论文部分内容阅读
老龄人口的晶状体极易发生生理性老化和病理性变化,引起自身的光学特性或力学特性发生改变,导致老视（Presbyopia）和白内障（Cataract）。探索晶状体力学特性在体无创测量技术有助于研究老视和白内障的发病机制,寻找预防、延缓老视和白内障发生的有效手段。本研究开发了一种基于L22-14v超声探头（128阵元,中心频率15.625MHz,带宽14-22MHz）的高频超声测量方法,可以实现对兔晶状体力学特性的在体测量。具体测量原理如下:基于VerasonicsTM Vantage256超声开放平台,采用同一轴向不同深度位置三点连续激励的方法对晶状体进行激励,引起组织局部振动。然后使用同一超声探头通过快速平面波采集方式检测剪切波在晶状体组织中的传播,利用线性回归的方法估算出晶状体的群速度,作为本研究晶状体力学特性的评估指标。实验中激励点移动的速度为50m/s,马赫锥数约为22。与原有低频超声测量方法相比,本研究的高频超声测量方法提高了在体测量的成像分辨率,降低了作用在晶状体上的声功率。实验中建立4月龄、5月龄、6月龄和7月龄不同月龄动物模型,并引入本课题组原有的低频超声测量方法,对比高频超声测量的结果。结果表明4到7月龄组兔子晶状体群速度的高频和低频在体超声测量结果均无显著性差异（p>0.05）。并且两种测量方法下,兔子晶状体群速度均随月龄的增加而增大,说明本实验中兔子晶状体的硬度随月龄的增加而增大。相关性分析的结果显示,本实验中4到7月龄组兔子群速度在低频和高频超声测量方法下与日龄的相关性系数R1和R2分别为0.57（p<10E-4）和0.44（p<0.01）,往期实验中2到5月龄兔子晶状体的群速度与日龄的相关性系数R0为0.84（p<10E-7）,联合以往实验数据的2到7月龄组兔晶状体群速度在低频和高频超声测量方法下与日龄的相关性系数R3和R4分别为0.69（p<10E-11）和0.63（p<10E-8）。加入往期低月龄数据后,低频超声测量方法和高频超声方法的晶状体群速度与日龄的相关性系数均增大,表明在低月龄段的兔子晶状体硬度随日龄增长较快,在高月龄段兔子晶状体硬度随日龄增长缓慢进入平台期,晶状体硬度随日龄的上述增长规律与兔子的生长发育规律是一致的。本实验4只7月龄兔子在离体高频超声、在体高频超声、离体低频超声、在体低频超声四种测量方法下的晶状体群速度均值分别为:2.37±0.24m/s,2.52±0.19m/s,2.36±0.12m/s、2.44±0.26m/s。各种方法的群速度之间没有显著性差异（p<0.05）,且与单向压缩力学测试的结果一致,验证了本实验开发的晶状体力学特性在体高频超声测量技术的可靠性和准确性,也说明群速度适合作为评估晶状体力学特性的特征参数。本实验可通过在体高频超声测量技术所测得的晶状体群速度分布状况了解兔子生长发育的规律,该技术有望应用于人眼晶状体生理病理变化过程中伴随的力学特性变化规律的研究,有望作为一种强有力的临床诊断工具,为研究老视和白内障等由于晶状体病理生理改变而引起的眼科疾病提供有力的技术支持。