表观弥散系数对磁共振引导聚焦超声术治疗子宫肌瘤效果的评估

【目的】探讨磁共振表观弥散系数(ADC)评估磁共振引导聚焦超声术(MRgFUS)治疗子宫肌瘤效果的价值。【方法】回顾性分析佛山市中医院2018年1月至2022年10月期间56例接受MRgFUS治疗子宫肌瘤患者治疗前、治疗3月后和6月后的MRI及临床资料,比较患者病灶ADC值与肌瘤的体积,症状严重评分(SSS)和子宫肌瘤症状-生活质量问卷(UFS-QOL)评分的相关性。使用方差分析比较治疗前后相关数据的差异,采用Pearson法进行数据的相关性分析。【结果】56例患者治疗前及治疗3个月后、6个月后病灶ADC值[(1.11±0.13)、(1.84±0.09)、(2.12±0.24),×10^(-3)(/mm^(2)/s)]、肌瘤体积(102±35.30、56.70±18.88、46.93±18.99,cm^(3)),SSS(36.73±11.74、21.77±10.21、17.66±9.30)和UFS-QOL(59.05±17.48、76.54±16.50、82.46±12.37)评分差异有统计学意义(F值分别为557.837,73.589,53.976和37.606,P值均<0.05)。ADC值与肌瘤体积、SSS呈负相关,与UFS-QOL评分呈正相关(相关系数分别为-0.586,-0.630和0.592,P值均<0.05)。【结论】ADC值对评估MRgFUS治疗子宫肌瘤效果具有较好的临床应用价值。

超声聚焦探头在固体中辐射声场的动态光弹测量方法

超声聚焦探头在声场聚焦区域具有很高的检测灵敏度和分辨力,是工业超声检测中常用的探头。聚焦探头在固体中的聚焦特性直接影响检测效果,其传统测量方法通过水中聚焦参数间接换算而来,结果存在一定的误差。动态光弹法可以直接观测透明固体中的探头辐射声场,具有直观、无反射体或水听器的浸入影响、全场观测等特征。进一步采用圆偏振光并结合Senarmont补偿法,可精确测量透明固体中探头辐射声场的绝对应力分布,给出聚焦探头在固体中的聚焦参数,包括焦距、焦柱长度和焦斑宽度。实验测量结果与有限元仿真计算及小球反射法测量结果吻合较好,表明了动态光弹法定量测量聚焦探头辐射声场的可行性。

高斯束展开法的注记之四:聚焦贝塞尔声束

进一步给出高斯束展开法的推广。采用这一方法,计算了具有不同瓣数聚焦贝塞尔束的声场分布。结果表明:在某些情况下,聚焦贝塞尔声场中会出现两个焦点,而通常的聚焦声场一般只有一个焦点。

基于瑞利积分叠加法的聚焦换能器声场特性研究

基于经典的瑞利积分,提出考虑非线性传播、各次谐波衰减的声场瑞利积分线性叠加算法.分析其原理,并以凹球面聚焦换能器为例,采用该算法研究媒质衰减和非线性传播特性影响声焦域的规律.并与Khokhov-Zabolotskaya-Kuznesov(KZK)数值算法,以及实验结果进行比较,验证瑞利积分线性叠加算法描述高强度聚焦超声(HIFU)声场的有效性.

椭球反射罩聚焦特性实验研究

曲面障板反射是水声工程中汇聚声波能量、提高传播距离的有效方法之一,而椭球反射罩的聚能效果最为明显。文章分析了椭球反射罩的聚焦原理,建立了基于水下等离子体声源和椭球反射罩的聚焦声场产生和实验系统;开展了椭球反射罩聚焦声场实验研究,从声轴和焦平面2个方向研究了声脉冲波形、峰值压力与声场位置之间的关系,得出了椭球反射罩聚焦声场的分布特性,量化评价了椭球反射罩的聚焦特性。实验结果表明,椭球反射罩聚焦增益大于20 dB,第2焦点处的峰值压力约23 MPa,声压级达267 dB。

二维超声阵列换能器声束控制技术的仿真研究

超声波束特性直接影响超声图像的清晰度和对比度。二维超声换能器阵列结构与数字声束控制技术相结合,是现代超声成像系统发展的重要方向。以二维平面矩形超声换能器阵列和二维圆环超声换能器阵列为对象,利用仿真实验分别测试了声束聚焦、声束激励、幅度变迹等技术对声束的控制性能。结果表明,灵活的声束控制技术组合可以有效提高二维超声换能器阵列的声束性能,突出声束主瓣,降低旁瓣与栅瓣的影响。

超声多普勒流量计实现分区流速测量的方法研究

为了扩展超声波多普勒测量方法的功能并提高超声多普勒流量计的测量精度 ,提出了可以实现流通区域内流体速度分布测量的分区流速测量方法 .采用超声波交叉域法 ,对声束的发射与接收进行汇聚 ,使流速信息集中在流场中十几毫米到数毫米的区域范围内 ;采用多个发射、接收换能器 ,让声束的交叉域分布在描述流场特性的地方 ,实现了流场的分区流速测量 .扩展了超声波多普勒方法的测量功能 ,若对分区流速进行积分处理就可获得流量 。

水下等离子体声源聚焦声场分布特性研究

研究了水下等离子体声源的工作原理和聚焦原理,研制了小功率的实验装置,并进行了聚焦声场实验测量,从声轴和焦平面2个方向研究了声脉冲峰值压力与声场位置之间的关系,得出了聚焦声场的分布特性。研究结果初步验证了水下等离子体声源的优越性,为进一步改进这种声源,以将其应用于100km以上超远程水下通信系统打下良好的基础。

超声磨粒监测传感器设计研究

针对用超声监测磨粒的难点和关键之一———超声传感器设计的问题 ,从理论上分析了聚焦超声波声场特性 ,并进行了聚焦传感器声场的计算机模拟仿真 。

多阵元聚焦换能器声场的数值模拟及分析

提出一种新型的多阵元聚焦换能器,该聚焦换能器由6个排列在一个球径为146 mm的凹球面上的透镜式单元换能器组成,透镜曲率半径为112 mm,工作频率为1 MHz。该文应用坐标变换法对该聚焦换能器的复杂声场分布进行了数值计算,并测定了其声功率。研究结果表明:该结构具有较大的聚焦深度、较理想的焦域、可改变的声场能量,工艺简单,成本低廉。

基于曲光线跟踪算法的超声成像实时模拟研究

提出一种超声图像实时模拟新方法,通过调整曲光线参数实时改变超声扫描频率和声束聚焦位置.利用曲光线跟踪算法和基本声学模型,产生能量反射图和衰减图;运用瑞利概率分布函数产生超声斑点模式,通过高斯型点扩散函数进行显示.实验结果表明,利用图形处理器加速显示技术,超声成像模拟速度可达20帧/s.与Field Ⅱ软件的生成结果和真实超声图像的对比,验证了该方法的可行性.

水下冲击波聚焦声场非线性建模与分析

通过聚焦可大幅提高水下冲击波声场的声压级。由于水下冲击波聚焦声场声压级高、瞬时性强,因此观察和测量难度较大,对测量设备的灵敏度要求较高。概述了水下冲击波的产生及聚焦原理,利用压力传感器实测了冲击波聚焦波形,采用有限元分析软件ANSYS建立了水下冲击波聚焦声场的有限元模型,仿真了水下冲击波聚焦声波的非线性传播过程和声场分布,对比分析了仿真结果与压力传感器实测波形、高速摄影机实拍的冲击波聚焦声场纹影图的相符性,仿真得出水下冲击波聚焦声场峰值压力的变化规律。仿真结果与实验测量、高速摄影实拍图高度吻合,说明仿真模型的正确性及利用ANSYS研究水下冲击波聚焦声场的可行性、有效性。

TACE、PVE、HIFU治疗原发性肝癌的临床研究

目的:研究TACE、PVE、HIFU治疗原发性肝癌的临床疗效。方法:对不能手术的原发性肝癌68例分成2组,观察组先行TACE治疗,1周后行PVE治疗,TACE+PVE每2个月进行1周期,2～3周期后再行HIFU治疗,以TACE+PVE治疗作为对照,分别统计两组疗效、副作用、生存率。结果:观察组32例共TACE67次,平均2.1次/例,PVE64次,平均2次/例,HIFU99次,平均3.1次/例;对照组36例TACE78次,平均2.2次/例,PVE74次,平均2.1次/例,观察组与对照组总有效率分别为71.9%(23/32)、44.4%(16/36),两组比较差异有显著性(P<0.05);合并门静脉癌栓经治疗后癌栓缩小>1/2者,观察组为69.2%(9/13),对照组21.4%(3/14)(P<0.05);治疗后AFP转阴或滴度下降>1/2者分别为66.7%(16/24)、37.0%(10/27)(P<0.05);观察组6、12、18、24个月生存率分别为76%、60%、40%、20%,对照组为50%、33.3%、16.7%、2.8%(P<0.05)。结论:TACE+PVE+HIFU治疗PHC可以提高肿瘤局部控制率,提高生存质量,延长生存期,是晚期PHC较为有效的治疗方法之一。

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。

凹球面自聚焦声场非线性效应的研究

用球束方程(SBE)研究了声源参数和媒质特性对凹球面自聚焦声场非线性效应的影响。结果表明,谐波的最大幅值出现在声焦点附近,基波与线性声场的分布类似,而高阶谐波的聚焦性能更好。超声频率、声源表面初始声压幅值或非线性参数越大,即平面波冲击间断形成距离越短,声的非线性效应越明显。声衰减会使非线性效应减弱,而凹球面曲率半径增大会使谐波和基波最大值的位置偏离更明显。

用于肿瘤热疗的高强度聚焦超声换能器的研究

高强度聚焦超声用于肿瘤热疗是一种无损、有效的新型肿瘤治疗手段,正日益得到广泛的应用,而超声换能器的聚焦性能直接影响到治疗的效果。本文从理论上分别讨论了声透镜聚焦和凹球面自聚焦两种常用的聚焦方式的原理及特点,并结合实际应用比较了两者在高强度聚焦超声热疗中的优缺点,最后得出结论:凹球面镜自聚焦比声透镜聚焦更适于HIFU对肿瘤的治疗。

水浸聚焦探头斜入射声场的分析与实验

长期以来研究人员利用水浸聚焦探头发出的超声波在水中聚焦形成的焦点对结构件内部的微小缺陷进行检验,从中可知,对于焦柱的位置的确定直接影响着检测结果的好坏.检测人员所采用检验工艺的理论依据是几何聚焦原理,这是一种近似的几何运算,在进行实际检验时可能存在一些偏差.本文对此进行了理论分析和实验验证,研究结果表明运用几何聚焦原理测算出的焦点位置与实际焦点位置存在一些偏差,作者还介绍了一种测试和分析声场的方法,通过实验并结合软件对斜入射时超声在试件内部的声场进行了分析.

聚焦换能器声强和声功率测量方法研究

针对聚焦声场的特点,以及辐射力天平(RFB)只能获得单一功率指标的缺点,提出一种基于近场测量法的聚焦换能器声强和声功率评价方法。通过声场测量系统对聚焦换能器预聚焦区域中两个平面上的声压扫描测量,运用声强法得到聚焦换能器的声强分布以及辐射声功率。采用活塞换能器的远场测量法与近场测量法进行比对,两种方法得到的声功率误差不超过12%。比较预聚焦区域声功率值和焦点处声功率值,分析声功率评价方法的准确性。发现聚焦声场中不同位置处的声功率值一致性误差<5%,同一位置处的声功率值重复性误差<2%。结果表明,近场测量法适用于对聚焦换能器声强和声功率的评价,可有效避免直接测量对测量设备的损坏,同时还克服双水听器声强互谱法频率上限低以及测量系统相位不匹配的缺点。

水浸聚焦探头声束轴线声场的编程计算

运用菲涅尔环带法,建立了计算水浸聚焦探头声束轴线上的声压分布的数学模型.按照这一数学模型编程计算的声束轴线上的声压分布规律与实测结果相符合.

球面弯曲振动超声聚焦器的声场特性实验研究

利用纵弯复合振动原理及自聚焦原理设计了球面弯曲振动超声聚焦器。使用三坐标测试系统对球面弯曲振动超声聚焦器的声场特性进行测试研究。通过改变聚焦器的曲率半径以及厚度等几何参数,得出球面弯曲振动超声聚焦器的声场分布、声瓣、轴线声压、焦点位置等参数,为实现精密加工聚焦超声汽雾微量冷却提供理论指导。