HIFU聲場光纖水聽器的研究及呼吸門控在HIFU治療中的應(yīng)用探討.pdf

1、高強度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound,HIFU)技術(shù)是一種將超聲波聚焦到病變組織內(nèi),利用超聲波的熱效應(yīng)、空化效應(yīng)、機械效應(yīng)等作用使焦點處靶組織發(fā)生不可逆性凝固性壞死,且不損傷周圍正常組織的非侵入式的腫瘤治療手段。HIFU技術(shù)近年來發(fā)展十分迅速,已經(jīng)成為聲學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。在HIFU技術(shù)日益發(fā)展的同時,也面臨著巨大的挑戰(zhàn),如何準(zhǔn)確的測量HIFU聲場的聲能量分布以及有效消除呼吸運動在HIF

2、U治療中的影響是該技術(shù)發(fā)展的兩個關(guān)鍵問題。
　　 本文針對現(xiàn)有的聲場測量技術(shù)無法實現(xiàn)的在高聲壓下對HIFU聲場進行測量和分析等問題,提出一種基于Parylene材料的法布里-珀羅(Fabry-Perot,F-P)干涉型光纖水聽器,該水聽器結(jié)構(gòu)簡單,靈敏度高,可用于高聲壓下HIFU聲場的測定。首先分析了高強度聚焦超聲聲場的特點,對現(xiàn)有的幾種HIFU聲場檢測技術(shù)進行比較后,提出采用光纖傳感技術(shù)來實現(xiàn)HIFU聲場的測量,光纖傳感器具有

3、靈敏度高、動態(tài)范圍大、抗電磁干擾能力強、敏感面積小、重復(fù)性好等優(yōu)點。在分析光纖超聲傳感器的種類和特點基礎(chǔ)上,通過比較傳感的光纖類型,最終選定基于光纖Fabry-Perot傳感器的高強度聚焦超聲聲場測量系統(tǒng)設(shè)計方案。設(shè)計并制作了一種用于HIFU聲場測量的端部鍍有Parylene膜的Fabry-Perot型光纖水聽器,對該光纖水聽器的傳感原理及對HIFU場的聲壓的解調(diào)原理進行了分析。利用該Fabry-Perot型光纖水聽器,搭建起測量HIF

4、U聲場的實驗系統(tǒng)。該Fabry-Perot型光纖水聽器與PVDF水聽器對聚焦聲場的測量結(jié)果表明,二者聲壓分布曲線基本一致,Fabry-Perot型光纖水聽器靈敏度高于PVDF水聽器。
　　 本文針對在常規(guī)的HIFU治療中,呼吸運動引起的臟器組織位移從而影響輻照靶區(qū)定位精度及治療的安全性問題。提出一種利用于呼吸門控技術(shù)提高HIFU治療靶點定位精度的方法。利用壓阻式微型呼吸傳感器,設(shè)計了基于呼吸門控技術(shù)對HIFU治療靶點進行控制的實