一种利用超声波检测骨骼肌机械力学参数的装置及超声波检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物检测领域，尤其涉及一种利用超声波检测骨骼肌机械力学参数的 装置及超声波检测方法。
【背景技术】
[0002] 弹性成像作为一种新的成像方式，其基本原理是对组织施加一个内部（包括自身 的）或外部的动态或静态/准静态的激励，在弹性力学、生物力学等物理规律作用下，组织 将产生一个响应，例如位移、应变、速度的分布产生一定的差异。利用超声成像方法，结合数 字信号处理或数字图像处理的技术，可W估计出组织内部的相应情况，从而间接或直接反 映组织内部的弹性模量等力学属性的差异。
[0003] 神经系统疾病因为中枢或外周神经病变引起相应肌肉肌张力等生物力学特征的 变化，但目前尚无客观直接指标进行肌张力等生物力学特征的相关评估。超声应变弹性成 像是观察外力作用下组织的形变。我们应用斑点跟踪技术比较加压过程中感兴趣区肌肉组 织的形变，获取组织应变弹性成像，从而定量评估肌肉硬度、张力等生物力学特征，为神经 系统疾患预后评估、疗效判定等方面提供客观检测指标。
【发明内容】
[0004] 为了解决影像学检查不能定量客观地评估肌肉张力、硬度等机械力学特征等问 题，本发明提供一种利用超声波检测骨骼肌机械力学参数的装置及超声波检测方法。利用 超声应变弹性技术评估肌肉肌张力等生物力学特征及功能。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
[0006] 本发明提供一种利用超声波检测骨骼肌机械力学参数的装置，所述装置包括高峽 频二维超声仪，浅表线阵探头，手腕沙袋，计时器，斑点追踪技术后期处理软件；所述超声 仪与浅表线阵探头相连接，所述手腕沙袋安装在浅表线阵探头上W增加所述探头的重量， 所述超声仪记录的影像信息导出，经所述斑点追踪技术后期处理软件计算得到骨骼肌的应 变、应变率。
[0007] 计时器用于计量时间。
[0008] 进一步的，所述装置在使用过程中，所述沙袋在一定时间内给予被检测肌肉固定 外力，计时器控制沙袋加压时间、加压后持续时间和解除探头沙袋加压时间；所述浅表线阵 探头发出超声波并接收肌肉返回的超声波，所述超声仪根据浅表线阵探头提供的信号形成 图像，所述斑点追踪技术后期处理软件根据超声仪形成的图像，进行分析计算，W获得检测 区域的应变、应变率。
[0009] 所述斑点追踪技术后期处理软件安装在电脑里。
[0010] 所述应变、应变率为肌肉机械力学参数，能够反应肌肉的弹性（硬度）。
[0011] 进一步的，所述沙袋加压时间是1-2砂、加压持续时间是2-3砂，解除探头沙袋加 压时间是2-5砂。
[0012] 上述加压持续时间是指施加压力后肌肉不再变形的持续时间。
[0013] 进一步的，所述应变、应变率是骨骼肌肌腹长轴及短轴的应变、应变率。
[0014] 进一步的，所述超声仪采用带有线阵探头的彩色多普勒超声诊断仪，所述探头为 L4-15线阵探头，频率是4-15MHZ。
[0015] 进一步的，所述手腕沙袋是重量为1. 0-1. 5kg的手腕沙袋。根据所测肌肉容积决 定沙袋重量。大块的肌肉使用较重的沙袋，小块的肌肉或较薄的肌肉使用较轻的沙袋。
[0016] 进一步的，所述骨骼肌选自化二头肌、或化烧肌、或股直肌、或小腿H头肌或前 述骨骼肌的组和；针对化二头肌、化烧肌、股直肌、小腿H头肌，所述手腕沙袋依序分别为 1.化g、l. 0kg、l.化g、l. 25kg的手腕沙袋。
[0017] 进一步的，所述装置在使用过程中，所述沙袋给予被检测肌肉固定外力，所述沙袋 的加压时间是1砂、加压持续时间是2砂，抬起探头恢复原位时间是2砂。所述沙袋加压 时间、加压持续时间，解除探头沙袋加压时间若短于上述时间，不足W检测到肌肉的变形效 果；若长于上述时间，也不会对检测到的数据有影响。因此，上述时间是最佳的时间。
[0018] 本发明还提供上述利用超声波检测骨骼肌机械力学参数的装置的使用方法，所述 方法包括下述步骤：
[0019] (1)利用高峽频二维超声仪对待测肌肉进行二维超声检查，
[0020] (2)确定目标肌肉并进行机器参数设置：深度（depth),使被测肌肉完全显示在 常规灰阶超声图像中；增益（gain),聚焦点（化CUS)置于肌腹水平；降低分辨率提升峽频 (化ame rate)，帧频达到最高，关闭超声自带的斑点过滤设置选项；
[0021] (3)利用高峽频二维超声仪，浅表线阵探头，1. 0-1. 5kg手腕沙袋缠于探头上，1砂 内依绑定沙袋后的探头重力自然下落至肌肉不再形变完成肌肉施压，利用绑定沙袋后探头 的重力挤压肌肉维持2砂后，在2砂钟内抬起探头使肌肉放松自动回弹至静息状态，记录肌 肉运动形变情况的全过程；
[0022] (4)利用斑点追踪技术后期处理软件进行后期处理，计算得到感兴趣区肌肉纵轴 及短轴应变及应变率。并进一步获得肌肉肌张力等生物力学特征。
[0023] 进一步的，上述利用超声波检测骨骼肌机械力学参数的装置的使用方法中：
[0024] 所述步骤（2)中，确定目标肌肉为化二头肌，进行机器参数设置：深度（depth),使 被测肌肉完全显示在常规灰阶超声图像中，4-6畑1;增益（gain),聚焦点（化CUS)于肌腹水 平，通常2cm左右；降低分辨率提升峽频（化ame rate),峽频达到最高，飞利浦IE33超声 仪达到47巧S，并关闭超声自带的斑点过滤设置选项。
[00巧]进一步的，所述步骤（2)中，确定目标肌肉为化二头肌，进行机器参数设置：深 度（depth),使被测肌肉完全显示在常规灰阶超声图像中，最佳4cm，增益（gain),聚焦点 (化CUS)置于肌腹水平最佳2cm;降低分辨率提升峽频（化ame rate),达到最高，W飞利浦 IE33超声仪为例，达到47巧S左右并关闭超声自带的斑点过滤设置选项。
[0026] 进一步的，所述装置用来检测化二头肌肌腹长轴及短轴的应变及应变率，测量化 二头肌肌腹长轴应变时，首先进行常规二维超声检查，检查深度统一设置为4-6cm，沿肌束 方向纵切面检查化二头肌肌腹，启动高峽频二维超声仪的弹性成像模式，存储肌肉受压前、 受压时和受压后的动态超声图像，应用斑点跟踪技术计算骨骼肌纵轴及短轴应变及应变 率。
[0027] 与现有技术相比，本发明所提供的利用超声波检测骨骼肌机械力学参数的装置及 超声波检测方法能够定量的获取肌肉的应变、应变率等参数，从而获得肌张力、肌肉硬度或 肌肉紧张度等生物机械力学信息，做为临床诊断、鉴别诊断和治疗评价和预后评估的参考 数据，为神经系统疾病的诊断、治疗评估、预后判定等提供客观的参考依据。
【附图说明】
[002引图1为本发明提供的超声波检测方法的流程图；
[0029] 图2化二头肌应变、应变率分析图；
[0030] 图3化烧肌应变、应变率分析图；
[0031] 图4股直肌应变、应变率分析图；
[0032] 图5小腿H头肌应变、应变率分析图。
【具体实施方式】
[0033] 为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳 的实施例，并配合图式做详细说明如下：
[0034] 如图1所示，本发明提供的利用超声波检测骨骼肌机械力学参数的装置的使用方 法包括下述步骤：
[00巧](1)利用高峽频二维超声仪对待测肌肉进行二维超声检查，
[0036] (2)确定目标肌肉并进行机器参数设置，
[0037] (3)利用高峽频二维超声仪，浅表线阵探头，1-1. 5kg手腕沙袋，利用固定外力挤 压肌肉维持2砂后放松使肌肉自动回弹，斑点跟踪技术追踪肌肉在受压前，受压时，受压后 的运动形变情况，
[0038] (4)利用斑点追踪技术后期处理软件进行后期处理，计算感兴趣区肌肉纵轴及短 轴应变及应变率。并进一步获得肌肉肌张力等生物力学特征。
[003引如图2至图5所示，图像的右半部分的上面的图表是；应变一时间关系曲线，