交互式压力反馈超声弹性成像系统的设计与应用研究

摘要

在本文中我们搭建了一种交互式压力反馈超声弹性成像系统，并测试了该系统提高超声弹性成像的可重复性与稳定性的可行性。
　　交互式压力反馈超声弹性成像系统由压力传感器、谷歌眼镜、数据采集卡、图像采集卡、笔记本电脑和临床超声弹性成像仪组成。我们用一个三维打印的夹持装置将压力传感器和超声探头集成为一体，来动态地检测超声弹性成像操作过程中的压力大小。在该系统中，计算机可以实时地采集到超声弹性成像中操作压力信息和弹性图像信息。由计算机产生的目标压力曲线和操作者产生的实际压力曲线会通过无线网络连接投射到谷歌眼镜上，通过对比两者间的差异来指导医师进行超声探头的按压操作。
　　交互式压力反馈超声弹性成像系统性能和效果的测试由六个操作者在一块商业化的超声弹性仿体上完成。相关实验结果表明操作者可以在交互式超声弹性成像系统软件界面的帮助之下，很容易地跟随目标压力曲线（方波波形和正弦波形）在组织上施加我们所期望的给定幅度和频率的压力。在区分不同的硬度目标实验中，交互式压力反馈超声弹性成像系统能够区分杨氏模量为8 kPa和14 kPa的管道，其中p值为0.013;而常规的超声弹性成像却不能够区分，其中p值为0.107。在不同压力设定条件下的可重复性测试表明交互式压力反馈超声弹性成像系统与常规的超声弹性成像相比，能够在不同的操作者之间取得一个较小变异系数。
　　一系列实验证明了我们搭建的交互式压力反馈超声弹性成像系统能够提高超声弹性成像的可重复性和稳定性。在仿体实验的验证的基础上，未来还需要进一步的临床实验，去改进该系统的设计来评价其对临床乳腺癌筛查和诊断的积极作用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 乳腺癌现有的诊断方法

1．3 课题研究的目的和主要研究内容

1．3．1 课题的研究目的和意义

1．3．2 课题的目标和主要研究内容

1．3．3 论文的结构组织

第2章 超声弹性成像技术

2．1 引言

2．2 超声成像技术的概述

2．2．1 静态／准静态压迫性弹性技术

2．2．2 声辐射力脉冲成像技术

2．2．3 瞬时弹性成像技术

2．2．4 振动声弹性成像技术

2．2．5 血管弹性成像技术

2．3 弹性成像在临床上的应用背景

2．4 本章小结

第3章 交互式压力反馈超声弹性成像系统的搭建

3．1 引言

3．2 系统的设计要求

3．3 系统的原理及实现

3．4 系统的硬件部分

3．4．1 超声检测仪

3．4．2 探头的设计

3．4．3 压力传感器

3．4．4 图像采集卡与数据采集卡

3．4．5 谷歌眼镜

3．5 系统的软件部分

3．5．1 系统界面的设计

3．5．2 系统与Google glass的通讯部分

3．6 本章小结

第4章 仿体实验

4．1 引言

4．2 实验中所用仿体

4．3 实验步骤

4．4 评价方法

4．4．1 五分评分法

4．4．2 应变率比值法

4．4．3 组织弥散定量分析

4．5 统计方法

4．6 本章小结

第5章 实验结果分析

5．1 引言

5．2 结果分析

5．2．1 交互式压力反馈测试

5．2．2 不同压力情形下的超声弹性图像

5．2．3 区分不同的硬度目标

5．2．4 可重复性实验

5．3 本章小结

第6章 论文的总结与展望

6．1 总结

6．2 存在的问题

6．3 未来的展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的科研成果