Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Truyền âm trong khoang ngực dưới tác động bề mặt: một nghiên cứu thực nghiệm và tính toán với các ứng dụng chẩn đoán
Tóm tắt
Khám lâm sàng ngực thường bao gồm việc thực hiện kiểm tra gõ ngực, trong đó bao gồm kích thích âm thanh vào thành ngực và phát hiện sự thay đổi âm thanh có thể nghe thấy. Phương pháp này dựa trên những quan sát cho thấy việc truyền tải âm thanh, sự liên kết và các mẫu cộng hưởng bên dưới có thể bị thay đổi do sự thay đổi cấu trúc ngực do các bệnh lý. Việc phát hiện và định lượng chính xác hơn những thay đổi âm thanh này có thể cung cấp thêm thông tin chẩn đoán hữu ích. Để làm rõ các quá trình vật lý liên quan, một mô hình máy tính thực tế về sự truyền tải âm thanh trong ngực là cần thiết. Trong nghiên cứu này, một mô hình tính toán đã được phát triển và xác nhận bằng cách so sánh các dự đoán của nó với kết quả từ các thí nghiệm trên động vật và con người, liên quan đến việc áp dụng kích thích âm thanh vào ngực trước, trong khi phát hiện các dao động trên da ở ngực sau. Để điều tra ảnh hưởng của bệnh lý đến sự truyền tải âm thanh, mô hình tính toán đã được sử dụng để mô phỏng tác động của tràn khí màng phổi lên các âm thanh được giới thiệu ở ngực trước và được nhận diện ở ngực sau. Dự đoán từ mô hình và kết quả thí nghiệm cho thấy các xu hướng tương tự. Mô hình cũng dự đoán các mẫu sóng bên trong ngực, có thể được sử dụng để đánh giá kết quả của các phép đo đàn hồi. Các thử nghiệm trên động vật và con người trong tương lai có thể mở rộng khả năng dự đoán của mô hình bao gồm hành vi âm thanh cho một loạt các tình trạng phổi rộng hơn.
Từ khóa
#truyền âm #khoang ngực #kiểm tra gõ ngực #mô hình tính toán #chẩn đoán #bệnh lý #tràn khí màng phổiTài liệu tham khảo
Acikgoz S, Ozer MB, Royston TJ, Mansy HA, Sandler RH (2008) Experimental and computational models for simulating sound propagation within the lungs. ASME J Vib Acoust 130(2):021010
Athanassiadi K, Kalavrouziotis G, Loutsidis A, Hatzimichalis A, Bellenis I, Exarchos N (1998) Surgical treatment of spontaneous pneumothorax: ten-year experience. World J Surg 22(8):803–806
Bohadana AB, Kraman S (1989) Transmission of sound generated by sternal percussion. J Appl Physiol 66(1):273–277
Bohadana AB, Patel R, Kraman SS (1989) Contour maps of auscultatory percussion in healthy subjects and patients with large intrapulmonary lesions. Lung 167(1):359–372
Bourbie T, Coussy O, Zinszner B (1987) Acoustics of porous media. Gulf Publishing Company, Huston, pp 86–87
Bourke S, Nunes D, Stafford F, Turkey G, Graham I (1989) Percussion of the chest re-visited: a comparison of the diagnostic value of auscultatory and conventional chest percussion. Iran J Med Sci 158(4):82–84
Dai Z, Peng Y, Royston TJ, Mansy HA (2013) Experimental comparison of poroviscoelastic models for sound and vibration in the lungs. ASME J Vib Acoust. doi:10.1115/1.4026436
Goll JH (1979) The design of broad-band fluid-loaded ultrasonic transducers. Son Ultrason IEEE Trans 26(6):385–393
Goss BC, McGee KP, Ehman EC, Manduca A, Ehman RL (2006) Magnetic resonance elastography of the lung: technical feasibility. Magn Reson Med 56(5):1060–1066
Guarino J (1974) Auscultation percussion: a new aid in the examination of the chest. J Kans Med Soc 75(6):193–194
Guarino J (1980) Auscultatory percussion of the chest. Lancet 315(8182):1332–1334
Hansen LB, Brons M, Nielsen NT (1986) Auscultatory percussion of the lung: prospective comparison of two methods of clinical examination of the lungs. Ugeskr Laeg 148(6):323–325
Kemper J, Sinkus R, Lorenzen J, Nolte-Ernsting C, Stork A, Adam G (2004) MR elastography of the prostate: initial in vivo application. In RöFo-Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren 176(8):1094–1099. © Georg Thieme Verlag KG Stuttgart, New York
Kruse SA, Rose GH, Glaser KJ, Manduca A, Felmlee JP, Jack CR Jr, Ehman RL (2008) Magnetic resonance elastography of the brain. Neuroimage 39(1):231–237
Manduca A, Oliphant TE, Dresner MA, Mahowald JL, Kruse SA, Amromin E et al (2001) Magnetic resonance elastography: non-invasive mapping of tissue elasticity. Med Image Anal 5(4):237–254
Mansy HA, Balk R, Royston TJ, Sandler RH (2002) Pneumothorax detection using computerized analysis of breath sounds. Med Biol Eng Comput 40(5):526–532
Mansy HA, Royston TJ, Balk RA, Sandler RH (2002) Pneumothorax detection using pulmonary acoustic transmission measurements. Med Biol Eng Comput 40(5):520–525
Mariappan YK, Glaser KJ, Hubmayr RD, Manduca A, Ehman RL, McGee KP (2011) MR elastography of human lung parenchyma: technical development, theoretical modeling and in vivo validation. J Magn Reson Imaging 33(6):1351–1361
Murray A, Neilson JMM (1975) Diagnostic percussion sounds: 1. a qualitative analysis. Med Biol Eng Comput 13(1):19–28
Napadow VJ, Mai V, Bankier A, Gilbert RJ, Edelman R, Chen Q (2001) Determination of regional pulmonary parenchymal strain during normal respiration using spin inversion tagged magnetization MRI. J Magn Reson Imaging 13(3):467–474
Ogata K (2004) System dynamics, vol 4, 4th edn. Pearson/Prentice Hall, New Jersey, p 107
Ozer MB, Acikgoz S, Royston TJ, Mansy HA, Sandler RH (2007) Boundary element model for simulating sound propagation and source localization within the lungs. J Acoust Soc Am 122(1):657–671
Plewes DB, Bishop J, Samani A, Sciarretta J (2000) Visualization and quantification of breast cancer biomechanical properties with magnetic resonance elastography. Phys Med Biol 45(6):1591
Rice DA (1983) Sound speed in pulmonary parenchyma. J Appl Physiol 54:1304–1308
Royston TJ, Dai Z, Chaunsali R, Liu Y, Peng Y, Magin RL (2011) Estimating material viscoelastic properties based on surface wave measurements: a comparison of techniques and modeling assumptions. J Acoust Soc Am 130(6):4126–4138
Royston TJ, Ozer MB, Acikgoz S, Mansy HA, Sandler RH (2008) Advances in computational modeling of sound propagation in the lungs and torso with diagnostic applications. In: Biomedical applications of vibration and acoustics in imaging and characterizations, chap 9. ASME Press, pp 217–248
Royston TJ, Zhang X, Mansy HA, Sandler RH (2002) Modeling sound transmission through the pulmonary system and chest with application to diagnosis of a collapsed lung. J Acous Soc Am 111:1931–1946
Venkatesh SK, Yin M, Ehman RL (2013) Magnetic resonance elastography of liver: technique, analysis, and clinical applications. J Magn Reson Imaging 37(3):544–555
Visible Human Project (2003) http://www.nlm.nih.gov/research/visible/visible_human.html
Von Gierke HE, Oestreicher HL, Franke EK, Parrack HO, von Wittern WW (1952) Physics of vibrations in living tissues. J Appl Physiol 4(12):886–900
Walker HK, Hall WD Hurst JW (1990) The funduscopic examination-clinical methods: the history, physical, and laboratory examinations, 3rd edn, Chaper 46, Butterworths
Warner L, Yin M, Ehman RL, Lerman LO (2009) Kidney stiffness measured in an animal model of unilateral renal arterial stenosis using 2-D MR elastography. in: Proceedings of the international society for magnetic resonance in medicine, p 407
Wodicka GR, Stevens KN, Golub HL, Cravalho EG, Shannon DC (1989) A model of acoustic transmission in the respiratory system. IEEE Trans Biomed Eng 36(9):925–934
Wodicka GR, Aguirre A, DeFrain PD, Shannon DC (1992) Phase delay of pulmonary acoustic transmission from trachea to chest wall. Biomed Eng IEEE Trans 39(10):1053–1059
Yasar TK, Royston TJ, Magin RL (2012) Wideband MR elastography for viscoelasticity model identification. Magn Reson Med 70(2):479–489