《超聲微泡的定量分析與運動跟蹤》是依託華南理工大學，由郭聖文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超聲微泡的定量分析與運動跟蹤
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郭聖文
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超聲微泡造影術在疾病診斷，藥物與基因靶向性轉運，藥效和安全性評估等方面具有獨特的優勢。微泡的數量、直徑與總體分布等靜態量化參數，以及微泡在血管中的運動狀態等，是分子與基因靶向藥物製備和質量控制、輸送與釋放和疾病診治等的重要依據。但因超聲微泡的強聚集性、血管壁黏彈性、運動的複雜性和超聲成像解析度低等因素的影響，給微泡的定量測定與運動分析帶來很大困難。本項目根據微泡的灰度、幾何特性與梯度向量場信息，利用Watershed與B-Snake形變模型，檢測微泡並實施分割，獲取微泡分布的量化參數；在此基礎上，利用顯微成像和高速攝像術，對連續多幀圖像中單個微泡在血管內的運動進行分析，以克服傳統基於局部視窗的PIV分析法的不足，並建立微泡－血管彈性模型，最終實現血流動力學與血管彈性的測定，闡明微泡運動與血流、血管結構功能之間的關係。本項目旨在為超聲微泡的檢測分割、運動分析、血流、微泡動力學等研究奠定基礎。
結題摘要
超聲微泡造影術在疾病診斷，藥物與基因靶向性轉運，藥效和安全性評估等方面具有獨特的優勢。微泡的數量、直徑與總體分布等靜態量化參數，以及微泡在血管中的運動狀態等，是分子與基因靶向藥物製備和質量控制、輸送與釋放和疾病診治等的重要依據。本項目： 1、 研究了脂質超聲微泡和具有溶脹性能殼聚糖超聲微泡的製備方法；2、 利用顯微成像和高速攝像術，對連續多幀圖像中單個微泡在血管內的運動進行分析，根據微泡的灰度與幾何特性，利用形態學、自適應閾值和形變模型，提出一種快速自動檢測與分割單個微泡的算法，獲取微泡分布的量化參數，以及微泡隨時間的運動和形變特性； 3、 建立微泡－血管彈性集中參數模型，闡明微泡運動與血流、血管結構功能之間的定性與定量關係，仿真實驗結果表明：(1) 激勵超聲聲壓增大，微泡振動幅度增加、振動頻率減小；(2) 血管長度增大，微泡振幅減小、振頻增加；血管內徑增大，微泡振幅增加、振頻減小，反之亦然；(3) 微泡氣體多方指數增加，血管壁應力、血管形變程度及微泡最大振動速度減小，微泡振動頻率增大；(4)血液動力粘度增加，微泡振動幅度、振動頻率、血管壁應力及微泡最大振動速度均減小； 4、 開展了微泡造影成像仿真與臨床實驗，驗證了微泡的增強顯影性能，研究顯影效果與微泡、環境條件之間的關係。探討浸潤性乳腺癌超聲造影的定性及定量超聲特徵與其免疫組化相關指標的相關性，驗證超聲造影在對於乳腺癌前哨淋巴結活檢的價值，甲狀腺超聲造影對於甲狀腺結節良惡性的判別價值。 通過該研究，探討了脂質、藥物靶向與殼聚糖超聲微泡的製備方法，闡明了血管內超聲微泡與血管、血流結構和功能的定性和定量關係，驗證了超聲微泡的增強顯影功能，在乳腺癌和甲狀腺病變的影像診斷中的價值。本研究對超聲微泡的製備、性能評估、微泡在血管內非線性回響及增強顯影成像等，均具有重要的理論指導意義與臨床套用價值。
