Thiết kế hệ đo xác định khối u trên các mô mềm pdf
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (276 KB, 5 trang )
Thiết kế hệ đo xác định khối u trên các mô mềm
Từ xa xưa, những thầy lang đã có cách chẩn đoán bệnh bằng cách dùng tay kiểm
tra các u có trên cơ thể thông qua sự thay đổi độ cứng của vùng cần kiểm tra. Ngày
nay với sự phát triển vượt bậc của công nghệ cùng với các yêu cầu của chấn đoán
càng chính xác hơn mà rất nhiều phương pháp chần đoán khác nhau đã được đề
xuất.
“Cảm hứng” từ việc xác định khối u bằng sự thay đổi hệ số đàn hồi của khu vực
chẩn đoán nhằm xác định liệu có u hay không, một số công trình gần đây đề cập
tới một phương pháp tự động xác định có u hay không và cố gắng phân loại được u
trên các mô mềm. Bài báo này trình bày về thiết lập hệ thống đo phục vụ cho
nghiên cứu nêu trên.
Nguyên lý của hệ đo như sau:
Bộ tạo rung được gắn đầu kim sẽ
tạo rung động tuần hoàn theo
phương Z (như minh họa trong
hình 1); trên vật thể sẽ xuất hiện
một sóng ngang (shear wave) có
biên độ giảm dần (minh họa 2 mức
biên độ a và b trong hình 1). Vân tốc sóng ngang sẽ được ghi nhận thông qua đầu
dò Dopper được đặt một góc so với trục Z. Tại mỗi khoảng cách đều mà vị trí đầu
Hình 1. Nguyên lý của hệ đo
là đầu kim ta sẽ tiến hành thu thập một tập dữ liệu sử dụng đầu dò Doppler. Kết
quả sẽ thu được 1 loạt các tín hiệu điều hòa có biên độ suy giảm theo trục x như
hình vẽ. Trên cơ sở phân tích tín hiệu vận tốc hạt do sóng ngang tạo ra chúng ta sẽ
xác định được sự thay đổi hệ số đàn hồi (nếu có) nhằm phát hiện có u hay không.
Hình 2 là ảnh chụp hệ thực tế.
Hình 2. Ảnh chụp hệ thí nghiệm thực tế (trái) và ảnh mẫu vật lúc
còn tươi và sau khi gia nhiệt
Hệ đo thực tế được thiết lập như sau: bộ tạo rung theo trục Z có gắn đầu kim
đường kính 1.5 mm được phát bới một tín hiệu sin có tần số nằm trong khoảng 50
– 450 Hz; đầu dò Doppler là loại SonixRP, BW-14/60, được kích hoạt sử dụng 6
chu kì xung ở tần số trung tâm là 6.67 MHz để xác định vận tốc sóng ngang. Việc
tạo sóng ngang và do vận tốc dùng Doppler phải được đồng bộ. Hình 1 mô tả việc
thu nhận 3000 xung phản hồi trong khoảng thời gian 300 ms. Điều đó có nghĩa là
cứ 0.1 ms thì có một xung được thu nhận (tần số lặp lại của xung phát ra là 10
kHz). Vận tốc hạt sẽ được ước lượng nhờ sử dụng độ lệch pha đo được bởi các tín
hiệu dội lại.
Hình 3. Thực nghiệm và mô phỏng
với mô mềm không khối u
Hình 4. Mô hình giả định và mô
phỏng tình huống có khối u
Hình 3 mô tả kết quả mô phỏng và thực nghiệm của hệ số suy hao (biểu diễn gián
tiếp của hệ số đàn hồi) tiến hành trên một mô mềm đồng nhất không có khối u.
Trong tình huống xuất hiện khối u, giá trị suy hao sẽ thay đổi bất thường. Hình 4 là
kết quả mô phỏng và mô hình (giả định) không đồng nhất (có khối u từ vị trí 13
đến 23).
Kết luận:
Hệ đo và chương trình xử lý phát hiện khối u bước đầu đã hoạt động tốt; hướng
phát triển sắp tới của hệ đo là nâng cao tính chính xác của các bước chuyển sao
cho cách đều nhau và nằm chính xác trên một đoạn thẳng. Hệ thống hoạt động khá
tốt trong môi trường đồng nhất (không có u) nhưng cần nâng cao chất lượng thuật
toán trong tình huống có u xuất hiện.
