Integrated Sensing: Non-Invasive Ultrasound-Based Micro-Flow Imaging System for Biomedical Applications

集成传感:用于生物医学应用的非侵入性超声微流成像系统

基本信息

  • 批准号:
    0225405
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2002-09-01 至 2005-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The non-invasive imaging and quantitation of micro-scale flow within the body is still a challenge for current clinical imaging systems. The development of an ultrasound-based imaging system for detection and quantitation of micro-scale flows is proposed here. Two sets of commercially available phased-array broadband transducers will be used. These will be coupled to custom electronics and analysis systems to image gas-filled micro-bubbles (diameters: 3 - 8 microns) within the flow field. The first part of this problem is precise particle detection and tracking. The second part is the development of an imaging system that reveals local flow characteristics. The non linear components of backscatter from the highly reflective micro-bubbles will be analyzed in the RF domain to detect particles. Once the particle is detected, a particle tracking algorithm will be employed to track the particles over a specified distance. This will allow calculation of local particle velocity. The project aims are:1) Characterize the design specifications for an ultrasound-based micro-flow imaging system.2) Build a prototype version of this system using a combination of existing broadband ultrasound transducers, coupled with custom electronics and algorithm development.3) Validate the performance of this prototype system using a mock circulatory flow loop with velocity and flow quantified using independent reference techniques.At the end of this project, significant work toward the development of an ultrasound-based micro-flow imaging system will be complete. The work can then move toward implementation of the system in hardware for testing under in vivo conditions.
对人体内微尺度血流的非侵入性成像和定量仍然是当前临床成像系统面临的挑战。本文提出了一种基于超声的微尺度流动检测和定量成像系统的研制。将使用两套商用相控阵宽带换能器。这些将耦合到定制的电子设备和分析系统,以成像流场中充满气体的微气泡(直径:3-8微米)。这个问题的第一部分是精确的粒子检测和跟踪。第二部分是显示局部流动特征的成像系统的研制。来自高反射微泡的背向散射的非线性分量将在射频域被分析以检测粒子。一旦检测到粒子,就会使用粒子跟踪算法来跟踪指定距离内的粒子。这将允许计算局部粒子速度。该项目的目标是:1)描述基于超声的微流成像系统的设计规范。2)结合现有的宽带超声换能器,结合定制的电子设备和算法开发,构建该系统的原型版本。3)使用模拟的循环流环验证该原型系统的性能,其中速度和流量使用独立的参考技术进行量化。在本项目结束时,将完成开发基于超声的微流成像系统的重要工作。然后,这项工作可以在硬件中实现该系统,以便在活体条件下进行测试。

项目成果

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    1996-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.100
  • 作者:
    Jeffrey Kwon;Elizabeth Shaffer;Robin Shandas;Lilliam Valdes-Cruz
  • 通讯作者:
    Lilliam Valdes-Cruz

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