双层组织中聚焦超声声、热场分布及其物性分析
发布时间：2021-08-08 19:57
高强度聚焦超声（HIFU, High-Intensity Focused Ultrasound）技术,作为一种肿瘤的无创治疗技术,已成为医学超声领域的研究热点。不论是对于肿瘤治疗本身,还是对于制订超声治疗设备安全性标准而言,计算声场分布,进而给出热场分布是非常重要的。换能器特性和生物组织特性是影响声场的两大方面因素。一般而言,通过对换能器表面进行瑞利（Rayleigh）积分,获得声场分布。出于简化计算及提高计算速度的考虑,生物组织被假定为单一、均匀组织,具有相同的声物性和热物性。计算过程中声波在组织交界面发生的反射和折射被忽略。但是对于高强度聚焦超声而言,其升温快,为保证治疗安全对聚焦精度要求高,计算声场时,需要考虑声波在不同组织界面发生的反射和折射,以制定有效的治疗方案保证治疗效果和安全性。有效治疗区域及焦点的温度测量是治疗的关键因素。生物组织吸收声能转化为热能,声能量的分布是决定热场分布的重要因素之一。除此之外,生物组织本身的热物性,例如热传导系数、热容也是决定热场分布的重要因素。双层组织之间的热物性差异会直接影响温度的分布。与有损测温、无损测温相比,理论模拟计算测温可以给出更多的...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相控阵列单焦点聚焦示意图
第 12 页向入射，x=0 为两介质的分界平面。足波动方程：21 12 2 2122 22 2 22( , ) 1( , )( 0)( , ) 1( , )( 0)p x t p x txx c tp x t p x txx c t = ≤ = ≥ 介质中的声压；2p ( x , t )为第二层介质1 12 2 1 12 2( , ) ( )( , ) ( )jk x jk x jwtjk x jk x jwt x t A e B e ex t A e B e e = += +介质中正向波和反向波振幅；2A 、2B
图 2-2 声波倾斜入射blique incidence of sound wave射波，反射波和折射波的所在平面为分界面，z 轴一平面内。向的平面波声压可写为：1 2 3( cos cos )0j wt kx ky kzconsp e α α α= 2 3, 90 , 180i i+ θ α = α = θ2 3, 90 ,r r θ α = α =θ2 3, 90 , 180a a θ α = α = θ为：1 1 1 sin cos ) ( sin 1i i r r k x k z j w t k x B e θ + θ θ + 2 2( sin cos )2)t a aj w t k x k z A e θ +θ= 边界条件为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]面对高强度聚焦超声的应用我们还要做些什么?[J]. 钱祖文. 中华医学超声杂志(电子版). 2009(04)
[2]相控阵高强度聚焦超声的研究进展[J]. 王晓东,王君琳,李平. 物理. 2007(10)
[3]人体组织传热及应用研究[J]. 梁超英,钱志余. 生物医学工程研究. 2007(02)
[4]高强度聚焦超声的原理及临床应用[J]. 谭石,张武,王金锐. 中华医学超声杂志(电子版). 2006(05)
[5]高强度聚焦超声治疗骨肿瘤15例[J]. 寇海燕,孙鲲,张宏,赵毅哲. 武警医学. 2006(09)
[6]高强度聚焦超声生物学焦域温场研究[J]. 李发琪,王智彪,杜永洪,许贵华,文爽,白晋,伍烽,王芷龙. 中国生物医学工程学报. 2003(04)
[7]高强度聚焦超声技术的原理及机理研究[J]. 霍彦明,陈亚珠. 中华物理医学与康复杂志. 2000(03)
[8]聚焦声束超声对猴胎儿定位损伤及再孕的研究[J]. 王智彪,伍烽,王芷龙,杜永洪,刘川,白晋,陈迅,赵卫华,叶方伟,刘渝根,张哲. 中国超声医学杂志. 1999(04)
[9]聚焦超声的辐射力计算与高强度聚焦超声功率测量实验[J]. 寿文德,王一抗,钱德初,叶方伟,彭兴礼,童艺,陈迅,王芷龙. 声学技术. 1998(04)
[10]生物医学热物理的若干重要研究方向和课题[J]. 刘静,王存诚. 国外医学.生物医学工程分册. 1997(05)
本文编号：3330585
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相控阵列单焦点聚焦示意图
第 12 页向入射，x=0 为两介质的分界平面。足波动方程：21 12 2 2122 22 2 22( , ) 1( , )( 0)( , ) 1( , )( 0)p x t p x txx c tp x t p x txx c t = ≤ = ≥ 介质中的声压；2p ( x , t )为第二层介质1 12 2 1 12 2( , ) ( )( , ) ( )jk x jk x jwtjk x jk x jwt x t A e B e ex t A e B e e = += +介质中正向波和反向波振幅；2A 、2B
图 2-2 声波倾斜入射blique incidence of sound wave射波，反射波和折射波的所在平面为分界面，z 轴一平面内。向的平面波声压可写为：1 2 3( cos cos )0j wt kx ky kzconsp e α α α= 2 3, 90 , 180i i+ θ α = α = θ2 3, 90 ,r r θ α = α =θ2 3, 90 , 180a a θ α = α = θ为：1 1 1 sin cos ) ( sin 1i i r r k x k z j w t k x B e θ + θ θ + 2 2( sin cos )2)t a aj w t k x k z A e θ +θ= 边界条件为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]面对高强度聚焦超声的应用我们还要做些什么?[J]. 钱祖文. 中华医学超声杂志(电子版). 2009(04)
[2]相控阵高强度聚焦超声的研究进展[J]. 王晓东,王君琳,李平. 物理. 2007(10)
[3]人体组织传热及应用研究[J]. 梁超英,钱志余. 生物医学工程研究. 2007(02)
[4]高强度聚焦超声的原理及临床应用[J]. 谭石,张武,王金锐. 中华医学超声杂志(电子版). 2006(05)
[5]高强度聚焦超声治疗骨肿瘤15例[J]. 寇海燕,孙鲲,张宏,赵毅哲. 武警医学. 2006(09)
[6]高强度聚焦超声生物学焦域温场研究[J]. 李发琪,王智彪,杜永洪,许贵华,文爽,白晋,伍烽,王芷龙. 中国生物医学工程学报. 2003(04)
[7]高强度聚焦超声技术的原理及机理研究[J]. 霍彦明,陈亚珠. 中华物理医学与康复杂志. 2000(03)
[8]聚焦声束超声对猴胎儿定位损伤及再孕的研究[J]. 王智彪,伍烽,王芷龙,杜永洪,刘川,白晋,陈迅,赵卫华,叶方伟,刘渝根,张哲. 中国超声医学杂志. 1999(04)
[9]聚焦超声的辐射力计算与高强度聚焦超声功率测量实验[J]. 寿文德,王一抗,钱德初,叶方伟,彭兴礼,童艺,陈迅,王芷龙. 声学技术. 1998(04)
[10]生物医学热物理的若干重要研究方向和课题[J]. 刘静,王存诚. 国外医学.生物医学工程分册. 1997(05)
本文编号：3330585
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