剪切波彈性成像普及系列之九:「KPa」還是「m/s」?

「KPa」還是「m/s」？

 

在日常工作中，剪切波彈性成像分析組織和病變時是選用彈性模量值好（單位是KPa）還是選用剪切波傳播速度（單位是m/s）更好呢？

在上一講中已經提到，現在大部分的廠商提供的剪切波彈性成像系統能夠直接顯示彈性模量值和剪切波傳播速度值。儀器直接測量到實際上是後者，而彈性模量（楊氏模量）是根據下述公式推算出來的：
                           

 不過這一公式是在滿足一系列假設的條件下才能夠成立。這些假設包括但不限於以下幾條：

組織的密度為1000千克/立方米。

假設組織的彈性響應是線性的。事實上，組織的彈性響應是非線性的，儘管在應力較小時接近於線性。

假設彈性模量與剪切波的頻率無關。這等同於假設組織是純彈性的，事實上所有的組織都是粘彈性的，更快的剪切波頻率會導致粘彈性的組織變得更硬。

假設彈性模量與方向無關。這等同於假設組織是各向同性的，而事實上所有的組織都具有不同程度的各向異性。

假設剪切波在組織的邊界處的傳播不會發生改變。事實上，剪切波在邊界處會發生反射、折射、散射、P-S波轉換等現象。

 

上面這些假設，使得儀器根據剪切波傳播速度換算出來的彈性模量值在很多情況下並不能真正反映組織的硬度，有時候甚至會與實際情況有巨大的偏差。

另一方面，部分廠商因為某些特立獨行的原因在使用過程中還對這一公式進行了「修訂」，這種修訂使得不同廠商間在儀器上顯示彈性模量（楊氏模量）值的可比較性就不存在了。

 

除了硬度（彈性）會影響剪切波傳播速度外，其他因素都可能影響到剪切波的傳播速度。因此在某一斷面下儀器實際測得的組織的剪切波傳播速度實際上反映了該組織在該斷面下的（包括硬度在內的）很多特性。因此我認為，在實際工作中根本沒有必要將剪切波傳播速度換算成彈性模量（楊氏模量）再行分析。

我覺得，無論是在文獻還是以後的指南中，在利用剪切波彈性成像分析病變的時候，僅僅考慮剪切波傳播速度值就夠了。將其換算成彈性模量值根本就是畫蛇添足。事實上，很多最新的指南中也大多採用了類似的觀點。

相關連結：

剪切波彈性成像基礎普及系列之一

Mathias Fink教授、諾獎和彈性模量公式

Mathias Fink教授其人

剪切波彈性成像系列普及之二：白馬非馬

剪切波彈性成像普及系列之三：聲輻射力脈衝

剪切波彈性成像普及系列之四：剪切力與剪切波的傳播

剪切波彈性成像普及系列之五：二維及三維剪切波彈性成像的實現

剪切波彈性成像普及系列之六：簡單剪切與純剪切

剪切波彈性成像普及系列之七：彈性、彈性模量和剪切波傳播速度（一）

剪切波彈性成像普及系列之七：彈性、彈性模量和剪切波傳播速度（二）

剪切波彈性成像普及系列之八：楊氏模量與剪切波傳播速度的關係：公式的推導

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