【摘要】：心血管疾病已經(jīng)成為全球致死致殘率最高的疾病,每年有超過兩千萬的人死于心血管疾病。血管內(nèi)超聲成像是一種內(nèi)窺影像學(xué)工具,可以直觀的反映血管內(nèi)部的組織及病變情況,該技術(shù)將超聲成像技術(shù)與導(dǎo)管介入技術(shù)相結(jié)合,不僅可以提供血管內(nèi)管腔組織及斑塊的形態(tài)信息,而且可以提供詳細的組織結(jié)構(gòu)性質(zhì)特征,為臨床血管內(nèi)疾病的診斷治療提供精確的影像學(xué)指導(dǎo)。本文闡述高頻超聲成像平臺及一種新型的超聲雙模換能器導(dǎo)管的的研究工作,并在該平臺的基礎(chǔ)上結(jié)合新型換能器導(dǎo)管開展一系列血管內(nèi)成像實驗,得到血管內(nèi)組織圖像和血管內(nèi)同一層面及同一橫截面的血流流速分布圖,最后根據(jù)血流流速與血管內(nèi)徑尺寸計算出實時的血流流量值。本課題開發(fā)的超聲成像平臺可以支持5-80MHz的雙通道高頻超聲成像,系統(tǒng)使用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)完成時序邏輯控制及信號處理,通過不同的數(shù)字信號處理邏輯算法開發(fā),實現(xiàn)系統(tǒng)平臺多模式成像的功能。研制的新型超聲換能器導(dǎo)管具有兩個超聲探頭,一個位于導(dǎo)管末端的側(cè)面,一個位于導(dǎo)管末端的前面。前視探頭實現(xiàn)多普勒成像,采集血管內(nèi)血流流速信號,其工作中心頻率為23MHz;側(cè)視探頭實現(xiàn)灰度(B-mode)成像,采集血管內(nèi)壁組織信號,其工作中心頻率為40MHz。成像系統(tǒng)及導(dǎo)管應(yīng)用到血管仿體及血液仿體上進行數(shù)據(jù)采集,由脈動泵模擬人體心臟泵血功能產(chǎn)生脈動循環(huán)過程,然后設(shè)計不同的采集方式得到不同的血管內(nèi)層面的血流數(shù)據(jù)及組織內(nèi)壁數(shù)據(jù),同時采用超高分辨率小動物彩色多普勒超聲實時影像系統(tǒng)Vevo?2100進行血管外部數(shù)據(jù)采集,然后將兩個系統(tǒng)重建后的圖像數(shù)據(jù)結(jié)果進行對比,驗證了新開發(fā)的系統(tǒng)和導(dǎo)管的各項參數(shù)及其精確性滿足血管內(nèi)超聲成像的要求,適用于不同成像模式的超聲內(nèi)窺成像。隨著材料科學(xué)、電子技術(shù)及生產(chǎn)工藝的發(fā)展,超聲成像系統(tǒng)及內(nèi)窺換能器導(dǎo)管的性能得到了很大的提升,血管內(nèi)超聲成像技術(shù)的成像質(zhì)量將會有相應(yīng)的改善,其應(yīng)用領(lǐng)域也將會更加廣泛。
【圖文】：

基于高頻超聲的血管內(nèi)雙模成像方法研究的尺寸更小，導(dǎo)管可彎曲伸展性更好，能夠用安裝在換能器導(dǎo)管末端的微型探頭插入對可疑血管段進行二維組織成像。它不僅能可以通過組織平面分析和三維重建對病變大介入治療提供更加準確的參考[4]。IVUS 成，從而為選擇正確的治療策略提供可靠的依 IVUS 可用于介入手術(shù)后支架治療效果的評勻的展開并完全覆蓋病變等，這種術(shù)后影像后存在的某些問題，給手術(shù)醫(yī)生糾正后續(xù)問入治療效果[5]。

達到比較高的頻率，大概為 40MHz，系統(tǒng)有較好的成像分辨率，但是成像幀頻相對較低；環(huán)形換能器的成像幀頻比較高，但由于換能器的成像頻率與波長之間成負相關(guān)關(guān)系，而波長與換能器震動晶體的厚度成正相關(guān)關(guān)系，，所以當(dāng)成像頻率越高時，換能器的晶片厚度就會越小，陣元的間距也必須越小，所以目前生產(chǎn)環(huán)形陣列換能器受到工藝極限的限制，都只能生產(chǎn)頻率較低的環(huán)形換能器，大概20MHz。相對低頻的換能器成像系統(tǒng)分辨率較低，不能實現(xiàn)對血管壁的微小組織病變和前期粥樣硬化斑塊高精度的檢測。機械旋轉(zhuǎn)式IVUS換能器的成像原理是使用高速旋轉(zhuǎn)的電機引導(dǎo)導(dǎo)管里面的單陣元換能器產(chǎn)生360 的旋轉(zhuǎn)。成像過程將圓周掃面區(qū)域分割為多條線的形式進行數(shù)據(jù)采集，采集的深度由每條線設(shè)置采集的點數(shù)及系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的頻率確定，之后再由圖像重建出一幅線數(shù)和點數(shù)與采集系統(tǒng)匹配的圖像。機械旋轉(zhuǎn)式血管內(nèi)換能器導(dǎo)管目前的產(chǎn)品以波科公司生產(chǎn)的 40MHz 換能器導(dǎo)管為代表，其結(jié)構(gòu)如圖 1.2 中的 A 所示。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R54;TP391.41

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 申文鳳;;不同年齡急性心肌梗死患者冠脈造影及血管內(nèi)超聲特征研究[J];內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)雜志;2016年10期

2 高穎;;光學(xué)相干斷層成像與血管內(nèi)超聲成像技術(shù)應(yīng)用對比[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2016年26期

3 武德崴;俞夢越;吳永健;;冠狀動脈光學(xué)相干斷層成像與血管內(nèi)超聲成像臨床應(yīng)用進展[J];心血管病學(xué)進展;2014年01期

4 梁國慶;趙季紅;陳少伯;張建起;姜鐵民;;經(jīng)橈動脈介入應(yīng)用硝酸甘油和維拉帕米對橈動脈體積影響的血管內(nèi)超聲研究[J];武警后勤學(xué)院學(xué)報(醫(yī)學(xué)版);2013年12期

5 ;中國血管內(nèi)超聲學(xué)院近日成立[J];中國醫(yī)藥導(dǎo)刊;2011年06期

6 王舜娟;陳秋芳;胡穗儒;;血管內(nèi)超聲消融術(shù)后的觀察及護理[J];護士進修雜志;2010年20期

7 Sousa J. E.;Costa M. A.;Abizaid A.;高登峰;;對西羅莫司洗脫支架治療患者進行4年血管造影和血管內(nèi)超聲隨訪[J];世界核心醫(yī)學(xué)期刊文摘(心臟病學(xué)分冊);2005年10期

8 戚躍勇,孫清榮,鄒利光,宋躍明,黃嵐;動脈粥樣硬化斑塊的血管內(nèi)超聲消融[J];臨床放射學(xué)雜志;2004年10期

9 戚躍勇,鄒利光,劉衛(wèi)金,程相晨,夏良,宋躍明,何作云;動脈粥樣硬化狹窄的血管內(nèi)超聲消融療效[J];心血管康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志;2004年06期

10 王愛林,劉麗,劉軍,陳國俊;血管內(nèi)超聲消融治療下肢動脈硬化閉塞癥36例分析[J];中華普通外科雜志;2002年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 鄭雨田;周玲玲;;血管內(nèi)超聲圖像處理技術(shù)進展(綜述)[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會暨首屆生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會論文集[C];2009年

2 王愛林;劉麗;劉軍;陳國俊;;血管內(nèi)超聲消(?)治療下肢動脈硬化閉塞癥[A];全國中西醫(yī)結(jié)合周圍血管疾病學(xué)術(shù)研討會論文選編[C];2001年

3 葛均波;;血管內(nèi)超聲在冠脈介入治療中的應(yīng)用[A];中華醫(yī)學(xué)會第一次全國介入醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2001年

4 杜潤;張瑞巖;朱政斌;張奇;胡健;張建盛;沈衛(wèi)峰;;國產(chǎn)與進口西羅莫司洗脫支架置入后血管內(nèi)超聲隨訪對比[A];中華醫(yī)學(xué)會第11次心血管病學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

5 王舜娟;陳秋芳;胡穗儒;;血管內(nèi)超聲消融術(shù)后臨床觀察及護理[A];全國外科護理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會議、全國神經(jīng)內(nèi)、外科護理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會議論文匯編[C];2010年

6 李亞麗;佘淑明;張文明;;血管內(nèi)超聲在冠狀動脈支架置入術(shù)中的應(yīng)用與護理配合[A];2013年河南省介入診療技術(shù)規(guī)范化護理管理培訓(xùn)班暨學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

7 康維強;宋達琳;;血管內(nèi)超聲識別冠狀動脈重構(gòu)的靜態(tài)與動態(tài)方法[A];中華醫(yī)學(xué)會第十次全國超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2009年

8 張宇輝;陳明;劉怡;苗愛雨;馬靜;羅淮;宮本敬史;Robert J．Siegel;;血管內(nèi)超聲評估在冠心病患者的冠狀動脈重構(gòu)[A];第九屆全國超聲心動圖學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

9 宋達琳;許文亮;康維強;;急性冠狀動脈綜合征患者參考血管病變對血管內(nèi)超聲評估冠狀動脈重構(gòu)的影響[A];中華醫(yī)學(xué)會第十次全國超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2009年

10 劉軍翔;楊濤;宋冬林;李春華;;血管內(nèi)超聲-虛擬組織學(xué)對冠脈臨界病變斑塊易損性[A];中華醫(yī)學(xué)會第十五次全國心血管病學(xué)大會論文匯編[C];2013年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 ;交流影像技術(shù)提高診斷水平[N];中國醫(yī)藥報;2003年

2 李振華;血管內(nèi)超聲：一種新興的診療技術(shù)[N];健康報;2006年

3 衣曉峰 施e

本文編號：2611109