Implementación y Validación de la técnica EVMUSE en ultrasonido

Abstract

Las técnicas de elastografía por ondas de corte en ultrasonido se están convirtiendo en alternativas a las biopsias en la estadificación y detección temprana de enfermedades. En el presente trabajo se implementó el método EVMUSE para elastografía con ondas de corte en ultrasonido, utilizando los recursos del Laboratorio de Ultrasonido Cuantitativo de la Universidad Técnica Federico Santa María. Esta implementación llevó a cabo la ejecución experimental mediante toma de datos y el desarrollo de un código capaz de procesar las señales adquiridas, replicar y obtener un mapa final de velocidades de onda de corte en una región de interés (ROI). El experimento se validó mediante la réplica y evaluación en diversos fantomas, comprobando la detección de inclusiones y cambios de medios con sus distintas propiedades. Los resultados indican que el esquema propuesto es capaz de representar de manera cualitativa tanto la dirección y magnitud de la propagación de la onda, como la composición correcta del mapa final de velocidad para una ROI determinada. Por otro lado, se analiza la replicabilidad del experimento, concluyendo que el proceso tiene una alta variabilidad, dependiendo tanto de los parámetros configurados para la toma de datos como de la correcta elección de los filtros, en base al conocimiento previo del material. En un trabajo futuro, se sugiere continuar con una segunda fase, abarcando el proceso de evaluación reológica, para complementar y obtener métricas cuantitativas, comparando velocidades y propiedades físicas de los materiales. Shear-wave ultrasound elastography techniques are emerging as alternatives to biopsies for disease staging and early detection. This work implements the EVMUSE method for shear-wave ultrasound elastography using the resources of the Quantitative Ultrasound Laboratory at Universidad Técnica Federico Santa María. The implementation involved experimental data acquisition and the development of software to post-process the acquired signals and, following the method’s workflow, reproduce and obtain a final shear-wave speed map over a selected region. The experiment was validated by replicating and evaluating the procedure on multiple phantoms, confirming the detection of inclusions and transitions between media with different properties. The results indicate that the proposed scheme can qualitatively represent both the direction and magnitude of wave propagation, as well as correctly compose the final speed map for a given ROI. In addition, we analyze the experiment’s replicability, concluding that the process exhibits high variability, depending on both the acquisition parameters and the proper selection of filters informed by prior knowledge of the material; therefore, careful calibration is required. We suggest a second phase that includes rheological evaluation to complement the study with quantitative metrics, comparing wave speeds and the physical properties of the materials.