방법 논문

인간 척수의 수술 중 생리학적 모니터링을 위한 초고속 도플러 혈관 영상

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DOI:

10.3791/68260

⸱

2025년 8월 29일

 ,  ,  ,  ,  , 
1College of Biomedical Engineering, Fudan University, 2Department of Neurosurgery, Huashan Hospital, Fudan University, 3Poda Medical Technology Co., Ltd., 4State Key Laboratory of Integrated Chips and Systems, Fudan University

이 논문에서

요약

본 연구는 인간 척수 수술 중 생리학적 모니터링을 위한 초고속 도플러 혈관 영상의 적용을 제시합니다.

초록

생리학적 매개변수를 모니터링하는 것은 수술 중 시나리오에서 환자의 상태를 평가하는 데 필수적입니다. 혈압, 심박수 등의 혈역학적 정보는 초음파 도플러 신호에서 도출되어 혈관 기능을 반영하고 병리학적 위험을 실시간으로 나타낼 수 있습니다. 오실로메트리, 자기공명영상(MRI), 기존 도플러, 압전 방식에 비해 초고속 도플러는 소형 혈관에 우수한 시간적 분해능과 높은 감도를 제공합니다. 본 연구에서는 키아리 기형 환자의 척수에 초고속 도플러 영상을 수술 중 적용하는 방법을 기술한다. 데이터의 후처리는 저항률 지수(RI) 및 박동 지수(PI)의 상세한 매핑을 포함하여 척수 맥관 구조 및 생리학적 매개변수의 파워 도플러 이미지를 생성했습니다. RI와 PI 모두 외과적 개입 후 상당한 감소를 보였습니다(RI 평균: 0.47 → 0.32; PI 평균: 0.63 → 0.39; p < 0.001), 중앙값에서 일관된 추세가 관찰되어 척수 혈역학이 개선되었음을 나타냅니다. 이 방법을 사용하여 PI/RI 매개변수의 변화를 평가하면 질병 진행 및 치료 효능에 대한 더 넓은 이해를 제공하여 잠재적으로 수술 전략 및 치료 접근법을 안내할 수 있습니다.

서론

중요한 수술 중 생리학적 지표인 혈압 역학은 수술 전략에 대한 귀중한 지침을 제공하고 수술 안전을 보장합니다1. 심장의 주기적인 수축과 이완에 의해 생성된 맥파는 대동맥에서 동맥 혈관계를 통해 압력파2로 전파됩니다. 이러한 파동은 심혈관 기능의 직접적인 징후로 간주될 수 있으며 혈압 역학과 전반적인 혈역학을 이해하는 데 중요한 정보를 제공합니다3. 임상 실습에서 맥파는 혈역학적 상태의 지속적인 평가에 광범위하게 활용됩니다4.

척수는 중추신경계 내의 중계소이자 반사 중추로서 운동 및 감각 정보를 전달하는 데 중추적인 역할을 합니다. 혈액 공급의 안정성은 신경학적 기능을 유지하고 회복하는 데 매우 중요합니다6. 척수 박동성 혈류 신호는 맥파와 밀접한 관련이 있으며 혈관 탄성 및 혈역학에 대한 정보를 포함하여 척수의 생리적, 병리학적 변화를 반영합니다. 이러한 신호를 모니터링하는 것은 척수의 작은 크기, 복잡한 혈관 구조7 및 복잡한 혈류 패턴8로 인해 상당한 어려움에 직면하여 척수 맥파의 효과적인 평가를 복잡하게 만듭니다.

맥파를 평가하기 위한 몇 가지 기술이 제안되었습니다. 오실로메트릭 분석 방법은 작동하기 쉽고 빠른 측정을 제공합니다. 그러나 결과의 정확성은 인공물, 환자 자세, 커프의 적절한 크기 및 배치 9,10과 같은 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 압전 펄스 센서와 같은 일부 압전 생체 신호 센서는 맥파를 효율적으로 감지할 수 있지만 기계적 진동이나 온도 변동으로 인해 정확도가 저하될 수 있습니다. 한편, 광용적맥파(PPG)와 같은 광학 센서는 환경광 및 모션 아티팩트에 취약합니다11. 또한, 이러한 기술은 국부적인 맥파 신호만 포착할 수 있으며 관찰된 구조의 이미징 정보를 동시에 제공할 수 있는 능력이 부족하다12.

강력한 이미징 기법인 자기공명영상(MRI)은 척수 동맥벽에 대한 상대적으로 높은 공간 해상도 측정을 제공하지만 비용이 많이 들고 접근성이 제한적입니다13. 컴퓨터 단층촬영(CT) 영상은 더 빠른 스캔 시간과 더 넓은 가용성을 제공하지만 전리 방사선을 방출하므로 반복 평가에 대한 사용이 제한됩니다14. 기존의 도플러 초음파는 컬러 도플러와 맥파 도플러(PWD)의 두 가지 보완 영상 모드를 통해 혈류 역학을 실시간으로 평가할 수 있습니다. 컬러 도플러는 중간 라인별로 스캔하여 시야 전체의 유속에 대한 정성적 개요를 제공하지만 프레임 속도가 낮고 느리거나 깊은 흐름에 대한 감도가 낮습니다. PWD는 혈류 파형에 대한 정량적 시간적 정보를 제공하지만 사용자가 정의한 단일 관심 영역으로 제한됩니다. 결과적으로 동맥 및 정맥의 강한 혈역학에 적용 가능하며 작은 시야15 내에서 순간 맥박 파형을 정량화합니다. 조영 증강 초음파는 미세 기포제를 사용하여 혈류의 시각화를 향상시킵니다. 그러나 조영제 주입에 대한 요구 사항은 수술 중 환경에서 안전 문제를 야기하여 혈관 박동의 실시간 평가에 적합하지 않게 만듭니다16. 광음향 및 광학 이미징 기술은 특히 표면 조직에서 혈관 이미징에 높은 대비와 공간 해상도를 제공합니다. 그러나 광학 접근에 대한 강한 의존성은 척수와 같은 심층 구조에 대한 적용 가능성을 크게 제한합니다17.

최근 몇 년 동안 초고속 초음파는 혈관 영상에서 큰 잠재력을 가지고 빠르게 발전했습니다18. 기존의 집속 빔 스캐닝과 달리 초고속 도플러는 다중 각도 복합 평면파 기술을 사용하여 초음파 이미징 감도를 약 50배 향상시키고 작은 혈관의 감지를 크게 향상시킵니다 15,19,20. 이미지의 각 픽셀에 대해 완전한 도플러 스펙트럼을 얻을 수 있어 혈류 속도 및 방향에 대한 포괄적인 정보를 쉽게 얻을 수 있습니다21. 이것은 이미징 영역 전체에서 저항률 지수(RI) 및 박동 지수(PI)와 같은 혈관 지수를 추정하는 데 사용될 수 있습니다. 특히 2014년 Demene 등22는 초고속 도플러 기술을 신생아 뇌혈류 영상에 적용하여 신생아의 뇌혈관 RI에 대한 상세한 분포 지도를 제시했습니다. 이러한 발전은 미숙아 및 만삭아의 대뇌 혈류 자동 조절 메커니즘과 관련 질병의 병인을 이해하기 위한 새로운 도구를 제공합니다. 2020년 Bourquin et al.23,24는 설치류 뇌의 박동성 미세순환의 생체 내 측정을 달성하기 위해 초고속 초음파 기술을 기반으로 한 동적 초음파 국소화 현미경(DULM)을 제안하고 이 기술을 3차원 이미징으로 확장하여 정량 분석을 위한 새로운 차원을 제공했습니다.

척수의 혈관 영상화를 위해 2021년 Zang et al.25 는 투과된 파장에 필적하는 영상 해상도로 초고속 도플러를 사용하여 조영제 없이 척수 미세혈관 영상을 달성했습니다. Sui et al.26. 강력한 주성분 분석(RPCA)을 기반으로 하는 무작위 샘플링 방법을 사용하여 뇌와 척수의 미세 순환에 대한 빠르고 높은 신호 대 잡음비 초고속 도플러 이미징을 달성했습니다. Pezet et al.27 은 만성 척수 손상 후 혈관 재건을 관찰했습니다. 2022년 Yu et al.28 은 RPCA를 기반으로 쥐의 척수 미세순환에 대한 초고속 초고해상도 초음파 국소화 현미경을 달성했으며, 이미징 해상도는 100μm 파장보다 훨씬 작은 13-16μm에 도달했습니다. 추가 연구에는 척수 손상 후 척수 반음영의 미세 순환에 대한 지속적인 관찰 및 정량적 분석이 포함되었습니다29. 2023년 Yan et al.30 은 초고속 초음파 벡터 도플러를 활용하여 인간 척수 종양의 소혈관 혈류에 대한 벡터화 이미징을 수행하고 실험 서열 매개변수를 기반으로 서열 관련 안전성을 자세히 평가했습니다. 2024년 Agyeman et al.31 은 인간의 척수에 대한 최초의 기능적 초음파 영상을 수행하여 전기 자극에 대한 척수 기능적 반응의 통합을 입증했습니다. Khaing et al.32 는 급성 외상성 척수 손상 후 쥐와 인간 모두에서 관류 영상 지표와 손상 중증도 사이의 상관관계를 검증했습니다. 그러나 척수 맥파의 혈역학적 지표의 검출 및 분석은 여전히 추가 조사가 필요합니다.

키아리 기형은 척수에 영향을 미치는 중요하고 널리 퍼진 장애를 나타냅니다. 뇌척수액 및 척수 압박의 동적 변화를 유도하여 척수 혈류 및 혈관 조절을 방해하여 비정상적인 정맥 배액33, 혈관 저항 증가34 및 잠재적인 척수 허혈을 초래할 수 있습니다35. 척수 맥파의 관찰은 척수 혈역학적 변화에 대한 더 깊은 이해를 촉진하여 키아리 기형 및 기타 척수 장애를 진단하고 치료하는 데 귀중한 통찰력을 제공합니다36.

이 연구는 초고속 도플러 혈관 영상을 활용하여 인간의 척수 생리학적 매개변수를 수술 중 모니터링하기 위한 포괄적인 프로토콜을 제시하며, 특히 Chiari 기형 환자에 적용하는 데 중점을 둡니다. 이 방법을 사용하면 척수에 노출되는 동안 높은 프레임 속도의 초고속 도플러 데이터를 실시간으로 수집한 다음 후처리를 통해 RI 및 PI의 픽셀별 맵을 생성할 수 있습니다.

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프로토콜

이 연구는 인간 피험자를 대상으로 했으며 모든 절차는 Fudan University 부속 Huashan 병원 인간 연구 윤리 위원회(2021-065)가 승인한 프로토콜에 따라 수행되었습니다. 모든 참가자로부터 정보에 입각한 동의를 얻었습니다. 구현은 임상 진단이 아닌 예비 연구 및 검증 목적으로만 고안되었습니다. 확립된 안전 표준을 준수하는지 확인하기 위해 관련 FDA 권장 안전 지수를 평가했습니다. 이 연구에 포함된 환자는 Chiari 기형으로 진단되었습니다. 참가자에 대한 포함, 제외 및 철회 기준은 보충 파일 1에 제공됩니다. 사용된 시약 및 장비는 재료표에 나열되어 있습니다.

1. 악기 준비

  1. 초음파 영상 시스템을 준비합니다.
    1. 128채널 선형 어레이를 프로그래밍 가능한 초음파 시스템에 연결합니다.
      알림: 3D 소프트웨어로 모델링되고 3D 프린팅으로 제작된 맞춤형 하우징을 사용하여 초음파 프로브를 보호하십시오. 본 연구에 사용된 프로브는 상용 버전이 아닌 소형화된 맞춤형 버전이었습니다. 이 연구에 사용된 초음파 시스템 플랫폼은 이전에 인간 혈관 영상 조사를 위한 여러 연구에 적용되었습니다 37,38,39,40.
    2. 변환기의 중심 주파수를 15.625μm 공간 분해능에 해당하는 100MHz로 설정합니다.
    3. 인접한 요소 사이의 피치가 0.1mm로 구성되어 있는지 확인합니다.
  2. 장치를 보정하고 코드를 테스트한 다음 시스템이 올바르게 작동하는지 확인하십시오.
  3. 안정적인 이미징을 위한 플랫폼을 설정합니다.
    1. 로봇 팔을 수술용 침대 옆에 놓고 후속 프로브 고정을 위해 제자리에 단단히 고정합니다.
    2. 이미징 세션 내내 프로브가 고정된 상태로 유지되는지 확인합니다.
      알림: 이 설정은 수동 조작으로 인한 흔들림 및 위치 이동을 최소화하여 이미징 중 프로브 위치 지정의 안정성과 일관성을 향상시킵니다.

2. 초음파 시퀀스 준비

  1. B 모드 초음파 영상에 따라 적절한 영상 깊이를 설정합니다.
  2. 복합 프레임 속도를 1000Hz로 설정합니다.
  3. 획득 시간을 0.4초로 설정합니다.
  4. 11,000Hz의 펄스 반복 주파수로 -10°에서 +10° 사이에 균일하게 배치된 11개의 기울어진 평면파를 전송합니다.
    참고: 기울어진 평면파는 프로브의 측면 축에 대해 다양한 각도로 방출됩니다. 본 연구에서는 11개의 평면파가 -10°에서 +10°까지 고르게 분포되어 있었다.

3. 프로브 위치 지정

  1. 초음파 프로브를 의료 기기용 멸균 보호 백으로 덮습니다(그림 1A).
    1. 멸균 백 안에 다량의 초음파 젤을 바르십시오.
    2. 프로브를 가방에 삽입합니다.
    3. 고무 밴드로 가방 안에 프로브를 고정합니다.
      참고: 음향 결합은 프로브를 둘러싸고 있는 멸균 백의 내부 표면에 멸균 초음파 젤을 도포하여 달성되었습니다. 백 자체는 인체 조직과 직접 접촉하여 결합 매체와 조직 사이의 직접적인 접촉 없이 효과적인 초음파 전송이 가능했습니다.
  2. 로봇 팔로 프로브를 고정합니다(그림 1B).
    1. 추궁 절제술 후 척수의 노출된 표면에 프로브를 정확하게 배치합니다.
    2. 이미징 중에 일관된 위치를 유지하기 위해 로봇 팔을 사용하여 프로브를 안정화합니다.
      참고: 공압 로봇 팔을 사용하여 초음파 프로브를 안정화했습니다. 자동 스캐닝 (Automatic Scanning) 기능은 부족하지만, 암은 데이터 획득 프로세스 전반에 걸쳐 정확한 수동 위치 지정 및 안정성을 가능하게 합니다. 수술실에 장착된 팔은 주치의가 수동으로 제어하고 고정했습니다. 처음에는 모든 주요 관절을 고정한 후 B 모드 초음파 유도 하에 프로브를 고정하는 말단 관절을 미세 조정했습니다.

4. 데이터 수집

  1. B 모드 초음파 영상에 따라 적절한 영상 깊이를 설정합니다.
  2. 실시간 B 모드 초음파 영상을 사용하여 적절한 영상 평면을 식별합니다.
  3. 탈출된 소뇌 편도선과 척수를 찾습니다.
    참고: 척수와 소뇌 편도선이 구별 가능한 경계와 적절한 해부학적 방향으로 동일한 이미징 평면 내에서 명확하게 시각화될 때 적절한 정렬을 확인하십시오. B 모드 이미징 평면에서 소뇌 편도선이 척수보다 우월하게 나타나고 척수의 등쪽 가장자리가 좌우 대칭으로 명확하게 정의되는지 확인합니다. 올바른 이미징 평면을 확인한 후 단일 초고속 도플러 이미지를 획득하여 혈류 신호의 존재와 안정성을 확인합니다.
  4. B 모드 시퀀스를 종료하고 데이터 수집을 위한 초고속 시퀀스를 시작합니다.
    알림: 정상적인 실온 조건에서 절차를 수행하십시오. 이미징 시간이 짧고 프로브는 획득 중에 눈에 띄는 온도 상승을 나타내지 않았습니다. 이 방법은 수술 중 척수 구조를 명확하게 시각화하여 최적의 혈관 영상을 달성하기 위한 정밀한 프로브 조정이 가능하며 수술 전 MRI 이미지와 비교할 수 있습니다. 이 연구에서 제시된 사례에서 원래 이미징 깊이 범위는 0.5-9.5mm였습니다. 실제 이미징 깊이는 모든 패널에서 일정하게 유지되었습니다.

5. 치료 전 척수 박동성 혈류 신호 분석(그림 2)

  1. 척수 맥관 구조의 파워 도플러 이미지를 생성합니다. (그림 3)
    참고: 프로브 안정성은 파워 도플러 이미징 분석을 통해 평가되었습니다. 번짐 아티팩트가 없는 공간적으로 구별되는 혈관의 일관된 시각화는 획득 중에 안정적인 음향 창을 보존하는 로봇 팔의 효능을 보여줍니다.
    1. 획득한 무선 주파수 데이터에 대해 빔포밍을 수행합니다.
    2. 특이값 분해(SVD) 기반 시공간 필터링 방법을 적용하여 혈류 신호에서 조직 신호를 분리하고 고주파 노이즈를 제거합니다. 원하는 혈류 성분을 추출하기 위해 적절한 임계값을 설정합니다.
      참고: 초음파 이미지 신호는 연조직, 혈류 및 랜덤 노이즈의 구성 요소로 구성됩니다. SVD 기반 시공간 필터링은 시공간 특성에 따라 이러한 구성 요소를 분리합니다41. 이 방법은 초음파 이미지 데이터를 단일 벡터와 해당 단일 값으로 분해합니다. 특이 값의 필터링 임계값을 설정함으로써 큰 특이 값은 강한 시공간 상관 관계를 가진 조직 구성 요소를 나타내는 고유 벡터와 연관되고, 중간 특이 값은 동적 혈류 신호에 해당하며, 작은 특이 값은 주로 노이즈를 나타냅니다. 이 연구에서 SVD 임계값은 전기 소작 치료 전에 80-380, 외과적 개입 후 50-380을 유지하도록 설정되었습니다. 이 임계값은 이전 경험을 기반으로 경험적으로 결정되었습니다(보충 그림 7).
    3. 필터링된 혈류 신호를 동위상/직교(IQ) 복소 신호 figure-protocol-1로 복조합니다. 각 픽셀의 평균 신호 강도를 계산하여 파워 도플러 이미지 PW (x,z)를 얻습니다(방정식 1)15. Nt 는 획득한 프레임 수입니다.
      figure-protocol-2 (1)
      참고: 적격 도플러 데이터는 명확한 혈관 묘사와 높은 신호 대 잡음비가 특징입니다. 혈관 시각화가 최적이 아닌 경우 5.1.2단계를 다시 방문하여 그에 따라 SVD 임계값 범위를 조정합니다.
  2. 도플러 신호의 시간-주파수 분석을 수행합니다(그림 4).
    1. 짧은 시간 창을 사용하여 혈류 신호를 분할합니다(그림 4A).
    2. FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하여 각 픽셀에서 전력 스펙트럼 밀도를 추정합니다(그림 4B).
      참고: 창 길이는 적어도 하나의 심장 주기를 충분히 커버하도록 선택되어 수축기 및 이완기 빈도 구성 요소를 모두 안정적으로 식별할 수 있도록 했습니다. 스펙트럼 누출을 줄이기 위해 Hann 창을 사용했으며 시간 해상도를 향상시키기 위해 인접한 창을 겹쳤습니다. 이 연구에서 FFT는 70% 중첩된 길이 80의 Hann 창을 사용하여 적용되었습니다.
    3. 창을 계속 밀어 시변 평균 도플러 주파수를 얻습니다.
  3. RI 및 PI 맵을 계산합니다(그림 4C 및 그림 5A-D).
    1. 특정 픽셀에서 시간 경과에 따른 혈류 신호의 평균 도플러 주파수를 분석합니다(그림 4C).
      참고: 주파수 분석의 타당성은 심장 주기에 해당하는 평균 도플러 주파수의 주기적인 변동을 관찰하여 확인할 수 있습니다.
    2. 혈류 속도와 그 변화를 결정하여 RI(방정식 2)15 및 PI(방정식 3)15를 계산합니다. VPSV는 최대 수축기 속도, VEDV는 이완기말 속도, V평균은 평균 유속입니다.
      figure-protocol-3 (2)
      figure-protocol-4 (3)
    3. 도플러 주파수를 사용하여 RI 및 PI 계산을 단순화합니다. 전체 척수에 걸쳐 RI(방정식 4) 및 PI(방정식 5)를 계산합니다. f평균(x,z,t)은 정의된 시간 창15 내의 평균 도플러 주파수입니다.
      figure-protocol-5 (4)
      figure-protocol-6 (5)
      참고: 혈류로 인해 초음파 신호는 혈류 속도 V 와 관련된 도플러 편이로 알려진 주파수 편차를 겪습니다(방정식 6). f도플러 는 도플러 주파수 편이를 나타내고, c0 은 인간 연조직의 음속을 나타내며, f펄스 는 초음파 프로브의 전송 주파수이며, 초음파 빔과 혈류 방향 사이의 각도입니다15.
      figure-protocol-7 (6)
    4. 평균 도플러 주파수는 특정 시간 창 내 이동의 평균값을 나타냅니다. V 는 도플러 편이에 비례하기 때문에 시간 경과에 따른 각 픽셀의 평균 도플러 주파수를 평가하여 근사화할 수 있습니다.
  4. RI와 PI의 통계 분석
    1. 논리적 마스크를 사용하여 관심 영역에서 유효한 RI 및 PI 값을 추출하고 사분위수 범위(IQR) 방법을 사용하여 이상값을 제외합니다.
    2. 가중 스튜던트 t-테스트를 수행하여 픽셀별 데이터 구조를 고려하여 수술 전후 조건 간의 차이를 평가합니다.
      참고: RI 및 PI의 통계 분석은 픽셀 수준에서 수행되었으며 그룹 차이는 별표로 표시된 유의 수준(*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001)을 사용하여 시각화되었습니다.

6. 환자 관리 및 영상 프로토콜의 안전성

  1. 활력 징후를 면밀히 모니터링하십시오. 이미징 중에 심박수, 혈압, 호흡수, 산소 포화도 및 체온을 지속적으로 모니터링합니다. 시술 전반에 걸쳐 환자의 안전과 편안함을 보장합니다.
    참고: 수술 중 신경생리학적 모니터링(예: 체감각 유발 전위 및 운동 유발 전위)도 수술 중 신경 손상이 발생할 수 있다는 점을 고려하여 수행됩니다.
  2. 적절한 프로브 압력을 확인하십시오. 로봇 팔을 사용하여 프로브에 안정적이고 적절한 압력을 유지합니다. 척수 표면을 손상시킬 수 있는 과도한 힘을 피하십시오.
  3. 수술팀과 의사소통을 유지하세요. 영상 촬영 과정 전반에 걸쳐 수술팀과 명확하게 소통합니다. 환자의 불편함이나 예상치 못한 상황에 신속하게 대응하십시오.

7. 치료 후 척수 박동 혈류 신호의 획득 및 분석

  1. 5단계에서 설명한 단계를 반복하여 치료 후 척수 혈류 신호를 분석합니다.
    참고: 전기 소작 치료 후, 소뇌 편도선은 부피 감소, 가장자리 무딘 및 주변 조직 구조와의 해부학적 관계를 회복하면서 수축되었습니다(그림 6). 데이터 수집은 전기 소작 치료 전과 외과적 개입 후의 두 가지 뚜렷한 수술 중 시점에서 수행되었습니다. 현재 RI 및 PI에 대한 탐색은 예비 단계에 머물고 있으며 실시간 수술 안내를 위해 구현되지 않았습니다. 그 결과, 신속한 데이터 수집 직후 수술 절차는 큰 중단 없이 계속되었습니다. 그런 다음 수집된 데이터를 오프라인으로 처리하고(약 5-10분, 처리 단계 및 시기에 대한 자세한 내용은 보충 파일 2에 제공됨) 수술 작업 흐름에 영향을 미치지 않도록 했습니다. 앞으로 RI와 PI를 사용하여 수술 중 의사결정을 지원할 수 있다면 수술 일정을 방해하지 않고 통합될 것으로 기대됩니다.

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결과

초고속 도플러는 고감도를 제공하여 척수 맥관 구조 네트워크의 고시간 해상도 이미징을 가능하게 합니다. 컬러 도플러에 비해 파워 도플러는 더 높은 신호 대 잡음비(SNR)42를 제공합니다. SVD 기반 시공간 필터에는 적절한 임계값 범위가 사용되어 유효한 혈류 신호를 식별하고 혈류 방향을 이미징할 수 있었습니다. 그림 3E,F는 초고속 도플러를 사용하여 얻은 Chiari 기형 환자의 척수의 파워 도플러 이미지를 보여줍니다. 이 두 그림은 전기 소작 치료 전과 외과적 개입 후 소뇌 편도선이 척추관으로 하강하고 확장되는 것을 보여줍니다. 편도선은 척수와 분리되는 뚜렷한 경계를 보여줍니다. 전기 소작 치료(그림 6) 후, 소뇌 편도선은 두개강으로 후퇴하여 하향 확장을 크게 감소시킵니다. 척수는 눈에 띄게 감압된 것처럼 보이며 가시성 증가와 혈관의 명백한 확장...

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토론

본 연구에서는 수술 중 초고속 도플러 영상을 사용하여 인간 척수의 혈류를 추출했습니다. 이후 혈류 신호에 대해 RI 및 PI의 스펙트럼 분석 및 계산을 수행하여 척수 맥관 구조의 파워 도플러 이미지와 키아리 기형 환자의 해당 RI 및 PI 맵을 제공했습니다. 초고속 초음파의 맥락에서 작은 혈관은 직경이 100마이크로미터 정도인 혈관을 말하고, 100마이크로미터보다 작은 혈관은 미세혈관으로 분류되었습니다30,43.

초고속 도플러 이미징 (Ultrafast Doppler Imaging) 은 평면파 전송을 사용하여 단일 전송으로 전체 이미징 영역을 커버하여 기존 도플러43 보다 수백 배 더 높은 프레임 속도를 제공합니다. 이 이점은 ROI 크기와 시간적 분해능 사이의 균형을 해결...

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공개 사항

저자는 경쟁적인 재정적 이해 상충이 없음을 선언합니다.

감사의 글

이 작업은 중국 국가 중점 연구 개발 프로그램(No. 2023YFC2410900), 중국 국가 자연 과학 재단(No. 12274093) 및 상하이 국제 과학 기술 협력 프로그램(보조금 번호 23490713500)의 지원을 받았습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
매틀랩  R2022b매스웍스해당 사항 없음데이터 후처리용
현미경자이스펜테로 8O0 S수술 중 현미경 관찰을 위해
프로그래밍 가능한 초음파 시스템베라소닉스밴티지 256척추 혈관의 초음파 영상용
로봇 팔에스쿨랩 RT060R프로브 고정용
단결정 고주파 선형 어레이 변환기베라소닉스L22-14vX 척추 혈관의 초음파 영상용
초음파 젤베이비 펀유형 M프로브와 접촉면 사이의 에어 갭 제거

참고문헌

  1. Zucker, N., et al. Physio-fus: A tissue-motion based method for heart and breathing rate assessment in neurofunctional ultrasound imaging. EBioMedicine. 112, 105581(2025).
  2. Ghosh, A., et al. Impact of cardiovascular factors on pulse wave velocity and t otal vascular resistance in different age group patients with cardiovascular disorders. Curr Aging Sci. 11 (4), 261-268 (2019).
  3. Allen, J. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement. Physiol Meas. 28 (3), R1-R39 (2007).
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