声辐射力脉冲弹性成像技术对大鼠肝脏脂肪变性的诊断研究

研究目的是利用声辐射力脉冲弹性成像技术(Acoustic Radiation Force Impulse,ARFI)评估大鼠肝脏的脂肪变性程度。实验通过对大鼠喂养不同时间高脂食物从而诱导成肝脏脂肪变性不同阶段,进而利用ARFI技术离体测量大鼠肝脏的剪切波速度值(Shear Wave Velocity,SWV)。研究结果显示,对照组[(2.25±0.52)m/s)]与脂肪变性组[(2.83±0.37)m/s]之间存在着显著性差异(P0.05),而脂肪变性不同阶段之间差异却不明显。早期炎症等级与SWV值之间没有显著性相关。因此,ARFI弹性成像技术可以有效地区分大鼠肝脏正常组和脂肪变性组,但是对不同脂肪变性程度之间无法做出有效区分。同时,轻微的炎症活动并不影响ARFI测量。     

超声编码激励在瞬时弹性成像检测中的应用

瞬时弹性(Transient Elastography,TE)成像广泛应用于肝硬化研究。然而,在临床应用中,对于肥胖病人,该方法很难实现对深度位置的瞬时剪切波进行检测。研究了将超声编码激励应用于瞬时弹性成像剪切波检测的可行性,选用7位巴克码进行编码检测研究。通过剪切波信噪比和检测穿透力两个指标对编码检测与传统短脉冲检测结果进行量化和对比。弹性仿体实验表明,编码检测可以提供比传统短脉冲检测更高的剪切波信噪比和检测深度。离体猪肝实验表明将编码激励应用于组织检测时同样可以实现高信噪比剪切波检测。这些结果表明编码检测应用于瞬时弹性成像检测是可行的,可以增加其检测深度。     

基于时间分辨荧光各向异性成像的罗丹明B溶液粘度特性研究

基于时间分辨荧光各向异性成像技术,利用激光扫 描共聚焦显微镜耦合时间相关单光子计数系统,对不同浓度甘油及不同浓度蔗糖的罗丹明B 溶液粘度的荧光各向异性进行了测量。实验表明,随着溶液浓度增大,荧光偏振值和粘度都 相应增大,而荧光寿命与溶液微环境的粘度成反比。据此,基于荧光分子各向异性的产生原 理,给出了荧光团在转动过程中旋转弛豫时间与旋转相关时间的定量关系。它表明时间分 辨荧光各向异性检测可用于微环境粘度的检测和源自细胞内粘度变化导致的机体某些疾病或 机能失调的诊断。     

基于全卷积神经网络的肛提肌裂孔智能识别

提出一种智能识别肛提肌裂孔的方法,利用端到端的编码器-解码器结构全卷积神经网络,结合自动上下文模型思想,分割出人体盆底超声图像中肛提肌裂孔,采用全连接条件随机场加强边缘约束,对分割结果实现精细化处理,实现肛提肌裂孔的智能识别.通过对372张盆底超声图像进行智能识别,并与医生手动标注结果对比,两者重合率达到95.16%,优于传统卷积神经网络模型,证实基于上下文及条件随机场的神经网络方法能有效识别肛提肌裂孔,具有重要临床应用价值.     

二维Savitzky-Golay数字差分器剪切波弹性成像方法

提出一种新的剪切波弹性成像方法,将2D SG(Savitzky-Golay)数字差分器用于剪切波计算中,使用二维曲面拟合来近似剪切波波前到达时刻,该方法相比传统的线性回归方法不易受异常数据影响,鲁棒性更强.通过超声弹性仿体实验评估这两种方法,比较不同尺寸下的2D SG数字差分器和线性回归的剪切波弹性图.结果表明,在图像的横向分辨率相同的情况下,本研究方法得到的剪切波弹性图像更平滑,噪声更小,且剪切波弹性图像的信噪比和对比度噪声均比传统方法要高,表明该方法能提高剪切波弹性图像的质量.     

融合空时相干和特征空间波束形成的超声成像

为了进一步提高超声成像的质量,提出了融合特征空间最小波束形成和空时相干系数的成像方法。首先利用最小方差法计算回波数据的协方差矩阵和加权向量;然后对协方差矩阵进行特征分解得到信号子空间,并将加权向量投影到信号子空间,得到特征空间方法的加权向量;同时采用空时平滑方法计算相干系数,最后用空时相干系数作为加权系数对特征空间最小方差波束形成的结果进行优化。为了验证算法的有效性,对医学成像上常用的点目标和斑目标进行了成像,仿真实验结果表明：与特征空间最小方差算法和融合特征空间与相干系数的算法相比,提出的方法提高了对比度和稳健性,其代价是略微降低了成像分辨率。     

多参数可调低强度脉冲超声治疗系统的研制

针对目前市场上的低强度超声治疗设备功能单一,参数固定,不能满足实验研究和临床治疗中需要的多功能参数的问题,研制了便携式、模块化、低成本、多参数宽范围可调的低强度脉冲超声治疗系统,其中可调参数包括:频率、占空比、脉冲重复频率、编码类型和输出功率等.本设计包括系统硬件与软件设计,并对该系统进行了多种测试,包括:阻抗分析、声场测试、声功率测试和系统效率测试等.测试结果显示,该系统具有较好的灵活性和稳定性,能满足多场合的应用需要,具有广阔的应用前景.     

基于曲光线跟踪算法的超声成像实时模拟研究

提出一种超声图像实时模拟新方法,通过调整曲光线参数实时改变超声扫描频率和声束聚焦位置.利用曲光线跟踪算法和基本声学模型,产生能量反射图和衰减图;运用瑞利概率分布函数产生超声斑点模式,通过高斯型点扩散函数进行显示.实验结果表明,利用图形处理器加速显示技术,超声成像模拟速度可达20帧/s.与Field Ⅱ软件的生成结果和真实超声图像的对比,验证了该方法的可行性.     

太赫兹辐照细胞生物学效应研究进展

从成纤维细胞、上皮细胞、神经细胞、干细胞、淋巴细胞及生殖细胞几种常见的细胞系入手,详细阐述了太赫兹辐射对不同细胞的功能、蛋白表达及基因毒性等的影响。围绕辐照条件和响应机制,基于现有的细胞学研究成果,提出了针对太赫兹生物学研究及具体应用的建议。随着太赫兹理论在生物医学领域的不断发展和成熟,太赫兹技术必将对开创新型诊疗技术具有重要的意义。     

编码超声血流多深度检测

血流信息检测及其成像因其独特的优势,在临床上得到广泛应用。但常规经颅多普勒超声系统仍采用模拟和数字电路结合的传统技术,这类系统容易受到外界干扰且不能进行多深度检测。文章设计出一种全数字多普勒超声血流检测系统方案,弥补了传统模拟系统存在的问题。多普勒仿体和人体实验结果表明,该系统能够进行多深度检测,确定血管的深度;同时,还提高了检测灵敏度、超声穿透力和系统成像分辨率。