基于超聲散射回波的無損測(cè)溫研究.pdf

1、在超聲加熱治療癌癥中，溫度的測(cè)量與控制對(duì)于熱療效果至關(guān)重要。目前臨床熱療中通常采用插入熱偶探針的有損方法來測(cè)定溫度，該方法存在給病人帶來痛苦，易引起癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移等缺點(diǎn)。現(xiàn)有的無損測(cè)溫方案：X-CT法，核磁共振法，電阻抗成像法以及超聲無損測(cè)溫等還不成熟，還未在臨床上得到應(yīng)用。 在諸多腫瘤熱療的超聲無損測(cè)溫方案中，基于時(shí)移的無損測(cè)溫方法具有更好的空間分辨率和溫度分辨率。在研究超聲散射理論和超聲時(shí)移回波理論的基礎(chǔ)上，我們提出了基于散射回

2、波時(shí)移的超聲無損測(cè)溫方案。 本文構(gòu)建了生物組織超聲散射的一維離散模型，提出了用短時(shí)傅立葉時(shí)頻分析估計(jì)該模型下的空間信息，并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真和橡膠絲線的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后與維格納－維爾時(shí)頻分布方法進(jìn)行了比較證明，短時(shí)傅立葉變換方法具有更好的空間分辨率，能夠有效地提取組織的空間信息。 當(dāng)組織溫度上升時(shí)，局部區(qū)域溫度發(fā)生變化導(dǎo)致超聲波速度變化，同時(shí)局部組織受熱膨脹，二者引起了超聲波回波在時(shí)域內(nèi)的漂移。在回波時(shí)移和溫度變化之間存在著

3、線性變化關(guān)系。利用這種線性變化關(guān)系建立了基于回波時(shí)移的無損測(cè)溫模型。 本文設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室階段的無損測(cè)溫實(shí)驗(yàn)方案。以新鮮的豬肝為研究對(duì)象，將豬肝組織溫度從20℃加熱到50℃，收集了在不同溫度下的散射回波時(shí)移信號(hào)。結(jié)果表明，回波時(shí)移信號(hào)的變化趨勢(shì)與溫度變化在一定溫度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。利用本文提出的估算溫度模型，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)處理，結(jié)果表明，基于超聲波散射回波時(shí)移的超聲無損測(cè)溫模型具有較好的溫度分辨率和空間分辨率，具有一定的理論意