Modelling high frequency ultrasound scattering from cells and ultrasound contrast agents
Notice bibliographique
Résumé
High frequency ultrasound has been shown to detect structural and physical changes in cell ensembles during apoptosis and hence has the potential of monitoring cancer treatment. Ultrasound contrast agents have also been shown to enhance contrast between blood and the surrounding tissue and hence may be used to distinguish between treated and untreated tumours. Theoretical models of high frequency ultrasound scattering from individual cells and ultrasound contrast agents (UCAs) are needed in order to develop methods for using high frequency ultrasound to classify tumours, quantify their responses to treatment, and eventually provide a better cancer detection and treatment monitoring techniques. This work introduces a new technique for measuring the ultrasound backscatter from individual micron-sized objects by combining a microinjection system with a co-registered optical microscope and an ultrasound imaging device. The system was calibrated by measuring the backscatter response from polystyrene microspheres and comparing it to theoretical predictions of an elastic sphere. The backscatter responses from single sea urchin oocytes and acute myloid leukemia cells were also investigated. It was found that such responses are best modelled using the fluid sphere model. A finite element model was also introduced to study scattering from microspheres and UCAs. The Helmholtz equation was used to describe the propagation of sound waves in the fluid domains whereas the constitutive equation was used to describe the stress-strain relationship in the solid domains. Studies on polystyrene microspheres and UCAs revealed the existence of a systematic relationship between the resonance frequencies and the microsphere surface modes. No such a relationship was found for the UCAs of interest. Instead, these agents exhibited a collection of complex oscillations which appear to be a combination of various surface modes. Increasing the UCA's shell thickness and its shear modulus produced a shift in the resonance frequencies to higher values. A decrease in UCA diameter produced similar effects. The importance of these findings towards the understanding of the UCA behaviour at high frequencies and the generation of harmonics are discussed. Future work includes the measurement of the backscatter response from individual UCAs and cells at various apoptotic stages.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».