一種利用超聲波檢測骨骼肌機械力學參數(shù)的裝置及超聲波檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種利用超聲波檢測骨骼肌機械力學參數(shù)的 裝置及超聲波檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 彈性成像作為一種新的成像方式，其基本原理是對組織施加一個內(nèi)部（包括自身 的）或外部的動態(tài)或靜態(tài)/準靜態(tài)的激勵，在彈性力學、生物力學等物理規(guī)律作用下，組織 將產(chǎn)生一個響應(yīng)，例如位移、應(yīng)變、速度的分布產(chǎn)生一定的差異。利用超聲成像方法，結(jié)合數(shù) 字信號處理或數(shù)字圖像處理的技術(shù)，可W估計出組織內(nèi)部的相應(yīng)情況，從而間接或直接反 映組織內(nèi)部的彈性模量等力學屬性的差異。
[0003] 神經(jīng)系統(tǒng)疾病因為中樞或外周神經(jīng)病變引起相應(yīng)肌肉肌張力等生物力學特征的 變化，但目前尚無客觀直接指標進行肌張力等生物力學特征的相關(guān)評估。超聲應(yīng)變彈性成 像是觀察外力作用下組織的形變。我們應(yīng)用斑點跟蹤技術(shù)比較加壓過程中感興趣區(qū)肌肉組 織的形變，獲取組織應(yīng)變彈性成像，從而定量評估肌肉硬度、張力等生物力學特征，為神經(jīng) 系統(tǒng)疾患預后評估、療效判定等方面提供客觀檢測指標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決影像學檢查不能定量客觀地評估肌肉張力、硬度等機械力學特征等問 題，本發(fā)明提供一種利用超聲波檢測骨骼肌機械力學參數(shù)的裝置及超聲波檢測方法。利用 超聲應(yīng)變彈性技術(shù)評估肌肉肌張力等生物力學特征及功能。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明提供一種利用超聲波檢測骨骼肌機械力學參數(shù)的裝置，所述裝置包括高峽 頻二維超聲儀，淺表線陣探頭，手腕沙袋，計時器，斑點追蹤技術(shù)后期處理軟件；所述超聲 儀與淺表線陣探頭相連接，所述手腕沙袋安裝在淺表線陣探頭上W增加所述探頭的重量， 所述超聲儀記錄的影像信息導出，經(jīng)所述斑點追蹤技術(shù)后期處理軟件計算得到骨骼肌的應(yīng) 變、應(yīng)變率。
[0007] 計時器用于計量時間。
[0008] 進一步的，所述裝置在使用過程中，所述沙袋在一定時間內(nèi)給予被檢測肌肉固定 外力，計時器控制沙袋加壓時間、加壓后持續(xù)時間和解除探頭沙袋加壓時間；所述淺表線陣 探頭發(fā)出超聲波并接收肌肉返回的超聲波，所述超聲儀根據(jù)淺表線陣探頭提供的信號形成 圖像，所述斑點追蹤技術(shù)后期處理軟件根據(jù)超聲儀形成的圖像，進行分析計算，W獲得檢測 區(qū)域的應(yīng)變、應(yīng)變率。
[0009] 所述斑點追蹤技術(shù)后期處理軟件安裝在電腦里。
[0010] 所述應(yīng)變、應(yīng)變率為肌肉機械力學參數(shù)，能夠反應(yīng)肌肉的彈性（硬度）。
[0011] 進一步的，所述沙袋加壓時間是1-2砂、加壓持續(xù)時間是2-3砂，解除探頭沙袋加 壓時間是2-5砂。
[0012] 上述加壓持續(xù)時間是指施加壓力后肌肉不再變形的持續(xù)時間。
[0013] 進一步的，所述應(yīng)變、應(yīng)變率是骨骼肌肌腹長軸及短軸的應(yīng)變、應(yīng)變率。
[0014] 進一步的，所述超聲儀采用帶有線陣探頭的彩色多普勒超聲診斷儀，所述探頭為 L4-15線陣探頭，頻率是4-15MHZ。
[0015] 進一步的，所述手腕沙袋是重量為1. 0-1. 5kg的手腕沙袋。根據(jù)所測肌肉容積決 定沙袋重量。大塊的肌肉使用較重的沙袋，小塊的肌肉或較薄的肌肉使用較輕的沙袋。
[0016] 進一步的，所述骨骼肌選自化二頭肌、或化燒肌、或股直肌、或小腿H頭肌或前 述骨骼肌的組和；針對化二頭肌、化燒肌、股直肌、小腿H頭肌，所述手腕沙袋依序分別為 1.化g、l. 0kg、l.化g、l. 25kg的手腕沙袋。
[0017] 進一步的，所述裝置在使用過程中，所述沙袋給予被檢測肌肉固定外力，所述沙袋 的加壓時間是1砂、加壓持續(xù)時間是2砂，抬起探頭恢復原位時間是2砂。所述沙袋加壓 時間、加壓持續(xù)時間，解除探頭沙袋加壓時間若短于上述時間，不足W檢測到肌肉的變形效 果；若長于上述時間，也不會對檢測到的數(shù)據(jù)有影響。因此，上述時間是最佳的時間。
[0018] 本發(fā)明還提供上述利用超聲波檢測骨骼肌機械力學參數(shù)的裝置的使用方法，所述 方法包括下述步驟：
[0019] (1)利用高峽頻二維超聲儀對待測肌肉進行二維超聲檢查，
[0020] (2)確定目標肌肉并進行機器參數(shù)設(shè)置：深度（depth),使被測肌肉完全顯示在 常規(guī)灰階超聲圖像中；增益（gain),聚焦點（化CUS)置于肌腹水平；降低分辨率提升峽頻 (化ame rate)，幀頻達到最高，關(guān)閉超聲自帶的斑點過濾設(shè)置選項；
[0021] (3)利用高峽頻二維超聲儀，淺表線陣探頭，1. 0-1. 5kg手腕沙袋纏于探頭上，1砂 內(nèi)依綁定沙袋后的探頭重力自然下落至肌肉不再形變完成肌肉施壓，利用綁定沙袋后探頭 的重力擠壓肌肉維持2砂后，在2砂鐘內(nèi)抬起探頭使肌肉放松自動回彈至靜息狀態(tài)，記錄肌 肉運動形變情況的全過程；
[0022] (4)利用斑點追蹤技術(shù)后期處理軟件進行后期處理，計算得到感興趣區(qū)肌肉縱軸 及短軸應(yīng)變及應(yīng)變率。并進一步獲得肌肉肌張力等生物力學特征。
[0023] 進一步的，上述利用超聲波檢測骨骼肌機械力學參數(shù)的裝置的使用方法中：
[0024] 所述步驟（2)中，確定目標肌肉為化二頭肌，進行機器參數(shù)設(shè)置：深度（depth),使 被測肌肉完全顯示在常規(guī)灰階超聲圖像中，4-6畑1;增益（gain),聚焦點（化CUS)于肌腹水 平，通常2cm左右；降低分辨率提升峽頻（化ame rate),峽頻達到最高，飛利浦IE33超聲 儀達到47巧S，并關(guān)閉超聲自帶的斑點過濾設(shè)置選項。
[00巧]進一步的，所述步驟（2)中，確定目標肌肉為化二頭肌，進行機器參數(shù)設(shè)置：深 度（depth),使被測肌肉完全顯示在常規(guī)灰階超聲圖像中，最佳4cm，增益（gain),聚焦點 (化CUS)置于肌腹水平最佳2cm;降低分辨率提升峽頻（化ame rate),達到最高，W飛利浦 IE33超聲儀為例，達到47巧S左右并關(guān)閉超聲自帶的斑點過濾設(shè)置選項。
[0026] 進一步的，所述裝置用來檢測化二頭肌肌腹長軸及短軸的應(yīng)變及應(yīng)變率，測量化 二頭肌肌腹長軸應(yīng)變時，首先進行常規(guī)二維超聲檢查，檢查深度統(tǒng)一設(shè)置為4-6cm，沿肌束 方向縱切面檢查化二頭肌肌腹，啟動高峽頻二維超聲儀的彈性成像模式，存儲肌肉受壓前、 受壓時和受壓后的動態(tài)超聲圖像，應(yīng)用斑點跟蹤技術(shù)計算骨骼肌縱軸及短軸應(yīng)變及應(yīng)變 率。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的利用超聲波檢測骨骼肌機械力學參數(shù)的裝置及 超聲波檢測方法能夠定量的獲取肌肉的應(yīng)變、應(yīng)變率等參數(shù)，從而獲得肌張力、肌肉硬度或 肌肉緊張度等生物機械力學信息，做為臨床診斷、鑒別診斷和治療評價和預后評估的參考 數(shù)據(jù)，為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷、治療評估、預后判定等提供客觀的參考依據(jù)。
【附圖說明】
[002引圖1為本發(fā)明提供的超聲波檢測方法的流程圖；
[0029] 圖2化二頭肌應(yīng)變、應(yīng)變率分析圖；
[0030] 圖3化燒肌應(yīng)變、應(yīng)變率分析圖；
[0031] 圖4股直肌應(yīng)變、應(yīng)變率分析圖；
[0032] 圖5小腿H頭肌應(yīng)變、應(yīng)變率分析圖。
【具體實施方式】
[0033] 為了更易理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及所能達成的功能特征和優(yōu)點，下文將本發(fā)明的較佳 的實施例，并配合圖式做詳細說明如下：
[0034] 如圖1所示，本發(fā)明提供的利用超聲波檢測骨骼肌機械力學參數(shù)的裝置的使用方 法包括下述步驟：
[00巧](1)利用高峽頻二維超聲儀對待測肌肉進行二維超聲檢查，
[0036] (2)確定目標肌肉并進行機器參數(shù)設(shè)置，
[0037] (3)利用高峽頻二維超聲儀，淺表線陣探頭，1-1. 5kg手腕沙袋，利用固定外力擠 壓肌肉維持2砂后放松使肌肉自動回彈，斑點跟蹤技術(shù)追蹤肌肉在受壓前，受壓時，受壓后 的運動形變情況，
[0038] (4)利用斑點追蹤技術(shù)后期處理軟件進行后期處理，計算感興趣區(qū)肌肉縱軸及短 軸應(yīng)變及應(yīng)變率。并進一步獲得肌肉肌張力等生物力學特征。
[003引如圖2至圖5所示，圖像的右半部分的上面的圖表是；應(yīng)變一時間關(guān)系曲線，