肌肉萎缩过程中超声传输的频谱特征研究

发布时间：2020-05-15 01:54

【摘要】：医学超声诊疗领域,生物组织的传输特征研究和超声参数的测量是最基础、最重要的研究内容。通过各种超声检测技术,获得组织的超声特征参量,用以评估人体组织健康状态以及定征病理特征的应用非常有意义。超声波与人体组织相互作用,会发生超声反射、散射、吸收、声衰减等现象,当组织发生病变或者功能改变时,组织的弹性、衰减系数等特性都会发生相应的改变,传统的B超检测利用超声包络信号成像,对组织结构性病变较易观察,对非结构改变探测较难。从接收到的携带有组织构成信息的声波信号中,提取人体组织的超声回波的相位、相关谱、功率谱等特征信息,可以反演人体组织微观结构、功能特征,对组织的状态进行表征。本文从超声传输理论出发,建立肌肉组织的超声传输理论模型,研究大鼠尾吊模型下肌肉萎缩过程中肌肉超声传输频谱特征。结合小动物B超图、湿重、生化指标辅助参考,利用超声频谱变化的分析方法来检测大鼠的肌肉萎缩过程。本文最后也尝试进行了低频脉冲超声的不同声强对肌肉组织的作用下,超声传输频率特征的研究。理论和实验研究表明:(1)理论研究下,骨骼肌的仿真模型中肌肉纤维直径变小,垂直于纤维方向传输的声波功率谱高频成分会增加;保持其它参数不变的条件下,骨骼肌肌肉纤维硬度减小,垂直纤维方向传输的声波信号的功率谱低频成分会增加。(2)尾吊模型组形成肌肉萎缩过程中,超声传输后的功率谱的高频成分较多,具体表现为峰值频点偏向高频端。(3)以对照组频谱中心频率参考标准,尾吊组的谱偏移量不与实验天数成正比关系。(4)通过对比对照组、尾吊组和参数组(低频超声照射)的传输频谱特征,表明肌肉组织的不同状态对声波的吸收频率有差异,超声频谱中心频率的变化可以作为定征肌肉萎缩程度的方法。本文研究肌肉萎缩后超声频谱变化结果可以为肌肉萎缩的无创检测提供新的检测思路。
【图文】：

成年人大约有６００余块骨骼肌，数目多，分布广，约占体重的４０％，它具有一定的逡逑形态、结构等，在安静和运动的时候，都是保持机体内生物能力平衡的重要组织，并逡逑担任了能量转化和能量物质储存的作用［３２］。如图２－１所示为骨骼肌的结构组织模逡逑型，完整的骨骼肌是由骨骼肌纤维构成，肌束膜把肌肉纤维包裹在一起形成肌束，逡逑解剖学研宄表明每条肌束中约含有十跟到一百根不等的肌纤维，肌束集中结合在逡逑一起组成肌肉组织。肌原纤维呈平行排列的结构是肌纤维的基本单位，显微镜下表逡逑现为明暗相间的带状，整体显示为规则排列的明暗相间的横纹分别称被为明带和逡逑暗带。一般来讲，人体腓肠肌内侧包含了邋１００万根以上的肌纤维，，男性肌肉的白肌逡逑纤维普遍高于女性。逡逑肌小节由细肌丝和粗肌丝互相穿插构成，是骨骼肌产生力量的基础，也是肌原逡逑纤维的组成单位［３２］。当肌纤维处于收缩状态时，细肌丝会向暗带移动，使得明带长逡逑度变短且暗带长度不变

基于以上讨论，为了更直观对比两种谱估计法，现设两个频率＇＝２０Ｈｚ、／２逡逑＝４０Ｈｚ的叠加合成信号，分别用传统谱估计和基于Ｂｕｒｇ算法的ＡＲ模型来进行功逡逑率谱处理，结果如图２－２（ａ）、（ｂ）所示。逡逑２0邋Ｚ￣３邋ＴＩ邋ｆ邋ｊ邋￣１逦２０邋Ｉ＊邋？逦？邋ｆ逡逑ｒ：Ｈｉ逦道］＝逡逑ｉ邋ｊ逦ｉ邋ｊ逦＾逦，逡逑；ｉ邋ｆｉ邋ｉ邋：逦观逦邋、NB、逡逑ｔｕＩｌＩｌＩｉＬＬ１！＇！！］逦视邋Ｉ—：一＿：一一；—逡逑0邋１０逦２０逦３０逦４０逦５０逦０逦２０逦４０逦６０逦８０逦１００逡逑

本文编号：2664278