基於分段式長碼的超聲粘彈性成像方法研究

《基於分段式長碼的超聲粘彈性成像方法研究》是依託深圳大學，由刁現芬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於分段式長碼的超聲粘彈性成像方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：刁現芬
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

超聲彈性成像技術對生物組織粘彈性的定量在臨床診斷上具有重要意義,但在邁向臨床實用化的過程中還面臨諸多挑戰。目前的超聲彈性成像方法在檢測解析度、檢測深度、與現有超聲影像系統的集成、臨床安全性等方面還存在問題亟待解決。本項目擬將分段式長碼檢測、自適應數字編碼鎖相技術、低頻諧波激勵引入到外加振子的超聲彈性成像方法中。首先，利用分段式長碼的編碼增益和良好的相關特性，以期提高彈性成像系統的穿透力和空間解析度；其次，採用基於自適應數字編碼鎖相技術的方法來提取剪下波相位，可以提高相位檢測的精度；再次，採用低頻諧波信號代替單一的正弦信號激勵組織振動，實現不同頻率的剪下波波速測量，從而實現粘性、彈性參數的測量。另外，我們還將根據回波信號對聲場進行估計，採用自適應算法對回波信號進行補償和校正，以減少組織的頻率相關衰減、非線性效應對編碼的影響。通過理論仿真分析、仿體、離體實驗來檢驗該成像方法的關鍵性能指標。

結題摘要

通常組織發生病變會導致組織粘彈性的變化。因此，對組織的彈性、粘性進行定量的測量對疾病的臨床診斷、治療效果的評價等有一定的參考價值。基於外加振子的瞬態彈性成像技術套用機械振動在組織中產生剪下波，套用脈衝回波檢測剪下波信息，進而估算組織彈性。該方法安全、結構簡單、易於集成到現有的商業超聲系統等優點，但該方法忽略了組織的粘性，且檢測深度受限。本項目提出將通訊領域的擴譜編碼技術套用到外加機械振子的瞬時彈性成像中，以增加瞬時彈性成像技術的檢測深度並且使其同時測量組織的粘彈性。通過編碼方法設計具有特定頻譜分布的激勵信號振動組織，在組織中產生包含多個頻率成分的剪下波，且保證高頻剪下波具有較高的能量，不僅可以同時檢測多個頻率剪下波波速，還可以提高高頻剪下波的檢測能力；剪下波波速檢測方面，套用編碼檢測代替傳統的脈衝回波檢測，切實可以增加檢測深度。理論、仿體、離體實驗研究結果表明，本項目的研究給肥胖病人以及深層組織的粘彈性測量提供了一種可行的方法。項目執行期間所取得的研究成果主要集中在以下幾個方面：（1）實驗平台的建設和系統開發；（2）超聲瞬時彈性成像回波信號處理算法；（3）諧波振動信號的編碼方法研究；（4）組織振動信號的編碼檢測方法研究；（5）大鼠非酒精性脂肪性肝炎分期實驗；（6）其他研究成果。本項目的研究基本完成了計畫書的內容，取得了優秀的成績。該項目的研究成果，項目組發表了1篇SCI 論文， 5篇EI 論文，1篇中文期刊，1項專利。參加國際國內會議5次，並且在2015 的IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS)會議上以口頭報告的形式展示了我們的研究成果。