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二、静态弹性成像技术的基本思想及其局限性
在基于超声弹性成像的力学反演过程中,根据生物软组织对激励的响应反演出组织的力学特性参数是典型的弹性力学反问题。静态弹性成像的原理可由图2-3弹性体受简单压缩来示意。而在实际软组织准静态弹性成像中,目标组织的变形由激励载荷大小、边界条件以及软组织的力学性质和几何形状综合决定,远比图2-3示意的要复杂得多;因此通过求解准静态弹性成像中的弹性力学反问题定量获取软组织的弹性性质比动态弹性成像更有挑战性。换言之,利用准静态弹性成像方法定量确定软组织的力学特性理论上非常困难 [40-43],因此,准静态弹性成像一般被认为是一种定性的弹性成像方法。相比较而言,近年来动态弹性成像特别是剪切波弹性成像,作为一种定量表征方法受到了越来越多的关注,也是本章关注的重点。本章简要介绍超声弹性成像背后的力学原理,需要指出的是这些相关力学理论也可用于分析核磁弹性成像等其他弹性成像技术。
图2-3 静态弹性成像原理示意图
两端受到均布压力的弹性体,其中部位置的弹性模量为 E 2,两侧材料的弹性模量为 E 1;该杆件横截面上的压应力处处相等,大小均为 σ= p;两侧位置和中间部分的应变分别为 当 E 1≠ E 2 时, ε 1≠ ε 2;因 此,通过静态弹性成像方法测得载荷作用下软组织的应变,可间接判断材料不同部位模量的差异