощью комбинированного метода автокорреляции

Эластические свойства тканей могут предоставить новую информацию для диагностики патологических изменений и дифференциации злокачественных и доброкачественных опухолей. Поскольку прямое определение распределения модуля упругости по эхосигналам затруднено, широко изучаются методы визуализации распределения деформации тканей при статическом сжатии. Визуализация распределения деформации позволяет выявлять поражённые ткани на основании различий в их эластических свойствах, хотя и даёт более качественную, а не количественную оценку по сравнению с визуализацией распределения модуля упругости. Предложено множество подходов к получению изображений деформации по эхосигналам. Большинство из них основано на методе пространственной корреляции, который позволяет выявлять смещение тканей по максимальной корреляции между эхосигналами, полученными до и после сжатия. Однако такие методы непригодны для обработки в реальном времени из-за значительных вычислительных затрат. Альтернативный подход — метод отслеживания фазы, аналогичный допплеровской флоуметрии. Хотя он обеспечивает быстрое выявление смещений, эффект алиасинга препятствует его применению при больших смещениях, необходимых для улучшения отношения сигнал/шум на изображении деформации. Поэтому был разработан более эффективный метод визуализации эластичности тканей — комбинированный метод автокорреляции (CA). Он позволяет получать высококачественные изображения деформации в реальном времени и работать с большими смещениями. Численное моделирование и исследования на фантомах показали, что в практических условиях этот метод превосходит традиционный метод пространственной корреляции по способности восстанавливать изображения распределения деформации тканей. Кроме того, при моделировании и исследовании фантомов удалось получить изображение распределения модуля упругости, оценив распределение напряжения с помощью трёхмерной модели ткани. При исследовании образцов опухолей молочной железы с помощью метода CA на полученных изображениях деформации чётко визуализировались более плотные опухолевые очаги, которые лишь нечётко определялись на изображениях в B-режиме. Результаты также указывают на возможность выявления патологических особенностей опухоли, что может быть полезно для определения её типа. Эти преимущества обосновывают клиническое применение метода CA.