大张角聚焦超声换能器作用下肋骨后的生物组织的温升研究

发布时间：2017-12-09 04:13

  本文关键词：大张角聚焦超声换能器作用下肋骨后的生物组织的温升研究

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【摘要】：高强度聚焦超声(HIFU)是现代医学肿瘤治疗物理疗法的一项重要技术,其原理是通过聚焦方法将大面积超声聚焦换能器辐射出的声能量汇聚于面积极小的聚焦区,使聚焦区获得较强的声能量并利用超声波的热效应在短时间内使病灶部位获得较高的温升,从而使肿瘤组织热凝固坏死。大张角聚焦换能器指的是球面半张角大于16.6°的球壳式聚焦换能器。相对于传统的小张角换能器,大张角聚焦换能器拥有更强的声聚焦效应,聚焦区半径更小,穿透性更好,声能量聚焦效果明显强于小张角换能器,所以可以获得更好的温升。高频超声波的指向性较好,通过精确控制超声波的聚焦,可以将大部分的声能汇聚于靶区,而不影响靶区周围组织,因此可以实现无创治疗。而在实际应用中,超声波从换能器辐射出来到达到病灶组织之间,会经过多层生物介质,由于不同介质声阻抗不匹配,难以避免的会导致声能量反射和散射,从而影响靶区的声场分布,进而导致温度场分布也相应发生畸变。特别是在肝癌治疗中,肋骨的存在会对声场和温度场分布造成较大影响,最终影响治疗效果。早期临床治疗中,往往采用手术摘除肋骨来防止肋骨反射声能量影响声场的稳定性,这便难免会造成一定的损伤。因而,为了实现无创治疗,有效预测肋骨后声场和温度场的分布,变得十分必要。本文利用SBE方程求解大张角聚焦换能器条件下的声场获得空间热源的产热率,然后通过Pennes方程解出大张角聚焦换能器条件下肋骨存在下的生物组织中的温度场分布,研究大张角聚焦超声换能器作用下肋骨后的生物组织的温升分布情况以及肋骨各项参数对于温度场的影响。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB552

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本文编号：1269029