一个计算建模系统的可行性研究,用于性能评估和超声波应变弹性学系统的开发

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 生物医学工程 生物医学工程
• 计算机建模 计算建模

背景情况:

• 超声波应变弹性图 (USE) 检测组织度变化,这些变化表明癌症等疾病.
• 使用USE精确描述乳腺病变需要可靠的评估工具.

研究的目的:

• 通过计算建模和验证超声波应变弹性学 (USE) 的模拟管道.
• 通过in silico建模来评估USE在乳腺病变特征化中的应用.

主要方法:

• 使用FreeCAD,Gmsh,FEBio和k-Wave开发了一个in silico的USE幻影管道.
• 生成虚拟超声波幽灵,具有不同的硬度目标.
• 模拟超声压缩,回声信号生成和位移估计.
• 与物理幻影实验和FEBio模拟对管道进行了验证.

主要成果:

• 模拟管道准确估计了位移和应变弹性图.
• 量化比较显示,模拟和实验结果之间有很好的一致性.
• 模型验证证实了管道在不同压缩级别 (0.5%-5%轴应变) 的稳定性.

结论:

• 经过验证的USE模拟管道是USE系统开发的强大的非临床工具.
• 这种计算方法促进了乳腺损伤特征技术的进步.