【摘 要】
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多年来,我国心血管疾病的患病及死亡率一直呈上升趋势。研究表明70%的急性心血管事件是由冠状动脉的易损斑块破裂形成血栓引起。因此,对斑块易损性的精准识别和预警,对于降低死亡率有着重要意义。血管内成像技术对提高斑块诊断的精确性提供了重要的帮助。其中血管内超声成像技术(Intravascular ultrasound,IVUS)是目前临床最常用的血管内成像方法,其具有较大的成像深度,可以提供斑块和血管的
【基金项目】
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超声电机驱动的光声成像食管内窥系统(广州大学产学研项目,280280501); 用于易损斑块研究的血管内光/声多模态、多尺度成像系统(国家自然科学基金仪器项目,81427804);
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多年来,我国心血管疾病的患病及死亡率一直呈上升趋势。研究表明70%的急性心血管事件是由冠状动脉的易损斑块破裂形成血栓引起。因此,对斑块易损性的精准识别和预警,对于降低死亡率有着重要意义。血管内成像技术对提高斑块诊断的精确性提供了重要的帮助。其中血管内超声成像技术(Intravascular ultrasound,IVUS)是目前临床最常用的血管内成像方法,其具有较大的成像深度,可以提供斑块和血管的整体结构信息,但分辨率较低,很难捕获一些细节信息。而血管内光学相干层析成像技术(Intravascular optical coherence tomography,IV-OCT)具有很高的分辨能力,但成像深度较低。单独使用这两种技术都难以全面地检测与评估易损斑块。新兴的光学相干层析-血管内超声成像技术(Optical coherence tomography-intravascular ultrasound,OCT-IVUS)既有光学成像的高分辨率,又具备超声成像的大深度,很大程度上提升了对易损斑块的检测与诊断的正确率。然而,由于受到IVUS的脉冲重复频率的限制,OCT-IVUS难以在高帧率成像中,同时获得高的成像线数,进而影响显示分辨率。为了提升OCT-IVUS的成像速度同时不降低图像的显示分辨率,本课题提出了一种基于高脉冲重复频率的高帧率超声内窥成像方法:设计了一种50k Hz的高脉冲重频的激发电路,并在此基础上研制了一种高速超声内窥成像系统,为推进高速、高分辨的OCTIVUS技术走向临床提供了帮助。本课题的研究内容包括:(1)硬件设计:包括激发/接收电路、STM32、运动控制模块、成像导管、数据采集卡等的设计与选型。实现了可用于高速超声内窥成像的下位机硬件系统。(2)软件设计:采用生产者/消费者结构,设计了一套应用于高速超声内窥成像的Lab VIEW上位机软件系统。(3)性能评估与成像速度验证:激发电路的高压脉冲测试与回波信号测试表明该电路可用于25MHz超声换能器的激发,且具有较高的信噪比。成像速度对比实验表明,基于此所研制的系统能能够在不降低显示分辨率的前提下显著提高成像速度。该技术对于提升OCT-IVUS的成像速度,促进其临床应用发展具有重要价值。
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