使用超声波旋转和摇摆剪切波弹性图像成像的横向同位体肌肉幻象的评估

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 超声波成像 超声波成像
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 肌肉硬与生理和病理状态有关,可以通过超声波剪切波弹性学 (SWE) 来评估.
• 标准SWE假定具有同位素特性,限制其用于骨肌肉的使用,通常以横向同位素 (TI) 为模型.
• 完整的TI材料表征需要切削水平 (SH) 和切削垂直 (SV) 波形模式;SV模式量化还不发达.

研究的目的:

• 为了使用SWE进行肌肉特征化,将四个TI幻影与不同纤维类型 (PE,尼龙,聚,ex-vivo组织) 进行比较.
• 评估这些TI幻影中的SH和SV波速,信号质量,剪切异构性以及推宽 (F#) 的影响.
• 为优化TI幻影属性和用于SV模式检测的成像建立基础.

主要方法:

• 使用不同纤维类型 (PE,尼龙,聚,ex-vivo组织) 在聚乙醇基质中制造四个TI幻影.
• 应用超声波旋转和摇摆SWE成像来评估波传播.
• 量化剪切波速度 (SH和SV模式),信号质量和剪切异构性,并分析推宽效应.

主要成果:

• 在幻影中观察到剪切异构的高变化;PE纤维显示最高,其次是活体组织.
• 尼龙纤维幻象表现出类似于休息肌肉的异构性;聚幻象几乎是异构的.
• 在所有幻影中量化了SH模式; SV模式仅在特定F#值 (1.2和2.5) 的活体组织和尼龙幻影中检测到.

结论:

• 该研究成功开发并评估了模仿肌肉组织的TI幻影,用于先进的SWE应用.
• 优化幻影特性和成像条件对于使异性质组织中SV模式检测成为可能至关重要.
• 这项研究使用SWE推进了肌肉组织的表征,可能提高肌肉功能,生理学和病理学的临床评估.