肌肉萎縮過程中超聲傳輸?shù)念l譜特征研究
發(fā)布時(shí)間:2020-05-15 01:54
【摘要】:醫(yī)學(xué)超聲診療領(lǐng)域,生物組織的傳輸特征研究和超聲參數(shù)的測(cè)量是最基礎(chǔ)、最重要的研究?jī)?nèi)容。通過各種超聲檢測(cè)技術(shù),獲得組織的超聲特征參量,用以評(píng)估人體組織健康狀態(tài)以及定征病理特征的應(yīng)用非常有意義。超聲波與人體組織相互作用,會(huì)發(fā)生超聲反射、散射、吸收、聲衰減等現(xiàn)象,當(dāng)組織發(fā)生病變或者功能改變時(shí),組織的彈性、衰減系數(shù)等特性都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變,傳統(tǒng)的B超檢測(cè)利用超聲包絡(luò)信號(hào)成像,對(duì)組織結(jié)構(gòu)性病變較易觀察,對(duì)非結(jié)構(gòu)改變探測(cè)較難。從接收到的攜帶有組織構(gòu)成信息的聲波信號(hào)中,提取人體組織的超聲回波的相位、相關(guān)譜、功率譜等特征信息,可以反演人體組織微觀結(jié)構(gòu)、功能特征,對(duì)組織的狀態(tài)進(jìn)行表征。本文從超聲傳輸理論出發(fā),建立肌肉組織的超聲傳輸理論模型,研究大鼠尾吊模型下肌肉萎縮過程中肌肉超聲傳輸頻譜特征。結(jié)合小動(dòng)物B超圖、濕重、生化指標(biāo)輔助參考,利用超聲頻譜變化的分析方法來檢測(cè)大鼠的肌肉萎縮過程。本文最后也嘗試進(jìn)行了低頻脈沖超聲的不同聲強(qiáng)對(duì)肌肉組織的作用下,超聲傳輸頻率特征的研究。理論和實(shí)驗(yàn)研究表明:(1)理論研究下,骨骼肌的仿真模型中肌肉纖維直徑變小,垂直于纖維方向傳輸?shù)穆暡üβ首V高頻成分會(huì)增加;保持其它參數(shù)不變的條件下,骨骼肌肌肉纖維硬度減小,垂直纖維方向傳輸?shù)穆暡ㄐ盘?hào)的功率譜低頻成分會(huì)增加。(2)尾吊模型組形成肌肉萎縮過程中,超聲傳輸后的功率譜的高頻成分較多,具體表現(xiàn)為峰值頻點(diǎn)偏向高頻端。(3)以對(duì)照組頻譜中心頻率參考標(biāo)準(zhǔn),尾吊組的譜偏移量不與實(shí)驗(yàn)天數(shù)成正比關(guān)系。(4)通過對(duì)比對(duì)照組、尾吊組和參數(shù)組(低頻超聲照射)的傳輸頻譜特征,表明肌肉組織的不同狀態(tài)對(duì)聲波的吸收頻率有差異,超聲頻譜中心頻率的變化可以作為定征肌肉萎縮程度的方法。本文研究肌肉萎縮后超聲頻譜變化結(jié)果可以為肌肉萎縮的無創(chuàng)檢測(cè)提供新的檢測(cè)思路。
【圖文】:
成年人大約有600余塊骨骼肌,數(shù)目多,分布廣,約占體重的40%,它具有一定的逡逑形態(tài)、結(jié)構(gòu)等,在安靜和運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,都是保持機(jī)體內(nèi)生物能力平衡的重要組織,并逡逑擔(dān)任了能量轉(zhuǎn)化和能量物質(zhì)儲(chǔ)存的作用[32]。如圖2-1所示為骨骼肌的結(jié)構(gòu)組織模逡逑型,完整的骨骼肌是由骨骼肌纖維構(gòu)成,肌束膜把肌肉纖維包裹在一起形成肌束,逡逑解剖學(xué)研宄表明每條肌束中約含有十跟到一百根不等的肌纖維,肌束集中結(jié)合在逡逑一起組成肌肉組織。肌原纖維呈平行排列的結(jié)構(gòu)是肌纖維的基本單位,顯微鏡下表逡逑現(xiàn)為明暗相間的帶狀,整體顯示為規(guī)則排列的明暗相間的橫紋分別稱被為明帶和逡逑暗帶。一般來講,人體腓腸肌內(nèi)側(cè)包含了邋100萬根以上的肌纖維,,男性肌肉的白肌逡逑纖維普遍高于女性。逡逑肌小節(jié)由細(xì)肌絲和粗肌絲互相穿插構(gòu)成,是骨骼肌產(chǎn)生力量的基礎(chǔ),也是肌原逡逑纖維的組成單位[32]。當(dāng)肌纖維處于收縮狀態(tài)時(shí),細(xì)肌絲會(huì)向暗帶移動(dòng),使得明帶長逡逑度變短且暗帶長度不變
基于以上討論,為了更直觀對(duì)比兩種譜估計(jì)法,現(xiàn)設(shè)兩個(gè)頻率'=20Hz、/2逡逑=40Hz的疊加合成信號(hào),分別用傳統(tǒng)譜估計(jì)和基于Burg算法的AR模型來進(jìn)行功逡逑率譜處理,結(jié)果如圖2-2(a)、(b)所示。逡逑20邋Z ̄3邋TI邋f邋j邋 ̄1邐20邋I*邋?邐?邋f逡逑r:Hi邐道]=逡逑i邋j邐i邋j邐^邐,逡逑;i邋fi邋i邋:邐觀邐邋、NB、逡逑tuIlIlIiLL1。В。。葸娨曞澹伞阂唬撸阂灰;—逡逑0邋10邐20邐30邐40邐50邐0邐20邐40邐60邐80邐100逡逑
本文編號(hào):2664278
【圖文】:
成年人大約有600余塊骨骼肌,數(shù)目多,分布廣,約占體重的40%,它具有一定的逡逑形態(tài)、結(jié)構(gòu)等,在安靜和運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,都是保持機(jī)體內(nèi)生物能力平衡的重要組織,并逡逑擔(dān)任了能量轉(zhuǎn)化和能量物質(zhì)儲(chǔ)存的作用[32]。如圖2-1所示為骨骼肌的結(jié)構(gòu)組織模逡逑型,完整的骨骼肌是由骨骼肌纖維構(gòu)成,肌束膜把肌肉纖維包裹在一起形成肌束,逡逑解剖學(xué)研宄表明每條肌束中約含有十跟到一百根不等的肌纖維,肌束集中結(jié)合在逡逑一起組成肌肉組織。肌原纖維呈平行排列的結(jié)構(gòu)是肌纖維的基本單位,顯微鏡下表逡逑現(xiàn)為明暗相間的帶狀,整體顯示為規(guī)則排列的明暗相間的橫紋分別稱被為明帶和逡逑暗帶。一般來講,人體腓腸肌內(nèi)側(cè)包含了邋100萬根以上的肌纖維,,男性肌肉的白肌逡逑纖維普遍高于女性。逡逑肌小節(jié)由細(xì)肌絲和粗肌絲互相穿插構(gòu)成,是骨骼肌產(chǎn)生力量的基礎(chǔ),也是肌原逡逑纖維的組成單位[32]。當(dāng)肌纖維處于收縮狀態(tài)時(shí),細(xì)肌絲會(huì)向暗帶移動(dòng),使得明帶長逡逑度變短且暗帶長度不變
基于以上討論,為了更直觀對(duì)比兩種譜估計(jì)法,現(xiàn)設(shè)兩個(gè)頻率'=20Hz、/2逡逑=40Hz的疊加合成信號(hào),分別用傳統(tǒng)譜估計(jì)和基于Burg算法的AR模型來進(jìn)行功逡逑率譜處理,結(jié)果如圖2-2(a)、(b)所示。逡逑20邋Z ̄3邋TI邋f邋j邋 ̄1邐20邋I*邋?邐?邋f逡逑r:Hi邐道]=逡逑i邋j邐i邋j邐^邐,逡逑;i邋fi邋i邋:邐觀邐邋、NB、逡逑tuIlIlIiLL1。В。。葸娨曞澹伞阂唬撸阂灰;—逡逑0邋10邐20邐30邐40邐50邐0邐20邐40邐60邐80邐100逡逑
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