| 动态监测骨质疏松性微结构退化的超声全波反演方法 |
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| 引用本文： | 贾琰,陈玥甫,江晨,孙舒心,刘成成,他得安.动态监测骨质疏松性微结构退化的超声全波反演方法[J].声学学报,2023(6):1189-1198. |
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| 作者姓名： | 贾琰 陈玥甫 江晨 孙舒心 刘成成 他得安 |
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| 作者单位： | 1.复旦大学工程与应用技术研究院;2.复旦大学信息科学与工程学院微纳系统中心;3.复旦大学信息科学与工程学院生物医学工程中心; |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(12122403,11874289)；上海市青年科技启明星项目(21QC1400100)资助 |
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| 摘 要： | 研究了基于全波反演(FWI)的骨骼超声层析成像方法,用于动态监测骨质疏松性微结构退化的进程。采用雌性小鼠注射药物建立骨质疏松症模型,在第0, 2, 4, 6周通过Micro-CT扫描活体小鼠,重建获得小鼠股骨骨骼结构。以第0周骨骼结构为基准输入模型,通过不同的超声收发模式(透射、反射及透射-反射双模式),仿真分析了FWI监测不同骨质疏松进程的骨微结构退化的效果。结果表明,初始模型为均匀介质(纯水)时, FWI反演失效,不能准确重建骨骼结构。初始模型中考虑了基准骨骼结构(第0周)时, FWI能准确反演骨骼组织声速(均方根误差(RMSE)<17 m/s,平均相对误差(MRE)<7.2%),精确重建骨骼结构(结构相关系数(CC)> 0.85)),因此可以准确监测不同骨质疏松进程(第2, 4, 6周)的骨微结构退化情况。对比不同超声收发模式,透射-反射双模式FWI监测骨微结构退化的性能优于单一透射或反射FWI监测方法。考虑了基准骨骼模型的FWI可用于动态监测骨微结构退化,对评估骨质疏松进展具有一定意义。
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| 关 键 词： | 超声全波反演 骨质疏松 骨微结构退化 动态监测 |
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