基于有限元分析的超声弹性成像及其在乳腺疾病中的应用

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:windsway
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,超声波被广泛应用于生物学和医学领域。医学超声是一门将超声学与医学应用结合起来的边沿学科,生物组织的超声性质是生物医学超声中最基本的研究课题之一。其主要任务是研究超声波在生物组织中的传播特性、规律及其应用。当超声在组织中传播时,它会发生散射、吸收、折射及声速的变化等现象。测量这些变化可以提供给人们关于组织的及其丰富的信息。超声应用于医学领域,无论是诊断还是治疗都与生物组织的超声性质密切相关。组织超声弹性成像多采用静态/准静态的激励方法。利用探头或者探头-挤压板装置,沿着探头的纵向(轴向)压缩组织,对组织施加一个微小的应变,分别采集组织压缩前后的超声散射信号(射频信号)或者包络信号,利用互相关的方法对信号进行分析,估计出组织内部不同位置的位移分布,从而得到组织内部的应变分布。在组织的组成方面,当组织被压缩时,组织内的所有的应变都会产生相应变化,随着病变组织密度、硬度的改变,组织内的应变分布也会有所变化。组织内弹性系数较大的区域,引起的应变比较小;反之,弹性系数较小的区域,相应引起的应变比较大。因此,通过对组织弹性成像的测量,就可以得到相应组织的应变图,从而间接知道组织是否发生了病变。在本论文中,取组织密度为1.05kg/L,泊松比为0.495,组织的左右边取位移边界条件,上下边取自由边界条件,通过利用Matlab仿真,得到的应变图进行分析,可以发现不论是良性肿瘤模型还是恶性肿瘤模型,随着正常组织与病变组织弹性对比度(>1)的增大,其应变图的差别越明显,越容易区分出来病变组织,即超声弹性成像技术更适合检测弹性对比度较大的异物,而对于病变组织弹性对比度<1的异物的情况而言,则不容易发现组织内部的异物分布。在临床中,对医院诊断乳腺病的结果进行分析,可以发现:对于这些硬度较大的良性病变,例如伴有钙化和胶原化的乳腺病和纤维腺瘤,以及硬度较小的恶性病变例如粘液腺癌等,弹性成像的诊断均会造成一定程度上的误诊。对于这样一种情况,仿真试验中常常取良性病变和恶性病变组织的弹性对比度相同,来比较弹性成像的应变图的差异,可以发现当良性和恶性肿块具有相同弹性模量比时,其X方向应变并没有明显的差异,但是它们剪切应变的差异则较明显,而且含有恶性肿瘤乳腺的剪切应变,比含有良性肿瘤乳腺的剪切应变要小一些;随着肿块与组织弹性模量比的降低,其差异明显度降低。这说明在弹性成像中,不论是X方向应变图像,还是剪切应变图像,都比较适合于检测弹性模量相对较大的肿块,而对于弹性模量相对较小的肿块,则具有一定的局限性。本文利用有限元分析的方法,用弹性力学的理论计算得到软组织在不同情况下的x方向应变分布和剪切应变分布,并对其进行对比分析,这对于弹性成像的理论分析具有重要的辅助作用,可以研究不同类型的软组织和各种力学参数对弹性成像的影响,以及理论上估计弹性成像的局限性。特别是将剪切应变引用到组织的超声弹性成像中,在成像的质量和精准度上,以及辨别肿瘤的良恶性方面,显示了有效性和优越性。
其他文献
目的:总结山西医科大学第一医院2001-2011年10年间实施的二尖瓣置换术160例,包括保留二尖瓣结构80例和未保留二尖瓣结构80例。分析二尖瓣置换术保留与未保留二尖瓣结构对手术效
目的探索肝移植术中肝内胆管缺血时间对供肝功能的影响。方法建立家兔肝内胆管缺血再灌注损伤模型,将家兔随机分为SO组(假手术组)、H1.5h组(肝动脉和胆总管联合阻断1.5h组)H2
新课程改革对高中生物教育提出了新的要求,其中心思想是强调学生的主体作用。为了适应新课改的要求,我国高中生物课堂使用导学案进行教学,导学案教学强调以学生为主,发挥学生
目的研究Neuroserpin在脊髓持续性压迫损伤中的蛋白表达,并观察其与小胶质细胞、tPA的关系,以及与神经元凋亡发生的相关性。方法使用膨胀性高分子材料植入大鼠椎板下,来模拟
罗平生物群是成都地质调查中心2007年在云南省罗平县大凹子村中三叠统关岭组中首次发现的以海生鱼类为主,伴生有爬行类、两栖类(?)、多种无脊椎动物和植物的珍稀海洋生物化石
运动员在日常训练中经常会出现过度训练问题,过度训练可导致骨骼肌运动性损伤,此时运动员和教练员往往只重视骨骼肌的损伤,忽略对于身体其他器官如肾脏可能造成的伤害。迄今为止
错视艺术的独特表现力对设计师研究现代视觉传达设计起着重要的作用,随着平面设计的不断更新变化和快速发展,各种新的设计形式和创意思维被巧妙地融入其中。标志设计作为视觉
幼儿园区域性体育活动是幼儿园自主活动中的重要一种,它对幼儿们综合能力的培养具有重要作用。本文首先从幼儿综合能力的几个方面分别入手浅谈了幼儿园区域性体育活动在培养
研究目的通过研究全膝关节置换术中全程止血带技术与中途止血带技术对全膝关节置换术中围手术期失血量及术肢肿胀程度的影响,为全膝关节置换术中使用止血带的选择提供参考依
目的:对全髋关节置换与切开复位内固定术治疗老年股骨颈骨折的疗效进行系统评价。比较二者疗效的差异,以更好的指导临床术式选择。方法:计算机检索MEDLINE ( 1995年1月至2009