膀胱超声弹性振动成像技术和尿动力学检查评估膀胱顺应性的临床评价

目的评估膀胱超声弹性振动成像技术(UBV)和尿动力学检查(UDS)测量膀胱顺应性的相关性。方法本研究共入组40例神经源性膀胱患者,对所有患者同时进行UDS和UBV检查,分别记录不同膀胱灌注体积下的逼尿肌压力(Pdet)和膀胱壁力学参数,并比较二者的相关性。结果群速度平方和弹性模量作为UBV测量得到的膀胱壁力学参数分别与UDS测量的Pdet具有较高的相关性,中位相关系数分别为0.86(95%CI:0.74～0.94)和0.84(95%CI:0.66～0.92),群速度平方和弹性模量与Pdet的相关指数显著高于0.5。结论 UBV可密切监测神经源性膀胱患者在UDS检查过程中不同膀胱容量下的膀胱壁力学参数改变,可作为一种非侵入性评估技术用于膀胱顺应性的检测。

微振动成像检测光学验证系统研究

针对高分辨率空间相机的系统特性,选用平行光管系统作为光学系统,模拟来自无穷远的特征目标.运用LIGHTTOOLS软件对光路进行模拟,确定较优的光学结构.主要通过4种试验进行研究,即相机激振抖动试验,靶标运动模拟光轴抖动试验,波前畸变测量试验,离焦测量试验.通过离线图像复原对空间相机的光学误差进行分析及补偿.试验结果表明,在未给相机施加激振的情况下,经过平行光管系统输出,相机成像出的40LP·mm-1(LP表示线对)及20LP·mm-1清晰,满足微振动成像检测试验要求.在微振动成像检测试验中,波前像差达到0.21λ(RMS<λ/4),1.28λ(PV)以及0.23A (RMS<λ/4),1.34λ(PV)时,该平行光管系统成像均可满足复原软件处理需求,可以有效应用于微振动成像检测系统并具有验证微振动成像检测试验的能力.

振动声成像技术的研究进展

自1998年梅奥医学中心的Fatemi M、Greenleaf JF提出超声激发振动声成像(ultrasound-stimulated vibro-acoustic spectrography)的概念,即简称的振动声成像(vibro-acoustography),多年来国内外众多学者围绕此技术做了大量研究,尤其是在微钙化的检测领域作了大量工作,使该成像技术得到蓬勃的发展。振动声成像是振动声技术应用最广泛的领域,本文以振动声成像为切入点,对振动声技术的研究进展作一综述。

基于双频HIFU换能器的振动声成像及其靶组织损伤区域检测研究

HIFU作为一种无创、无电离辐射的物理治疗技术已经被用于各种良、恶性实体肿瘤的治疗。但HIFU临床治疗依然面临一个关键问题:基于传统的超声影像依然不能对HIFU治疗后靶组织损伤的区域进行清晰成像。针对该问题,将振动声成像方法引入到HIFU治疗系统中,将常规单频激励的HIFU换能器改造成双频HIFU换能器,并利用该换能器进行双频HIFU治疗及靶组织损伤区域的振动声成像。基于该系统首先研究了不同频差对换能器聚焦性能和焦域尺寸的影响以及不同结构的仿体组织、不同成像深度对振动声成像质量的影响。然后,以仿体和离体组织作为HIFU辐照对象,开展了HIFU辐照靶组织损伤区域可视化的振动声成像实验。实验结果表明:不同结构和特性仿体组织的振动声成像对比度较好、空间分辨率较高。此外,当HIFU辐照仿体和离体组织后,基于该成像方式能够实现靶组织损伤区域的可视化,这有望为HIFU治疗后靶组织的损伤区域检测提供一种有应用前景的解决方案和途径,提高HIFU治疗的有效性和安全性。

基于大张角双频聚焦换能器的振动声成像

为提高振动声成像方法的空间分辨率,采用大张角双频聚焦换能器构建改进的振动声成像系统。基于该系统,以仿体为实验对象,探究振动声成像空间分辨率,测试该成像方法在不同声学特性仿体上的成像效果,研究接收水听器位置、差频对振动声成像结果的影响,并使用k-Wave建立仿真模型探究换能器元件分布对振动声成像结果的影响。结果表明基于大张角双频聚焦换能器的振动声成像系统空间分辨率较高,对声学特性不同的仿体成像具有良好的对比度和特异性,接收水听器的位置和换能器元件分布对成像结果影响较小,差频的选取对成像质量至关重要。该研究有望为振动声成像技术的发展进步提供新思路,推动该技术进一步走向实际应用。

振动反应成像在慢性阻塞性肺疾病及支气管哮喘中的应用研究

目的研究慢性阻塞性肺疾病(COPD)及支气管哮喘振动反应(VR I)图像,了解VR I在COPD及支气管哮喘患者病情监测中的作用。方法 87例因COPD入院患者为第1组,同期64例哮喘患者为第2组,护工22例为健康组。3组均行肺功能及VR I等检查,COPD组采集2次(入院及出院时),分析3组患者VR I变量特点。结果 COPD组及哮喘组在振动能量曲线、EVP振幅、MEF面积等方面差异均有统计学意义。两组与健康组VR I各变量均有显著差异。COPD组2次肺功能无差异,VR I各变量明显改善,6例临床病情变化前VR I已变化。结论健康人、COPD患者及支气管哮喘VR I图像有明显差异,VR I定时监测能提前COPD干预治疗。

振动反应成像肺部定量数据在诊断气流受限疾病中的价值

目的应用振动反应成像(VRI)技术探讨肺部定量数据(QLD)在诊断气流受限疾病中的价值。方法回顾2007年7月～12月在北京协和医院呼吸科接受VRI检查的61例慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者、58例哮喘患者和64例健康志愿者的QLD,采用公式将其转换为异常度和波动度两项指标进一步比较分析。结果健康志愿者肺部6个部位QLD均值分别为8.4、14.5、22.0、11.1、18.5及25.5,异常度均值为10.0,波动度均值为2.0。COPD患者支气管舒张试验后QLD均值分别为11.6、16.7、21.9、12.6、17.2及20.1,异常度均值为47.1,波动度均值为10.9。哮喘患者支气管舒张试验前QLD均值分别为12.8、17.2、19.9、13.3、17.5及19.3,异常度均值为58.1,波动度均值为12.2。COPD和哮喘患者的异常度及波动度均明显高于健康志愿者(P<0.05)。如果以异常度≥20.0或波动度≥5.0为异常标准,诊断特异度87.5%,COPD诊断灵敏度82.0%,哮喘诊断灵敏度82.8%。结论通过公式将QLD转换为异常度和波动度两项指标后,可以较好地区分正常人和气流受限疾病患者,有一定的临床诊断价值。

慢性阻塞性肺疾病肺部振动反应成像的特点

目的探讨慢性阻塞性肺疾病(COPD)肺部振动反应成像(VRI)的特点。方法63例门诊COPD患者行支气管舒张试验前后肺功能和VRI检查,66名健康志愿者行肺功能和VRI检查。记录VRI结果包括右肺肺部定量数据(QLD)值、啰音数和图像评分,对结果进行分析比较。结果COPD组支气管舒张试验后右肺QLD值为(51.0±12.1)%,啰音均数为2.7,图像评分为4.2±1.9;对照组右肺QLD值为(45.1±5.9)%,啰音均数为0.1,图像平均分为0.9;两组间差异均有统计学意义(P<0.01)。COPD组支气管舒张试验前后VRI结果差异无统计学意义(P>0.05)。支气管舒张试验后VRI图像评分与FEV1%呈线性相关关系(r=0.31,P=0.01),回归方程为y=63.85-2.95x(y:100×FEV1%,x:VRI图像评分)。结论COPD患者VRI结果与正常人存在显著差异,且支气管舒张试验前后无明显差异,可协助COPD的诊断。支气管舒张试验后VRI图像评分对估计气流受限程度有一定价值。

振动反应成像技术在慢性阻塞性肺疾病患者中的应用

目的探讨振动反应成像(VRI)技术在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者中的应用价值。方法对255例COPD患者和78例健康志愿者行肺功能和VR I检查,分析VRI结果及其与肺功能的相关性。结果 COPD组的振动曲线评分3.07±1.34,动态图像评分7.81±3.27,振动值1.57±0.46,右肺肺部定量数据(QLD)值(49.5±12.6)%,啰音数5.27±7.74。对照组振动曲线评分1.14±1.00,动态图像评分2.24±1.27,振动值1.87±0.40,右肺QLD值(44.0±7.7)%,啰音数0.21±0.88。两组间以上指标均有显著差异(P<0.01)。COPD组VR I的振动曲线评分和动态图像评分与FEV1%pred呈线性相关(复合相关系数r=0.548,P<0.01),回归方程Y=80.833-2.735X1-5.406X2(Y:FEV1%pred,X1:动态图像评分,X2:振动曲线评分)。结论 COPD患者VRI结果与正常人存在显著差别,VRI对COPD的诊断、监测和病情进展评估具有重要价值。

吸烟对振动反应成像能量振动曲线变化的影响

目的探讨肺功能正常重度吸烟者的振动反应成像(VRI)能量振动曲线特征。方法纳入健康非吸烟者60例,肺功能正常重度吸烟者67例,慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者60例。对3组受试者进行病史询问、临床资料收集、肺功能测定、胸部X线和VRI检查,分析并比较3组能量振动曲线的差异。结果肺功能正常重度吸烟者VRI振动能量曲线呼气相低平43.3%、平台16.4%、凹陷16.4%、单峰14.9%。健康非吸烟者呼气相低平6.7%、平台3.3%,凹陷、单峰均未出现,这些征象与重度吸烟者有显著差异(P<0.05)。COPD组呼气相低平60%、平台33.3%、凹陷18.3%、单峰16.7%,这些征象与重度吸烟者相比呼气相低平、平台有显著差异(P<0.05),凹陷、单峰无显著差异(P>0.05)。呼气相/吸气相能量峰值比:重度吸烟组为0.56,健康非吸烟组为0.74,COPD组为0.54,重度吸烟者与健康吸烟者相比有显著差异(P<0.05),但与COPD组无显著差异(P>0.05)。结论肺功能正常重度吸烟者与健康非吸烟者相比VRI能量振动曲线特征为振动能量曲线的呼气相低平、平台、凹陷和单峰的发生率显著增高,呼气相/吸气相能量峰值比较低,但与COPD组相比无显著差异。

振动反应成像技术在支气管哮喘和慢性阻塞性肺疾病诊断中的应用

目的探讨振动反应成像(vibration response imaging,VRI)技术在支气管哮喘和慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary diseases,COPD)诊断中的应用价值。方法回顾性分析2012年6月至2015年1月在海南医学院附属医院呼吸内科接受VRI检查的30例支气管哮喘患者(哮喘组)、COPD患者(COPD组)和健康志愿者(对照组)的VRI图像,比较3组的最大振动能量图(maximum energy frame,MEF)、动态图像、振动能量曲线、声波信号包络(envelope of acoustic signal,EVP)曲线、图像总评分、曲线振动能量值和右侧肺部定量数值(quantitative lung data,QLD)。结果与对照组比较,哮喘组MEF、动态图像、振动能量曲线、EVP曲线及图像总评分升高,差异有统计学意义(P<0.05),曲线振动能量值和右侧QLD值升高,差异无统计学意义(P>0.05);COPD组MEF、动态图像、振动能量曲线、EVP曲线及图像总评分升高,差异有统计学意义(P<0.05),曲线振动能量值降低,右侧QLD值升高,差异无统计学意义(P>0.05)。与COPD组比较,哮喘组动态图像、振动能量曲线、曲线振动能量值和图像总评分升高,差异有统计学意义(P<0.05),EVP曲线和右侧QLD值升高,差异无统计学意义(P>0.05)。结论动态图像、振动能量曲线、曲线振动能量值和图像总评分可协助诊断与鉴别诊断支气管哮喘和COPD患者。

振动反应成像技术在急性呼吸窘迫综合征患者肺复张评估中的应用

目的振动反应成像技术(VRI)已用于重症患者的床旁监测,实时显示呼吸过程中肺复张及通气情况。文中旨在探讨VRI在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者肺复张评估中的应用价值。方法选取2015年1月至2017年6月南京医科大学附属南京医院呼吸与危重症医学科20例ARDS患者。患者呼气末正压通气(PEEP)从5增加至15 cmH_2O,统计分析VRI图像最大能量图平均灰度值、肺部定量数值(QLD)等,并分析VRI图像与肺复张容积及氧合指数的相关性。结果与PEEP5 cmH2O比较,PEEP 15 cmH_2O的VRI图像最大能量图平均灰度值下降[(175.1±15.9) vs (169.1±11.3)],图像面积占比显著增加[(52.7±7.5)%vs (56.3±4.4)%],差异有统计学意义(P<0.05),肺部定量数值(QLD)左上、左中显著降低,左下、右下显著升高(P<0.05)。PEEP 15 cmH_2O的VRI图像平均灰度较PEEP 5 cmH_2O增加-5.6±12.8,增加值与肺复张容积呈负相关(r=-0.785,P<0.01);图像面积占比增加(3.8±4.8)%,增加值与肺复张容积呈正相关(r=0.793,P<0.01)。PEEP 5、15 cmH_2O时,患者氧合指数分别为(116.3±25.6)、(175.4±33.5) mmHg,改善值与VRI图像的平均灰度增加值呈负相关(r=-0.740,P<0.01),与图像面积占比增加值正相关(r=0.581,P<0.01)。结论 VRI可作为评估ARDS患者肺复张效应的有效方法。

振动反应成像系统对肺不张的诊断价值探讨

目的:探讨振动反应成像系统(Vibration response imaging system,VRI)对肺不张诊断的价值。方法:回顾性分析2008年10月1日至2010年5月1日期间同时参与VRI检测和胸部CT检测的502例患者,分析应用VRI诊断肺不张的可行性。结果:健康志愿者与肺不张患者之间平均值的比较,除右中叶肺野肺部定量数据(Quantitative lung data,QLD)之间差异无统计学意义外,其余肺野QLD之间差异均有统计学意义(P<0.05)。健康志愿者与肺不张患者变异度之间差异有统计学意义(2.893±0.838 vs 6.816±1.878)。采用Kappa分析VRI与CT诊断肺不张的一致性,当肺不张患者变异度在80%区间估计值(x±1.28s)时,Kappa系数为0.734(P<0.05),振动反应成像系统对肺不张的诊断与CT诊断有很好的一致性。结论:VRI对肺不张的诊断与胸部CT检测结果有很好的一致性。在肺不张的诊断中,CT可提供肺不张患者肺部病变的影像学客观资料,而VRI则更多提供患者功能评估方面的参考依据,VRI在肺不张诊断和预后评估方面具有其独特的优势。

振动声成像系统分辨率研究

本文从振动声成像的基本原理出发,通过引入点扩展函数PSF和定义轴向响应函数ARF,研究了由凹球面聚焦换能器分割而成的一种典型共焦换能器参数对振动声成像系统侧向分辨率和轴向分辨率的影响。计算研究表明:增大凹球面换能器的口径、减小几何焦距和提高中心频率均可以提高系统的侧向分辨率和轴向分辨率;但改变凹球面换能器的分割比例对两种分辨率影响不尽相同。综合考虑超声换能器激励、聚焦性能以及产生的辐射力效果等因素,则换能器应按等辐射面积原则分割为宜。文中还分析了介质的声衰减系数对实际轴向分辨率的影响。

振动反应成像技术在鉴别哮喘和慢性阻塞性肺疾病中的应用

目的探讨振动反应成像技术(VRI)在鉴别哮喘和慢性阻塞性肺疾病(COPD)中的作用。方法观察60例哮喘和64例COPD患者在应用支气管舒张试验前后的VRI影像(VRI图像和EVP曲线)。采集两组患者的临床资料(病史、体格检查、肺功能检查)做出临床诊断,同时做出VRI图像和EVP曲线诊断。比较VRI图像、EVP曲线诊断与临床诊断的差异。结果哮喘组患者VRI图像中动态图像、MEF、呼吸振动能量曲线的评分较COPD组患者评分有统计学差异,EVP曲线诊断哮喘和COPD的符合率为75%和79.69%,联合VRI图像评分,诊断的符合率达83.87%(哮喘78.33%,COPD89.06%)。结论 VRI图像和EVP曲线诊断哮喘或COPD与临床诊断符合率高,可为临床鉴别哮喘和COPD的诊断提供客观数据。

基于相位恢复原理的SAR振动目标成像方法

在SAR成像系统中,振动目标成像具有成对回波的多普勒特征,不利于振动目标的检测和识别。提出一种基于相位恢复原理的振动目标聚焦成像方法。首先基于条带式SAR成像模式建立了振动目标空间几何模型,理论推导了将相位恢复原理应用到SAR振动目标成像的可能性;然后以振动目标回波数据和支撑域信息作为过采样平滑算法(OSS)的先验信息,通过改变平滑滤波器的参数,调整滤波器的带宽,以减少支撑域外部信息对振动目标的干扰,同时通过减少支撑域,提高迭代算法的收敛性,消除振动目标成对回波,最终得到聚焦的高分辨率振动目标图像。仿真和实验结果证明所提方法的有效性。

振动反应成像与预计公式在肺癌手术评估中的应用价值

目的:比较振动反应成像技术(VRI)和预计公式对肺癌患者术后肺功能的预测价值。方法 :入组的肺癌患者在术前行肺功能和VRI检查,分别使用VRI的O-Plan软件与传统公式预测术后的第1秒用力肺活量(FEV1)、FEV1占预计值的百分比(FEV1%pred)、一氧化碳弥散量(DLCO)和DLCO占预计值的百分比(DLCO%pred),术后3个月再次检测肺功能。结果 :62例患者完成本研究,肺切除术后患者的肺功能均较术前显著降低。与患者术后3个月的肺功能实测值比较,公式法的预测值有显著差异(P<0.05),而VRI预测值无显著性差异(P>0.05)。VRI预测值与术后肺功能实测值之间有较好的相关性:FEV1的相关系数为0.857,FEV1%pred为0.802,DLCO为0.799,DLCO%pred为0.748。结论 :VRI可以准确预测肺癌患者术后肺功能,为患者能否安全接受手术提供指导。

超声激发振动声成像实验系统的设计

根据超声激发振动声成像的基本原理,设计并构建一个能获得振动声图像的实验系统。该系统由高频信号部分、超声发射及传播部分、低频信号处理和计算机处理与控制等四部分构成。实验表明,该系统能获得生物仿体或软组织内刚性物体的振动声图像,为进行生物组织的振动声成像研究提供了基础;通过采用更高灵敏度的低频水听器和改善共焦换能器的分辨力,可进一步提高成像质量。

振动反应成像肺部定量数值在支气管哮喘中的临床应用

目的探讨振动反应成像(vibration response imaging,VRI)中肺部定量数值(quantitative lungdata,QLD)在支气管哮喘诊断中的应用价值。方法选择支气管哮喘患者90例(哮喘组)和健康志愿者90例(对照组),均行肺功能及VRI检查,分析QLD值及其异常度、改善量,探讨其与肺功能的相关性。结果哮喘组支气管舒张试验前后各区域的QLD值异常度与对照组比较差异均无统计学意义(P>0.05);但哮喘组试验前后总QLD值异常度比较差异有统计学意义(P<0.01),哮喘组试验前总QLD值异常度与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01)。哮喘组支气管舒张试验前后QLD改善量为7.6±2.2,95%可信区间为6.4～8.3。哮喘组支气管舒张试验前后QLD的改善量与FEV1的改善量呈线性相关(r=0.614,P<0.01),且与FEV1改善率也显著相关(r=0.691,P<0.01)。结论 VRI中的QLD值在支气管哮喘的诊断中具有一定的临床应用价值。