穿戴式超声波成像设备用于肩部肌肉的动态双向剪切波弹性图像

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 医疗成像医学成像
• 整形外科 整形外科 整形外科

背景情况:

• 肩关节的高度流动性需要精确的肌肉协调.
• 旋转带损伤会导致疼痛和功能限制,影响生活质量.
• 目前用于肩部损伤的超声波成像通常是静态的,缺少关键的动态信息.

研究的目的:

• 开发和验证可穿戴的双向剪切波弹性图形 (DDSWE) 系统,用于动态肩部肌肉评估.
• 为了将超声波弹性学测量与肩膀关节运动相关联.
• 提供定量数据,以指导旋转手腕受伤的康复.

主要方法:

• 一个定制的T形可穿戴超声波传感器 (128 + 128 元素) 用于DDSWE.
• 一个与超声波成像同步的光学追踪系统捕获了3D肩膀运动.
• 幻影实验验证了DDSWE性能和光学跟踪精度.
• 人类研究涉及志愿者执行手臂运动来评估肩膀肌肉机制.

主要成果:

• DDSWE在弹性幻影中表现出低偏差 (~6%) 和高精度 (~1.2%) 的纵向和横向方向.
• 光学跟踪在3D运动分析中实现了高精度.
• 剪切波速度 (SWVs) 随着肩部绑架角度 (0°至60°) 的增加.
• 观察到横向SWV (2.24至3.35米/秒) 和纵向SWV (2.95至5.95米/秒) 的 anisotropic-dependent增加.

结论:

• 可穿戴的DDSWE系统可以动态量化肩膀肌肉的机械特性.
• 这项技术为运动期间的肌肉行为提供了宝贵的见解.
• 研究结果支持使用DDSWE进行个性化的旋转手腕康复强度调整.