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《华东师范大学》 2011年
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核磁共振弹性成像技术在肝纤维化检测中的应用研究

汪红志  
【摘要】:核磁共振技术正在飞速发展成为医学和生物学等领域不可或缺的重要工具,MRI已经成为当今最普遍的临床医学诊断和功能成像工具之一。所有医学影像技术的本质是通过影像灰度或颜色的差别来反映不同组织或正常组织和病变组织之间的某种物理参数的差别,从而达到疾病诊断目的。目前能够已经实现临床应用的核磁共振所反映的物理参数主要有反映组织宏观参数的纵向弛豫时间(T1)、横向弛豫时间(T2)、质子密度等,以及能反映组织功能的灌注系数、扩散系数、血氧水平系数以及分子化学位移等。而用核磁共振技术检测组织弹性是近年来才提出来的一种新的成像检测手段。 由于弹性具有组织间差异大,从1~108KPa不等,分辨率高,临床应用潜力巨大。采用影像技术检测弹性,既无创还可实现弹性的二维或三维分布,因此受到临床医生的极大青睐与期待。近年来国外有多家研究结构都在进行相关研究,但目前还未形成成熟的临床应用。本文针对弹性核磁共振成像技术的理论与技术进行了全面的研究,开发了核磁共振弹性图研究平台,并以肝纤维化(硬度)检测为目标,进行了相关实验效果的检验。 论文的主要内容如下: 1.核磁共振弹性成像理论研究 首先介绍了核磁共振弹性成像技术的基本原理,相位图像的基本概念以及周期位移的相位检测原理。提出了进行弹性核磁共振研究的基本流程和主要研究内容,并简要说明了弹性核磁共振成像研究中涉及到的科学与关键技术问题。 2.剪切波激励装置的开发 剪切波是弹性核磁共振研究中的激励源,是技术关键之一。根据不同研究项目,需要开发频率、初相及幅值可调,与核磁共振成像系统兼容性好,又能接受序列门控的剪切波发生与激励装置。本文采用基于Mega16的AVR单片机实现正弦激励源的产生,经音频功放后通过电磁激励装置产生横波驱动,并采用碳纤维棒和推片实现剪切波的传播,并馈入受检组织。 3.位移相位成像序列的设计与开发 对质点周期位移进行相位检测是弹性核磁共振成像技术中的关键点之一。一般采用基本成像序列配合施加运动敏感梯度(MSG)来实现。但针对运动器官的弹性检测,需要具有速度快,消除背景相位噪声的功能。本文采用基本的FLASH+MSG序列来做为弹性成像序列,并采用了每两个TR周期内,分别一次正、负MSG来实现背景相位的消除。对于肝脏运动的抑制,采用扫描过程屏气来完成。 4.组织生物力学模型的分析 生物体组织生物力学模型分析的作用是将建立一个剪切波在组织内部的传播速度(或波长、频率)与组织弹性系数之间的物理模型。对于一个复杂的生物体内部组织而言,建立这样的模型无疑非常困难。本文从基础的弹性力学理论出发,针对各向同性、小形变、不受外力,并忽略黏性的影响下,得出了剪切波在组织中的传播波长,剪切波频率与组织弹性系数之间的关系。为后续计算弹性奠定基础。 5.弹性拟合算法的研究与实现 弹性成像序列将剪切波在组织内的传播形成的质点周期位移,检测形成相位图像。根据生物弹性力学模型建模的结果,采用相关拟合算法将相位图转换成弹性图。本文研究了局域频率估算(LFE)弹性图拟合的算法原理,采用双带宽高斯滤波器来实现,并应用Matlab进行了仿真。 6.实验效果 应用前述的研究内容,分别在临床1.5T和3.0T核磁共振成像系统上搭建了弹性核磁共振成像研究平台,并进行了琼脂糖体模实验,离体猪肝实验和志愿者在体肝脏实验,对实验结果以及实验细节进行了分析和讨论。为后期进行肝纤维化患者实验和纤维化分级奠定基础。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R445.2;R575.2

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 汪红志;刘翔;王鹤;陈珊珊;黄清明;王晓琰;陆伦;黄勇;程红岩;李鲠颖;张学龙;;磁共振弹性成像技术在肝纤维化检测中的研究[J];波谱学杂志;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 蔡葳蕤;基于气动激励的磁共振弹性成像技术研究[D];湖南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈俊,黄永峰,宋朝昀,庄天戈;磁共振弹性图[J];国外医学.生物医学工程分册;2005年02期
2 华凭;戚乐;;磁共振弹性成像[J];杭州师范学院学报(医学版);2008年04期
3 陈俊;倪成;庄天戈;;磁共振弹性图中压电陶瓷驱动的横波成像[J];科学通报;2006年07期
4 汤翔宇;朱文珍;王承缘;;磁共振弹性成像原理及其应用研究[J];临床放射学杂志;2009年02期
5 汪红志;许凌峰;俞捷;黄清明;王晓琰;陆伦;王鹤;黄勇;程红岩;张学龙;李鲠颖;;基于核磁共振弹性成像技术的肝纤维化分级体模研究[J];物理学报;2010年10期
6 汪红志;蔡筱云;王鹤;黄清明;陈奇特;俞捷;王晓琰;陆伦;黄勇;程红岩;张学龙;李鲠颖;;基于双带宽高斯滤波器的磁共振弹性图局域频率估算算法研究与实现[J];物理学报;2011年09期
7 田艳;范竹萍;顾海燕;;磁共振技术对脂肪性肝病诊断的进展[J];世界华人消化杂志;2007年24期
8 徐磊;高培毅;林燕;隰志农;孙玮;申皓;;磁共振弹性成像的初步实验研究(英文)[J];中国医学物理学杂志;2006年04期
9 徐磊;高培毅;;“影像触诊”——磁共振弹性成像[J];中华医学信息导报;2006年03期
10 徐磊;高培毅;林燕;韩建成;隰志农;申皓;;人脑磁共振弹性成像的初步研究[J];中华放射学杂志;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王鹤;低场磁共振系统中若干技术问题的研究[D];华东师范大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜忠德;俎栋林;谷晓芳;;MRI系统中的正交技术[J];北京大学学报(自然科学版);2006年03期
2 俎栋林;孙春发;赵旭娜;唐昕;刘文韬;桂之钎;曹学明;;非均匀场磁共振成像仪物理设计要点和应用定位[J];北京大学学报(自然科学版);2009年03期
3 唐晓英;刘志文;赵微;;永磁磁共振成像系统磁体的梯度匀场方法研究[J];北京理工大学学报;2009年03期
4 童水光;葛俊旭;李鑫;;MRI平面梯度磁场模型的研究[J];电波科学学报;2009年03期
5 蒋丹丹;李思奇;蒋晓华;;两级电平结构MRI梯度放大器的研究[J];电力电子技术;2006年06期
6 沈元;俞熹;;核磁共振成像技术在液-固-液界面接触角测量中的应用[J];大学物理;2010年05期
7 冯锡钢,温志波,黄凡衡,林意群;脑功能成像时磁共振仪器稳定性的一种简单评价方法[J];第一军医大学学报;2004年07期
8 高秀香;徐怡庄;赵梅仙;齐剑;李慧珍;吴瑾光;;核磁共振波谱在肿瘤诊疗中的应用研究进展[J];光谱学与光谱分析;2008年08期
9 张丽娜;刘爱连;;腹部磁共振弹性成像研究进展[J];国际医学放射学杂志;2011年04期
10 管骁;董梅;李保国;刘宝林;彭剑秋;;NMR法观测熟食豆制品真空冷却前后水分的迁移与分布[J];现代食品科技;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 汪红志;黄清明;王鹤;张学龙;李鲠颖;;核磁共振弹性图技术的研究与实现[A];第十六届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2010年
2 徐俊成;徐力平;成鑫宝;商赟;蒋瑜;;超导磁共振成像系统射频开关电源设计[A];第十六届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2010年
3 汪红志;杨培强;张英力;张学龙;;低场核磁共振分析测试技术原理及应用[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会2010两岸四地生物医学工程学术年会论文集[C];2010年
4 谢寰彤;;1.4T小鼠核磁共振成像仪的实现[A];第十七届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 潘文宇;一种新型MRI谱仪的设计及关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 方晟;基于正则化的高倍加速并行磁共振成像技术[D];清华大学;2010年
3 周寿军;左心室MRI序列的运动跟踪新方法[D];第一军医大学;2004年
4 林向阳;核磁共振及成像技术在面包制品加工与储藏过程中的研究[D];南昌大学;2006年
5 刘成梅;瞬时高压作用的机制及杀菌和纤维改性研究[D];南昌大学;2006年
6 尤建洁;基于心脏核磁共振图像的左心室分割及动力学模型研究[D];南京理工大学;2007年
7 李彬;基于模糊随机模型的磁共振脑部图像分割算法研究[D];第一军医大学;2007年
8 张锦胜;核磁共振及其成像技术在食品科学中的应用研究[D];南昌大学;2007年
9 刘颖;核磁共振系统的数字化研究[D];华东师范大学;2008年
10 李霞;全开放永磁MRI系统梯度线圈设计研究[D];沈阳工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李庆;基于AD9910的高速数字频率源的研制[D];华东师范大学;2011年
2 沈海明;用于核磁共振成像的四路数字接收机研制[D];华东师范大学;2011年
3 商赟;一体化核磁共振谱仪的软件系统设计[D];华东师范大学;2011年
4 徐公明;GE-signa MRI训练系统主体框架设计及主要功能的实现[D];山东中医药大学;2011年
5 赵琴琴;磁共振技术研究抗性淀粉对速冻馒头品质的影响[D];南昌大学;2011年
6 郭亚平;磁共振谱仪的通信模块设计和涡流补偿方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 乔赫元;基于复杂网络的脑功能研究与分析[D];中国科学技术大学;2011年
8 赵恒博;基于主动轮廓模型的心脏核磁共振图像左心室分割方法研究[D];北京理工大学;2011年
9 韩继钧;基于FDTD/MoM混合方法设计磁共振射频线圈[D];南方医科大学;2011年
10 周辉;磁共振图像引导微创治疗机器人驱动控制系统设计[D];哈尔滨理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 华凭;戚乐;;磁共振弹性成像[J];杭州师范学院学报(医学版);2008年04期
2 陈俊;倪成;庄天戈;;磁共振弹性图中压电陶瓷驱动的横波成像[J];科学通报;2006年07期
3 施莉;;肝硬化85例病因分析及并发症临床观察[J];临床合理用药杂志;2011年04期
4 黄颖颖;李鹏;刘小征;杨光;;基于神经网络的NMR谱图自动相位校正综合算法[J];波谱学杂志;2007年01期
5 汪红志;许凌峰;俞捷;黄清明;王晓琰;陆伦;王鹤;黄勇;程红岩;张学龙;李鲠颖;;基于核磁共振弹性成像技术的肝纤维化分级体模研究[J];物理学报;2010年10期
6 汪红志;蔡筱云;王鹤;黄清明;陈奇特;俞捷;王晓琰;陆伦;黄勇;程红岩;张学龙;李鲠颖;;基于双带宽高斯滤波器的磁共振弹性图局域频率估算算法研究与实现[J];物理学报;2011年09期
7 田艳;范竹萍;顾海燕;;磁共振技术对脂肪性肝病诊断的进展[J];世界华人消化杂志;2007年24期
8 汪红志;温增庆;张学龙;黄勇;李鲠颖;;基于磁共振弹性成像技术的肝纤维化分级方案[J];中国医学影像技术;2008年11期
9 裴书芳;丛淑珍;冯占武;甘科红;周立峰;李康;;实时组织弹性成像诊断肝纤维化[J];中国医学影像技术;2010年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王为民,孙佃庆,苗盛;核磁共振测井基础实验研究[J];测井技术;1997年06期
2 杨文晖,董增仁,黄常纲,田琰;磁共振成像系统的一种涡流补偿方法[J];电工电能新技术;2000年01期
3 陈俊,黄永峰,宋朝昀,庄天戈;磁共振弹性图[J];国外医学.生物医学工程分册;2005年02期
4 王为民,李培,叶朝辉;核磁共振弛豫信号的多指数反演[J];中国科学(A辑);2001年08期
5 陈俊;倪成;庄天戈;;磁共振弹性图中压电陶瓷驱动的横波成像[J];科学通报;2006年07期
6 沈杰,徐勤,陶红艳,蒋瑜,李鲠颖;基于PC机的脉冲序列发生器[J];波谱学杂志;2003年02期
7 辛立静,王鹤,徐勤,李鲠颖;一种用于核磁共振的脉冲场梯度单元[J];波谱学杂志;2003年04期
8 徐勤;沈杰;蒋瑜;李鲠颖;;一体化核磁共振数字接收机的设计[J];波谱学杂志;2005年04期
9 徐勤;王鹤;蒋瑜;李鲠颖;;一种具有数字预加重的磁共振成像梯度波形发生器[J];波谱学杂志;2006年01期
10 刘东顺;菅喜岐;;高强度聚焦超声波治疗的现状及其展望[J];生物医学工程与临床;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐勤;数字化磁共振成像谱仪[D];华东师范大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 辛立静;用于磁共振成像系统的梯度波形发生器[D];华东师范大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐磊;高培毅;林燕;隰志农;孙玮;申皓;;磁共振弹性成像的初步实验研究(英文)[J];中国医学物理学杂志;2006年04期
2 陈首名;李发琪;;MRI在HIFU治疗监控及术后评价中的应用[J];国外医学(临床放射学分册);2007年06期
3 陈颖伟;范建高;;非酒精性脂肪性肝病的无创伤性诊断[J];诊断学理论与实践;2009年02期
4 谭延斌;张敏鸣;;肝纤维化的MRI研究进展[J];国际医学放射学杂志;2009年02期
5 周卫兵;龚良庚;;MRI功能性成像诊断肝纤维化的研究进展[J];山东医药;2010年47期
6 汪红志;蔡筱云;王鹤;黄清明;陈奇特;俞捷;王晓琰;陆伦;黄勇;程红岩;张学龙;李鲠颖;;基于双带宽高斯滤波器的磁共振弹性图局域频率估算算法研究与实现[J];物理学报;2011年09期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
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