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。     

异常宫颈细胞核的自适应局部分割

为实现宫颈液基细胞图像中异常细胞核的准确分割,提出一种新的自适应局部细胞核分割方法：在自适应阶段,采用一种利用灰度和纹理信息的快速自适应阈值算法大致检测出细胞核区域;在局部阶段,对每一个粗分割得到的连通区域,在其局部邻域内,使用一种利用边界和区域信息的、基于泊松概率分布的图割法修正分割结果。将此方法用于苏木素&伊红染色的宫颈液基细胞图像,结果显示本文所提出方法的平均计算时间为1.6秒/图,且比文献[3]的方法在细胞核检测率、和异常细胞核分割精度上均提高了19.7%。     

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。     

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.     

超声辐射力弹性成像系统研究及仿体实验

用于进行超声辐射力弹性成像研究的系统主要包含激励与检测两个部分.激励探头在介质中产生聚焦声辐射力,激励组织振动并产生剪切波的传播,检测探头通过脉冲回波方式对剪切波信号进行检测.回波经放大、滤波和采样后,对离线数据进行卡尔曼滤波获得剪切波的相位,以此计算剪切波速度并得到介质的黏弹性系数.基于该系统进行了初步的琼脂仿体和离体大鼠肝脏仿体实验,结果显示通过该系统能有效检测仿体的黏弹性系数,可为后续研究提供系统支持.     

温度对大鼠肝脏中剪切波与频散特性影响研究

剪切波相速度和衰减的频散特性的准确测量具有重要的意义。温度变化可能会对生物软组织的力学特性产生影响,为了研究温度的变化对剪切波相速度和衰减频散特性测量的影响,以大鼠肝脏为研究对象,基于声辐射力的剪切波成像的方法,通过离体实验来获取大鼠肝脏内部不同温度下的剪切波相速度和衰减频散特性曲线。实验结果发现,随着温度的升高,剪切波相速度逐渐减少,衰减频散逐渐增大,特别是在较高的频段(270~380 Hz)的变化更为显著。结果表明温度是测量大鼠肝脏中剪切波相速度和衰减频散特性中不可忽略的因素,这对今后的动物实验研究以及疾病评估提供了实验参考,具有重要的意义。     

基于高频超声的小鼠海马区成像的研究

海马区作为参与大脑中枢神经系统中记忆与学习的重要器官,在研究阿兹海默病的过程中对海马区的成像成为关注之一。通过采用超声中心频率为30MHz换能器的高分辨率小动物超声仪对活体小鼠和离体小鼠脑部的海马区进行成像,获得对应的二维超声图,并使用MATLAB以及相应软件对采集到的数据进行三维超声图像的重建。结果显示无论二维或是重建后的三维都能较好的显示出脑部海马区的位置,从而为阿尔茨海默病的检测研究奠定了一定基础。     

超声无损检测中基于分段长码技术的多重回波检测

超声检测中存在的多重回波是影响其检测质量的重要因素.由于多重回波会显著地降低系统的成像分辨率,并造成对诊断和测量的误判.因此,辨别和消除多重回波所造成的干扰,是提高超声检测质量的有效途径.提出了一种在静态检测条件下基于超声分段长码技术来区分多重回波的方法,该方法能够在不依赖任何先验假设和构建的情况下,有效地区分多重回波,辨别和去除其造成的伪像,并且降低检测的模糊度.另外,由于采用多次发射叠加的原理,该方法克服了普通短码的自相关特性不强的弱点,能够获得长码的效果,具有较高的信噪比和检测精度.实验结果表明,该方法达到了预期的效果.     

归一化Radon变换和统计测度的超声图像肌束方向自动跟踪

超声成像具有非侵入、无辐射的特点,被广泛应用于人体肌束的研究。目前,临床上肌束方向的测量主要采用人工方法,主观性强且耗时严重。本文提出利用图像纹理特征来检测和跟踪肌束方向,利用归一化Radon变换对超声图像进行投影,在所有Radon方向利用分段-方差(segmented-variance)法求取不同截距上的统计变化量,变化最大的方向即为肌束方向。与传统的基于直线特征检测的方法相比,该方法充分利用了肌束并行排列的纹理特征,增强了方向检测的鲁棒性与准确性。实验结果表明,与最新的肌束检测方法相比,该方法的鲁棒性得到提高,对4个超声序列进行连续跟踪,其结果与人工检测结果的相关系数为0.90±0.01,两者的平均绝对误差为0.41°±0.31°。该方法在超声影像学分析、生物力学等领域具有极大的应用潜力。