超聲彈性成像技術(shù)通過一定的方法對(duì)人體組織區(qū)域施加激勵(lì),使其產(chǎn)生振動(dòng),并用超聲脈沖回波技術(shù)檢測(cè)振動(dòng)信息,從中提取組織粘彈性信息并對(duì)此進(jìn)行成像。近年來(lái),該技術(shù)發(fā)展迅速,如聲輻射力脈沖成像、瞬態(tài)彈性成像,已經(jīng)被應(yīng)用于肝臟疾病的無(wú)創(chuàng)診斷。但現(xiàn)有技術(shù)在肝臟疾病診斷準(zhǔn)確性方面還有待于提高,特別是對(duì)于比較肥胖的患者,由于檢測(cè)深度受限的問題,現(xiàn)有技術(shù)往往會(huì)失效。在總結(jié)現(xiàn)有彈性成像技術(shù)局限性的基礎(chǔ)上,本論文提出基于低頻振動(dòng)的二維超聲粘彈性成像方法,能夠在更深和更大的范圍內(nèi)對(duì)組織粘彈性進(jìn)行快速成像。該方法采用揚(yáng)聲器作為激勵(lì)源,可以在組織內(nèi)部產(chǎn)生更高振幅的剪切波振動(dòng),以便在更深的組織中獲得可靠的剪切波速度估計(jì)。該方法利用平面波快速成像進(jìn)行剪切波檢測(cè),通過對(duì)超聲回波信號(hào)處理計(jì)算剪切波速度值,并對(duì)頻散曲線進(jìn)行生物力學(xué)模型擬合得出粘彈性參數(shù)值。本論文研究工作主要分為有限元仿真、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)、成像實(shí)驗(yàn)三個(gè)部分。有限元仿真部分創(chuàng)建了剪切波水平傳播模型和剪切波多角度傳播模型,并對(duì)模型中加入硬塊材料與均勻材料情況下進(jìn)行剪切波速度估計(jì)的仿真。結(jié)果表明本論文提出的方法能夠有效的區(qū)分硬塊區(qū)域,對(duì)后期的實(shí)驗(yàn)提供了經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)部分搭建了以Verasonics為核心的成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并基于該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了成像算法。成像實(shí)驗(yàn)部分分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)彈性體模和豬肝仿體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并將本論文方法和基于聲輻射力的彈性成像方法進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比發(fā)現(xiàn),在距離探頭深度為52mm(170波長(zhǎng))的感興趣區(qū)域內(nèi)本論文方法產(chǎn)生了更高振幅的剪切波,從而能夠有效的追蹤到剪切波傳播過程;而由于聲輻射力的激勵(lì)脈沖能量無(wú)法到達(dá)該深度,檢測(cè)不到有效的剪切波傳播。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本論文方法能夠在更深和更大的范圍內(nèi)快速成像,也能同時(shí)獲取彈性和粘性參數(shù),能夠?yàn)榕R床提供更多有用信息。
【學(xué)位單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O343;R445.1
【部分圖文】：

在２０世紀(jì)９０年代，很多研究學(xué)者對(duì)彈性成像技術(shù)進(jìn)行了大量研究，并提出該技術(shù)??能夠檢測(cè)生物體軟組織的彈性特性，隨之，在近二十年中，彈性成像技術(shù)具有了廣泛的??醫(yī)學(xué)應(yīng)用［２１＿２６］。彈性成像技術(shù)的關(guān)鍵步驟可以概括為圖１－１［２７］。關(guān)于彈性成像方法的發(fā)??展和實(shí)際應(yīng)用的大量研宄可以通過圖１－１中的五個(gè)關(guān)鍵步驟來(lái)分類。??／?＿?＼?／?—?＼??（２）用醫(yī)學(xué)成像方法＿，?（３）利用響應(yīng)信??檢測(cè)軟組織的響應(yīng)?１—／?號(hào)進(jìn)行反演推導(dǎo)??Ｖ?／?Ｖ?）??八嘗?土??｛?＾?性??⑴施加艦?［（?＾＾＾??／內(nèi)部刺激??＾?—?＾生物軟組織??／?＇＇ｌ??（５）進(jìn)行臨床應(yīng)用??＼?Ｊ??圖１－１實(shí)現(xiàn)彈性成像的關(guān)鍵步驟??（１）

??通過施加靜態(tài)壓縮到目標(biāo)軟組織上（圖１－２），由壓縮產(chǎn)生的位移場(chǎng)（主要是軸向位移）??可以通過超聲波成像方法直接測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)量的位移來(lái)計(jì)算應(yīng)變場(chǎng)，基于反向分析??來(lái)提取目標(biāo)軟組織的彈性特性［５５，５６］。通常，較硬的組織具有較低的應(yīng)變，而較軟的組織??在壓縮下具有較髙的應(yīng)變，如圖１－２所示。理論上，可以用準(zhǔn)靜態(tài)彈性成像方法定量估??計(jì)軟組織的彈性；然而由于相關(guān)逆問題的復(fù)雜性，這是具有挑戰(zhàn)性的。因此，準(zhǔn)靜態(tài)彈??性成像方法通常被認(rèn)為是一種揭示軟組織和硬組織之間對(duì)比的定性方法。雖然準(zhǔn)靜態(tài)彈??性成像方法在定量測(cè)量軟組織力學(xué)性能方面的局限性已經(jīng)得到了認(rèn)識(shí)，但該方法簡(jiǎn)單易??行并且可以在不同的硬度區(qū)域之間定性區(qū)分；因此，它被廣泛用于醫(yī)療診斷。例如，準(zhǔn)??靜態(tài)彈性成像在乳房病變的分類中具有廣泛的應(yīng)用［５７＇５８］。當(dāng)病變存在時(shí)，傳統(tǒng)Ｂ超圖像??出現(xiàn)低回聲區(qū)。在單獨(dú)使用Ｂ超圖像估計(jì)中

?粘彈性。本方法使用揚(yáng)聲器產(chǎn)生外部機(jī)械振動(dòng)作用于軟組織，使軟組織內(nèi)部創(chuàng)建多方向??剪切波場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖１－３，這樣的剪切波的特點(diǎn)是擴(kuò)散的，剪切波的位置和傳播方??向沒有固定。在激勵(lì)產(chǎn)生剪切波之后，基于Ｖｅｒａｓｏｎｉｃｓ?Ｖａｎｔａｇｅ?２５６平臺(tái)，采用基于平面??波快速成像方法檢測(cè)剪切波場(chǎng)，并使用方向?yàn)V波器來(lái)分離沿不同方向移動(dòng)的剪切波，然??后基于相位偏移算法估計(jì)剪切波速度。最后是通過復(fù)合各個(gè)方向的剪切波速度圖像來(lái)構(gòu)??建最終的剪切波速度圖像，利用不同頻率的剪切波速度圖像，可進(jìn)一步評(píng)估軟組織的二??維粘彈性值。????Ｖｅａｒｓｏｎｉｃｓ??Ｚ??１￣＼?探頭??／?＾超聲平面波探測(cè)??組織??＼攝聲＃?Ｉ產(chǎn)生振動(dòng)??圖１－３實(shí)驗(yàn)平臺(tái)示意圖??論文的創(chuàng)
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 Foucher J.;Chanteloup E.;Vergniol J. ;V. De Lé dinghen;王順濤;;瞬時(shí)彈性圖診斷肝硬化:一項(xiàng)前瞻性研究[J];世界核心醫(yī)學(xué)期刊文摘(胃腸病學(xué)分冊(cè));2006年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 朱穎;生物組織黏彈性信息的超聲定量測(cè)量方法研究[D];深圳大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2835140