在医学诊断领域，对软组织的硬度进行精确评估对于多种疾病的早期诊断和治疗至关重要。最近，一项发表在《Scientific Reports》上的研究成果，为我们带来了一种基于扭转波的新型临床前设备，这一设备在评估软组织硬度方面展现出了极高的可靠性和稳健性。
这项由西班牙Innitius公司与格拉纳达大学超声实验室联合开发的技术，通过引导扭转波在软组织中传播，实现了对组织硬度的非侵入性测量。这一方法不仅无痛、无创，而且在临床应用中显示出了巨大的潜力。
扭转波是一种可用于表征材料弹性特性的波动，尤其是软组织的硬度。在非破坏性检测管道、液体密度、液位和粘度等方面已有广泛应用。而在医学领域，弹性成像技术通过在组织中诱导振动并分析其传播和变形，来评估软组织的硬度，对于识别如肝纤维化和乳腺癌等疾病具有重要意义。
该研究提出的扭转波探头基于超声实验室先前开发的设备，旨在通过优化设计，提高对软组织机械特性识别的灵敏度。这一传感器能够测量组织模拟体和软组织中的剪切波速度。通过对扭转波传感器的计算设计进行表征和优化，研究人员成功开发了这一专门用于测量宫颈一致性的设备。
宫颈作为女性生殖系统的重要组成部分，在妊娠期间起着关键作用。宫颈的机械转变，即硬度的降低，对于妊娠的维持至关重要。然而，宫颈组织的动态变化复杂，涉及机械和化学过程，这些变化对宫颈组织的生理方面产生了显著影响。
研究人员提出的新型设备采用扭转波弹性成像（TWE）技术，通过阴道探头与介质接触，传递和接收通过组织传播的扭转波。该技术的目的是利用设备获得的宫颈组织硬度和其他临床变量，区分早产的真性和假性威胁。作为一种非侵入性的体内诊断技术，Innitius TWE设备利用扭转波精确量化宫颈组织的机械特性，特别是剪切模量（以千帕斯卡kPa表示），这是抵抗剪切变形的指标，通常被称为一致性或硬度。
该研究的目的是评估新型TWE设备的可靠性和可行性，并使用已建立的剪切波弹性成像（SWE）技术进行验证。研究人员详细描述了设备结构，强调了其优化设计。设备包括三个主要组成部分，使其能够在临床环境中使用：自动保护膜放置系统、实时监测施加在组织上的力的力系统，以及实时可视化设备尖端的摄像头。
通过对模拟组织的测试，研究人员确认了测量结果不受用户、设备和模拟体表面变化的影响。此外，通过与SWE技术的对比验证，研究人员展示了新型TWE设备在测量硬度方面的准确性和可靠性。研究结果表明，新型TWE设备在测量宫颈硬度方面与SWE技术具有高度相关性，为早产预测提供了一种新的非侵入性诊断工具。
这项研究不仅为医学诊断领域带来了创新，也为未来的临床应用铺平了道路。随着进一步的临床试验和应用，这种新型扭转波设备有望成为评估软组织硬度的重要工具，为患者提供更准确的诊断和治疗。
出处：García, A., Diez, P., Rus, G. et al. Reliability and robustness of a novel preclinical torsional wave-based device for stiffness evaluation. Sci Rep 14, 16461 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-66661-2
