基于超聲散射回波的無損測溫研究.pdf

1、在超聲加熱治療癌癥中，溫度的測量與控制對于熱療效果至關(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)有的無損測溫方案：X-CT法，核磁共振法，電阻抗成像法以及超聲無損測溫等還不成熟，還未在臨床上得到應(yīng)用。 在諸多腫瘤熱療的超聲無損測溫方案中，基于時移的無損測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移回波理論的基礎(chǔ)上，我們提出了基于散射回

2、波時移的超聲無損測溫方案。 本文構(gòu)建了生物組織超聲散射的一維離散模型，提出了用短時傅立葉時頻分析估計(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－維爾時頻分布方法進(jìn)行了比較證明，短時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，局部區(qū)域溫度發(fā)生變化導(dǎo)致超聲波速度變化，同時局部組織受熱膨脹，二者引起了超聲波回波在時域內(nèi)的漂移。在回波時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移的無損測溫模型。 本文設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室階段的無損測溫實(shí)驗(yàn)方案。以新鮮的豬肝為研究對象，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移信號。結(jié)果表明，回波時移信號的變化趨勢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，對回波信號進(jìn)行自相關(guān)處理，結(jié)果表明，基于超聲波散射回波時移的超聲無損測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