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唱首歌吧!听一听你的甲状腺怎么样

作者:半夏|2021年01月29日| 浏览:1357

将来你去体检,如果医生让你一展歌喉,不要感到诧异,医生并非要欣赏你美妙的歌声,而是要听一听你的甲状腺有没有问题。

甲状腺是重要的内分泌腺体,位于颈部甲状软骨下方,气管两旁,形似蝴蝶。

图片来源:NIH

 

甲状腺疾病是困扰年轻人特别是女性的常见内分泌疾病之一,特别是甲状腺癌,因为常发甚至被冠以“癌王”之称。但这个“癌王”被评上拼的只是患者数量,论凶险和隐匿,还是远远比不上真正的“癌王”胰腺癌的。甲状腺癌的诊断、治疗和预后都相当不错。这不,研究者们又发明了新技术:通过歌声来诊断甲状腺癌[1]

通常甲状腺癌是采用超声引导下细针穿刺来诊断的,这种方法是侵入性的,并且并非完全准确,有的癌变不一定能检出,而另一些时候其实不用做检测遭罪。所以如果能有非侵入性的更加方便的检测方法就好了。

超声引导下细针穿刺检测甲状腺癌。

图片来源:medicinenet.com

当我们唱歌时,声音的振动会在声带附近的组织中产生一种波,称为剪切波。如果甲状腺中存在肿瘤,僵硬度会增加,会加速剪切波的传播。利用超声成像测量这些波的速度就可以确定甲状腺组织的僵硬度,进而评估病变程度。

医学成像里常用的超声波是一种纵波,传播方向与介质质点的振动方向平行;而剪切波是一种横波,传播方向与介质质点的振动方向垂直。常用的纵波超声成像只能显示器官的位置、大小和形态,对于更细微的细节,例如组织的病变程度,就无可奈何了。而剪切波的传播速度和介质的硬度或者弹性有关系,如果器官因为病变而变得纤维化或者变硬,剪切波的传播速度会增加,从而定量显示器官的僵硬度。这种技术被称为剪切波弹性成像(shear wave elastography)。

横波和纵波的区别

图片来源网络

 

这种剪切波测量技术最开始是在工程学里用来评价土层性质的,不过随着现代医学的不断发展,近些年剪切波在医学影像领域开始大展身手,可以用来定量显示人体软组织的僵硬度进而评估是否有病变,在肝脏疾病和乳腺癌中都有相关的研究应用[2]

不过大多数人体器官附近没有声源,因此需要施加外力让器官受压应变或者使用脉冲在体内产生剪切波,再去测量剪切波的传播速度,这也限制了它的应用。不过,甲状腺有着先天优势——它靠近我们的发声器官,因此可以不借助外力,直接靠我们的声带发声,产生剪切波方便测量。

测量过程也很简单:将一个探测器放在甲状腺处,然后让被试跟着扬声器发出频率约150赫兹的声音,就像练习吊嗓子一样。为什么是150赫兹呢?因为这一频段下甲状腺在剪切波下的成像还不错。

 剪切波测量过程[1]

这种剪切波测量方式的最大好处就是简单快捷。它不需要在超声扫描仪上添加专门或复杂的设备,只需要大约一秒钟的数据采集就可以完成。分析数据是最长的一步,但只要开发设置好了计算程序,就能自动完成。

虽然目前用于甲状腺的剪切波弹性成像检测用的是单一频率的声音,研究者们下一步打算加入更多其他的频率,获得更丰富的剪切波信息进行分析。如果这样,做甲状腺检测就不用只是单调地吊嗓子了,而是真的唱着歌就把检测给做完了。

剪切波弹性成像作为一种新兴技术,同常规超声成像是很好的互补。让我们期待这一技术在疾病诊断里的更多应用。

Reference

1. Beuve, S., Callé, S., Khoury, E., Simon, E. G. & Remenieras, J.-P. Natural shear wave imaging using vocal tract vibrations: Introducing vocal passive elastography (V-PE) to thyroid elasticity mapping. Appl. Phys. Lett. 118, 023702 (2021).

2. Deng, Y., Rouze, N. C., Palmeri, M. L. & Nightingale, K. R. Ultrasonic Shear Wave Elasticity Imaging Sequencing and Data Processing Using a Verasonics Research Scanner. IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 64, 164–176 (2017).

 

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