基于高分辨超声成像的血管斑块力学特性研究

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1、ｖｉ，ｉ－＾＾Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ＾Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士学位论文ＴＨＥＳ＇ＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＳＤＥＧＲＥＥ论文题目基于高分辨超声成像的血管斑块力学特性研究作者李帅学院中荷生物医学与信息工程学院专业生物医学工程指导教师徐礼胜教授郑海荣研究员备注二零一六年十二月分类号密级ＵＤＣ学位论文基于高分辨超声成像的血管斑块力学特性研究作者姓名：李帅指导教师：徐礼胜教授东北大学中荷生物医学与信息工程学院郑海荣

2、研宄员中国科学院深圳先进技术研究院：工申请学位级别：硕士学科类别学学科专业名称：生物医学工程１２论文提交日期：２０１６年１２月论文答辩日期：２０１６年月学位授予日期：２０１７年１月答辩委员会主席：李景华评阅人：王猫、杨军东北大学？２０１６年１２月ＡＴｈｅｓｉｓｉｎＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｈｅＳｔｕｄｏｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｅｒｔｏｆＰｌａｕｅｙｐｙｑｈ－ｒｅｓｏＢａｓｅｄｏｎＨｉｇｌｕｔｉｏｎＵｌｔｒａｓｏｕｎｄＩｍ

3、ａｇｉｎｇＢＬｉＳｈｕａｉｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＸｕＬｉｓｈｅｎｐｇＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｈｅｎＨａｉｒｏｎｇｇＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１６独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位

4、论文作者签名：斩日期／）－：／９学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的。复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。、交流作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年一□一年半□两年□年学位论文作者签名為屮导师签名：签字日期：：山吆签字曰期义－－Ｉ东北大学硕士学位论文摘要基于高分辨超声成像的血管

5、斑块力学特性研究摘要斑块力学特性作为研究动脉粥样硬化的重要因素，已经成为研宄热点。已有研究发现应力相位角（ＳＰＡ）会随着斑块狭窄程度的增大而呈现出更大的负值，这暗示着ＳＰＡ（和易损性之间有着某种联系。但到目前为止，由于缺乏同时测量壁面剪切力ＷＳＳ）和一周向应变，（ＣＳ）的合适工具因此这猜想还没有实验数据作为支撑。本文利用无创的超声生物力学方法来评估斑块力学特性，并通过体外仿体实验和动物体内实验对斑块力学特性与不同斑块形态之间的相关性进行了研究分析。为了对斑块形态进行分析，本文将体外仿体实验分成不

6、同狭窄程度和不同长度两组。其中不同狭窄度分为３０％、５０％和７０％（斑块长度相同，为８ｍｍ），不同长度为８ｍｍ、１０ｍｍ和１５ｍｍ（斑块狭窄度相同，为５０％）。利用体外血管仿体实验装置进行体外实验，并通过高分辨率超声成像系统Ｖｅｖ〇２１００获取体外仿体数据。随后使用超声力学算法对采集得到的ＰＡ－体外仿体数据进行计算分析。结果发现随着斑块狭窄程度的增加，Ｓ的数值分别为。。－。７７４±－１．６１１．７２２０７．５０士１０．９０２２７．６８±２１．５４，ＷＳＲ（壁面剪切率，曲线，和变化与Ｗ２０－

7、ＳＳ相同）从３．３增加到１３．８０５。然而随着斑块长度的增加ＳＰＡ的数值分别为２０７．５０°—°一〇±１０１±１７４±４２，．９０８２．５９３２．２８和．９８．５７ＷＳＲ从９．５９４到２．０２３。由于所有的，下降，因此不同血管仿体的应变（Ｓｔｒａｎ）。仿体都是基于相同的制作周期ｉ没有显著性差异＿关于动物体内实验，本文使用的实验对象为ＡｐｏＥ基因敲除小鼠。对ＡｐｏＥ基因敲２（：１％。胆固醇０．５％）喂养除小鼠进行高脂饲料配方脂肪，喂养时间为１０个月。之后利用小鼠颈动脉实验平台进行体内实验，

8、从而通过高分辨率超声成像系统Ｖｅｖ〇２１００获取小鼠颈动脉数据，再通过超声力学算法进行计算分析。在小鼠数据采集的过程中，根据斑块大小的不同（狭窄程度是否大于５０％），将数据分成了两组：小斑块组和大斑块组。动物体内实验的结果与体外仿体实验结果相近：随着斑块严重程度的