Page 72 - 《应用声学》2021年第1期

第 40 卷 第 1 期 Vol. 40, No. 1
2021 年 1 月 Journal of Applied Acoustics January, 2021

⋄ 生物医学超声与光声 ⋄

磁纳米粒子介导的靶向剪切波弹性成像 ∗

刘 强 # 陈铁梅 # 林浩铭 † 齐亭亭 丁 格 陈 冕 † 陈 昕 陈思平

(医学超声关键技术国家地方联合工程实验室 广东省生物医学信息检测和超声成像重点实验室
深圳大学医学部生物医学工程学院 深圳 518055)
摘要：组织力学特性与其生理病理变化过程密切相关。因此，对组织力学特性的分析有望为疾病诊断提供重
要依据。超声弹性成像可以定量分析组织的剪切模量，但在检测的特异性和灵敏度等方面仍存在局限性。针
对这一问题，该文发展一种磁纳米粒子介导的靶向剪切波弹性成像新方法。该方法是基于磁纳米粒子在脉冲
磁场作用下产生磁致振动，从而导致周围组织的剪切波传播，通过超声探测粒子振动及剪切波传播即可获得
磁纳米粒子的分布及周围组织的弹性信息。基于该方法，该文在仿体水平实现对直径约 3 mm 的磁纳米粒子
标记区域的振动检测及其周围组织的弹性信息获取。该研究有望为疾病的精准诊断提供新的思路。
关键词：超声弹性成像；磁纳米粒子；靶向识别；磁致振动
中图法分类号: O426 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2021)01-0068-06
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2021.01.008
Targeted shear wave elastography using magnetic nanoparticles

LIU Qiang CHEN Tiemei LIN Haoming QI Tingting DING Ge
CHEN Mian CHEN Xin CHEN Siping

(National-Regional Key Technology Engineering Laboratory for Medical Ultrasound, Guangdong Key Laboratory for
Biomedical Measurements and Ultrasound Imaging, Health Science Center, School of Biomedical Engineering,
Shenzhen University, Shenzhen 518055, China)

Abstract: Tissue mechanical properties are closely related to the process of physiological and pathological
changes. Therefore, the analysis of shear modulus is expected to provide important information for disease
diagnosis. Ultrasound elastography can quantitatively analyze the shear modulus of tissues, but there are still
limitations in the specificity and sensitivity of detection. To solve this problem, we have developed the targeted
shear wave elastography using magnetic nanoparticles. The method is mainly based on the magnetically induced
vibration of magnetic nanoparticles under a pulsed magnetic field, leading to the shear wave propagation of
surrounding tissues. Then, the distribution of magnetic nanoparticles and the elastic information of surrounding
tissues can be detected by the collection information of particle vibration and shear wave propagation. Based
on this method, the vibration detection of magnetic nanoparticles with a diameter of 3 mm and the elastic
information acquisition of surrounding tissues of gel phantom are realized. This study is expected to provide
new ideas for the accurate diagnosis of diseases.
Keywords: Ultrasonic elastography; Magnetic nanoparticles; Targeted recognition; Magneto-induced vibration

2020-09-07 收稿; 2020-12-09 定稿
国家自然科学基金项目 (81971637, 81871429, 91859122, 62071310), 深圳市基础研究项目 (JCYJ20170818141950351), 深圳大学高
∗
水平大学建设项目 (86000000210), 广东省医学科学技术研究基金项目 (A2019107)
作者简介: 刘强 (1994– ), 男, 山西大同人, 硕士, 科研助理, 研究方向: 生物医学工程；
陈铁梅 (1996– ), 女, 广东汕头人, 硕士研究生, 研究方向: 生物医学工程。
† 通信作者 E-mail: hm_lin@szu.edu.cn; mian.chen@szu.edu.cn
# 共同一作