基于剪切波频散超声振动的黏弹性检测系统开发

目的为实现离体组织黏弹性检测,建立一套超声黏弹性检测系统。方法该系统基于剪切波频散超声振动方法,利用超声辐射力激励组织产生谐波运动,然后检测振动产生的剪切波传播特性,从而估算组织的黏弹性值。采用该系统进行标准仿体实验和大鼠肝脏实验,并完成对系统的初步评估。结果标准仿体的检测结果与仿体标定的弹性系数值接近,大鼠肝脏的黏性系数和弹性系数值分别为(1.12±0.41)Pa·s、(0.81±0.40)kPa。结论通过标准仿体实验和大鼠肝脏的实验,证明采用该系统进行离体动物实验的可行性,为实现人体肝纤维化检测作初步探索。

基于剪切波频散超声振动技术的大鼠肝纤维化粘弹性测量

肝纤维化会引起肝脏组织力学特性的变化，剪切波频散超声振动技术可以无创定量地测量肝脏组织的粘弹性。本研究采用大鼠肝纤维化动物模型，利用剪切波频散超声振动技术，基于粘弹性Zener模型同时得到大鼠肝纤维化组织的粘性和弹性系数。研究结果显示剪切波的速度在不同频率是频散的，肝脏组织的粘性对剪切波具有影响。基于Zener模型得到肝纤维化F0-F4期的弹性系数和粘性系数的平均值范围分别为0.76-2.93kPa和1.09-2.01Pa·s，弹性系数随着肝纤维化程度的加深存在明显递增的趋势。弹性系数的受试者工作特征曲线面积（ AUROC）值为0.92（﹥=F2），0.98（﹥=F3），和0.99（F4），粘性系数的AUROC下值面积值为0.85（﹥=F2），0.71（﹥=F3）和0.73（F4）。弹性系数对肝纤维化进行分期相对于粘性系数更加灵敏。