超声治癌研究

文章简要回顾超声治癌的发展和作者 2 0年来相关的研究。阐明超声高热治疗 (UHT)和高强度聚焦超声(HIFU)的原理、方法、仪器和治疗机理 ,重点论述关于凹球面多元相控阵 (CSSMEPA)高热和高强度聚焦超声(HIPFU)

超声无损测温和相关研究

超声治癌已获得愈来愈多的重视和发展。超声温热疗法和烧蚀疗法都要求作温度监测。有损测温法会碰到难以克服的困难。本文论述无损测温的研究和发展 ,提供几种无损测温方法。这些是 :(1 )穿透超声渡越时间法 ;(2 )有限元法 (或差分法 ,或细胞神经网络法 )解热传导边值问题法 ;(3)超声 CT法 ;(4)

体外源冲击波粉碎肾结石研究

简要评述了液电式冲击波粉碎肾结石机中的碎石效应。为达到在治疗中少副作用,在线性和准线性近似的基础上计算并分析了液电式冲击波粉碎肾结石机中的反射聚焦声场。给出了对于连续波和脉冲波在近场和远场中轴向和侧向声压波形分布,指出在单频波情况下,在焦平面及其平行面中声强与焦斑半径的平方成反比,声压幅度分布为正态函数和近似正态函数分布。对于脉冲情况,导出波形、波前和波幅的关系,给出了数值计算结果,使与实测波形相比较。最后分析讨论了非线性效应等对脉冲波形的影响。

基于离散随机介质平均散射声功率的无损测温方法

生物组织中超声散射回波的平均功率与其温度有关．该理论包含：（１）生物组织近似为离散随机介质．（２）离散随机介质的平均散射功率与组织的衰减系数α和声速Ｃ有关。对于似水生物组织（如：猪肝），当温度升高时，衰减系数的减小使平均散射声功率增加，但其影响大小与时间窗△ｔ有关，而声速的增大则使平均散射声功率减小。实验结果表明：生物组织的平均散射声功率随温度变化趋势明显，该结果提供一种肿瘤热疗无损伤检测温度的新方法。

声流现象的研究及其应用

本文从声流产生的机理出发，综合了影响声流的诸因素，介绍了声流现象的检测方法及声流效应的应用．

热疗用聚焦超声换能器的研究

本文通过数值计算及实际测量，研究了凹球面声透镜聚焦换能器及凹球面自聚焦换能器产生的声场，证实此两种聚焦方式均可获得理想的聚焦效果，但自聚焦方式更适合高强度聚焦超声（HIFU）加热治疗。

基于超声散射回波功率谱的热疗无损测温模型

在随机起伏介质超声散射理论下，基于组织超声散射问波功率谱，提出一种无损获取组织温度信息的新方法。组织中声速及密度的随机起伏引起超声散射，散射回波声压谱的均方值与组织中声速ｃ、声速对温度的梯度ｄｃ／ｄｔ和组织的平均温度Ｔ等有关。分析组织散射超声回波信号平均归一化功率谱与组织温度的关系，可以从超声散射回波中有效提取组织温度信息。理论分析和模拟实验为医学上肿瘤热疗提供了一种新的无损测温的方法和思路。

B超诊断仪凸阵阵元高度方向复合聚焦声场的研究

文章研究B超诊断仪凸阵阵元高度方向复合聚焦声场的计算并推导了方便实用的计算公式。然后进行了实验和数值计算 ,实验结果与理论预测相当吻合 ,偏差不超过 7%。最后在计算机上进行数值仿真 ,进一步研究了声透镜的几何参数影响声场参数的规律。

凹球面聚焦超声换能器用于热疗时在人体内引起的瞬态温度场

本文引入了虚拟热源的概念 ,分析了边界条件对升温的影响与加热时间及温度场点位置的关系 ,详细研究了声源参数及生物组织特性参数对治疗区升温快慢的影响 ,比较了聚焦参数相同的凹球面换能器和高斯换能器声焦点的瞬态温度 。

离体猪肝组织散射元平均间距的小波估计

基于准规则排列散射元 ,构建了生物组织的超声散射模型 ,用小波分析方法处理了模拟肝脏和新鲜猪肝组织的超声回波信号 ,得到该方法下离体猪肝的散射元平均间距 d=1 .61 9mm.同时 ,文中就小波分析方法与基于 AR模型的估计方法作了比较 ,研究表明 ,小波分析既能较好地估计出生物组织散射元的平均间距 ,也可以估计出其空间分布 ,从而避免利用 AR模型估计时 ,由于AR阶次的不确定而带来的误差 .

高强度聚焦超声肿瘤治疗仪控制系统设计及功能测试

用高强度聚焦超声(HIFU)治疗肿瘤近年来受到越来越多的关注。目前已有的HIFU肿瘤治疗仪采用的是湿式设计,将病灶部位浸入水槽内,探头由下至上进行治疗。这样不仅不方便且对一些特殊部位——如颈部无法进行治疗。文章介绍的HIFU肿瘤治疗仪成功采用干式设计,将探头放入一水囊内,由上至下经水囊耦合对病灶区进行治疗,增加了对控制系统的控制精度、速度与可靠性的要求。文章首次设计了一块DSP电路板作为可独立运行的HIFU前端控制器,在该板上集成了控制步进电机、脉冲编码器、超声功率放大器及实时控制策略运算等HIFU肿瘤治疗所有控制功能。DSP板可通过RS232接口与后端PC主机通讯,并经过光电隔离、电平转换后与步进电机等外围器件连接。该仪器已通过了功能测定,并已进行了离体试验,测定与试验结果令人满意。

基于小波变换利用超声估计生物组织散射元平均间距

生物组织散射元平均间距是描述生物组织微观结构和生物组织超声散射特性的重要参数。文中构建并物理仿真了生物组织散射元一维超声散射模型,用小波变换方法估计了仿真生物组织散射元的平均间距。分析结果表明,对规则性较强的散射体用多分辨分析容易产生漏检,而利用连续小波变换时频图则可以得到较好的效果。

超声治疗中耦合液对声聚焦影响的研究

本文推导了凹球面聚焦换能器产生的声波经耦合液进入软组织后的声场计算公式，并对不同耦合液、耦合层厚度、温度对声聚焦的影响进行了研究，得到了一些对超声热疗具有指导意义的结果。

骨科诊断客观化的研究

本文对骨科诊断客观化研究的三个方面:骨病诊断、关节病诊断、骨折愈合程度估计进行了综述。主要总结了超声方法、关节声发射信号分析法、振动响应分析、机械阻抗法在研究中的应用,并对各种类型测量方法的特点与存在的问题进行了讨论。

基于Wigner-Ville分布用超声回波测量随机介质的特征

生物组织微结构具有随机介质的特性。文中构建了生物组织超声散射的一维随机介质模型。提出用Wigner－Vile分布函数方法估计该随机介质的空间分布特征。仿真和实验结果表明这一方法具有良好的空间分辨率，能较好地检测出随机介质微小散射元的个数和空间分布，同时能精确地估计出散射元平均间距。研究结果表明该方法还具有良好的抗噪声性等优良特性。

Wigner-Ville分布法估计生物组织散射元平均间距

生物组织散射元平均间距是描述生物组织微观结构和超声散射特性的重要参数。文中构造了生物组织散射元一维超声散射模型，提出用Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｅ分布函数方法估计生物组织散射元平均间距，仿真结果表明这一方法具有良好的空间分辨率，能检测出生物组织散射元平均间距细微的非均匀性变化。

平面波束二次谐波方向性分析

以Westervelt方程为理论基础,推导了平面波束二次谐波的声压和声强分布,得出平面波束的二次谐波的指向特性主要与波束的尺寸和波长的相对比值、波束的频率有关,高频时也会有旁瓣出现,但在所有频率范围以内都有较尖锐的指向特性.

热疗用聚焦脉冲声场的时域和频域特性研究

本文用传递函数的概念导出了四球面聚焦脉冲声场的简洁表达式，从数值计算上和实验上研 究了这种声场中轴线上不同位置处声压信号的持续时间和频谱特征，分析了它们对热疗的影响．