本文選題：超聲彈性成像 + 角膜粘彈性��； 參考：《深圳大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：角膜組織的生物力學(xué)特性與全眼的屈光能力具有非常重要的聯(lián)系,然而這些特性具有個(gè)體差異,且會(huì)因病變或外科手術(shù)而發(fā)生改變。因此,對(duì)角膜擴(kuò)張、圓錐角膜的早期診斷與治療,評(píng)價(jià)角膜膠原交聯(lián)術(shù)的治療效果,以及對(duì)屈光矯正術(shù)的術(shù)前手術(shù)方案設(shè)計(jì)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,提高對(duì)青光眼篩查的效果都離不開(kāi)對(duì)角膜生物力學(xué)特性的在體定量評(píng)估。本論文研究旨在開(kāi)發(fā)一種利用超聲方法在體定量評(píng)估角膜生物力學(xué)特性的系統(tǒng),并驗(yàn)證該方法的有效性及在體應(yīng)用的可行性。具體原理為:基于VerasonicsTM Vantage256超聲開(kāi)放系統(tǒng),通過(guò)控制線陣探頭產(chǎn)生聲輻射力作用于角膜組織引起組織局部振動(dòng),然后使用該探頭通過(guò)快速平面波成像方式檢測(cè)蘭姆波在角膜組織中的傳播,計(jì)算蘭姆波的群速度與對(duì)應(yīng)的蘭姆波速度頻散,基于漏蘭姆波相速度與力學(xué)特性之間的數(shù)學(xué)關(guān)系估計(jì)角膜的粘彈性。論文研究中設(shè)計(jì)了兩種膠原交聯(lián)(Collagen Cross-Linking,CXL)處理方法改變角膜的硬度,并對(duì)兩種交聯(lián)方法的效果進(jìn)行了定量分析與橫向評(píng)估。評(píng)估結(jié)果表明加入0.1%戊二醛的處理方法對(duì)角膜的硬化效果更明顯。其中,加戊二醛的CXL處理組5min、10min、30min、60min對(duì)應(yīng)的彈性值比直接核黃素-UVA處理組的彈性模量分別增大了148.78%、335.68%、392.59%、250.47%。通過(guò)剪切彈性與楊氏模量間的數(shù)學(xué)關(guān)系將超聲測(cè)量的結(jié)果轉(zhuǎn)換為楊氏模量,與角膜單向拉伸實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,兩者結(jié)果基本吻合。離體實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可以有效區(qū)分不同交聯(lián)方法在硬度改變效果上的差異。此外,論文研究還設(shè)計(jì)了對(duì)整個(gè)離體角膜表面的粘彈性定量成像,使用4%濃度的福爾馬林溶液灼燒角膜的局部表面,最后良好的獲取了角膜灼燒前與角膜灼燒后的粘彈性成像圖,對(duì)應(yīng)的彈性分布圖可以非常好的區(qū)分出角膜灼燒部位與角膜其他部位的彈性值差異,且灼燒部位的彈性值顯著增大,進(jìn)一步驗(yàn)證了該超聲平臺(tái)的有效性。最后,本論文研究對(duì)活體兔眼角膜的生物力學(xué)特性測(cè)量進(jìn)行了探索,獲得了一些關(guān)于活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的寶貴經(jīng)驗(yàn)。本論文對(duì)所提出的角膜粘彈性定量測(cè)量方法的測(cè)量準(zhǔn)確性、有效性,以及角膜彈性成像和在體測(cè)量的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證和評(píng)估。該方法可獨(dú)立成一個(gè)系統(tǒng),也可以集成于現(xiàn)有商業(yè)超聲儀器作為附加功能模塊,未來(lái)有望在眼科臨床中發(fā)揮重要的作用。
[Abstract]:The biomechanical properties of the corneal tissue are very important in relation to the refractive power of the whole eye. However, these characteristics have individual differences and can be altered by disease or surgery. Preoperative design and risk assessment to improve the effect of glaucoma screening can not be separated from the quantitative assessment of the biomechanical properties of the cornea. The purpose of this paper is to develop a system to evaluate the biomechanical properties of the cornea quantitatively by ultrasonic method, and to verify the effectiveness of the method and the feasibility of its application in vivo. The body principle is: Based on the VerasonicsTM Vantage256 ultrasonic open system, the local vibration of the tissue caused by the radiation force of the linear array probe is controlled by the acoustic radiation force. Then the probe is used to detect the propagation of Lamb wave in the corneal tissue by fast plane wave imaging, and the group velocity of Lamb wave and the corresponding Lamb wave velocity are calculated. Degree frequency dispersion, based on the mathematical relationship between the phase velocity of the Lamb wave and the mechanical properties of the cornea, the viscoelasticity of the cornea was estimated. In this paper, two kinds of collagen crosslinking (Collagen Cross-Linking, CXL) treatment methods were designed to change the hardness of the cornea, and the effects of the two crosslinking methods were quantitatively analyzed and laterally evaluated. The evaluation results showed that the result was 0.1. The treatment of% glutaraldehyde has more obvious effect on cornea hardening. The elastic values of 5min, 10min, 30min and 60min in the CXL treatment group of glutaraldehyde increase by 148.78%, 335.68%, 392.59% respectively than those of the direct riboflavin -UVA treatment group, and 250.47%. through the mathematical relationship between the shear elasticity and the young's modulus. The results were compared with the results of the uniaxial tensile test. The results of the two experiments showed that the method could effectively distinguish the difference between the different crosslinking methods in the effect of hardness change. In addition, the paper also designed the viscoelastic quantitative imaging of the whole corneal surface, using 4% concentration. The formalin solution burned the local surface of the cornea. Finally, the viscoelastic imaging of the cornea was obtained before and after the burning of the cornea. The corresponding elastic distribution map could distinguish the difference between the corneal burning site and the rest of the cornea, and the elastic value of the burning position was significantly increased. The effectiveness of the ultrasonic platform. Finally, this paper explores the measurement of the biomechanical properties of the cornea of the living rabbit, and obtains some valuable experiences on living animal experiments. The accuracy and effectiveness of the proposed method of quantitative corneal viscoelasticity measurement, as well as the feasibility of corneal elastography and measurement in vivo The method is verified and evaluated. The method can be an independent system and can be integrated into the existing commercial ultrasonic instruments as an additional functional module. The future is expected to play an important role in the clinical ophthalmology.
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：R77

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本文編號(hào)：2105498