HIFU治疗系统中B超图像的雾状伪像分析
HIFU治疗系统；,B超图像；,雾状伪像,,HIFU治疗系统；,B超图像；,雾状伪像,关键词：HIFU治疗系统；B超图像；雾状伪像,1雾状伪像的成因分析,2雾状伪像的数学模型及运动特征分析,3实验结果,4总结,参考文献
摘 要： 分析了高能聚焦超声(HIFU)治疗系统中B超图像特有的雾状伪像的物理成因，建立了雾状伪像的数学模型，据此分析了雾状伪像的主要运动特征，实现了对雾状伪像的自动定位。对大量临床图像的实验表明，分析结果与临床图像中的雾状伪像性质吻合，验证了雾状伪像成因分析与数学模型的正确性。关键词： HIFU治疗系统； B超图像； 雾状伪像
高能聚焦超声(HIFU)技术因其无创性，倍受医学界关注[1]。随着超声影像学的发展，B超成像因其实时、可靠、方便等特点，已经成为了HIFU治疗系统中的监控和实时疗效评价的主要方法[2]。但是，B超图像中的伪像，特别是大范围存在于HIFU治疗系统特定应用环境下B超图像中云雾状分布的雾状伪像，掩盖了真实组织成像，影响了HIFU治疗系统在临床中的应用，因此研究雾状伪像的成因，并提出有效的消除方案，是HIFU技术应用需要解决的问题。由于雾状伪像的形成与HIFU治疗系统组合探头的特殊结构和特定的使用环境有关，而现有的文献仅分析了存在于通用B超中的各种伪像(如回响伪像、彗尾伪像、振铃伪像，声影等)形成的物理机制及其临床表现[8，10~12]，而没有涉及雾状伪像。本研究通过分析雾状伪像的物理成因，建立了雾状伪像的数学模型，并以此分析雾状伪像的主要运动特征，实现了对雾状伪像的自动定位。对雾状伪像的物理成因及其主要运动特征的研究，为正确辨识B超图像和进一步提出有效的雾状伪像消除方案提供了理论依据。
1 雾状伪像的成因分析
通用B超诊断仪是单一探头结构，在使用中，B超探头紧贴人体体表，所以通用B超诊断仪的B超图像中不存在雾状伪像，雾状伪像仅存在于HIFU治疗系统的B超图像中，它的形成与HIFU治疗系统组合探头的特殊结构和其特定的使用环境有关。
11 组合探头的结构与使用环境使用高强度聚焦超声进行治疗，要求尽量减小对正常组织的伤害。所以在实施治疗前，要确定病灶的位置和形态；在治疗中，能实时观测治疗的效果，调整治疗剂量和适时中断治疗。为了实现上述功能，HIFU治疗系统采用了组合探头结构，见图1。与B超诊断仪仅有B超成像探头不同，组合探头由发生治疗超声波的治疗探头和B超显像探头组成[3]，其中治疗探头由声透镜和压电片组成，B超探头被固定安装在治疗探头的轴心线上，保证治疗探头的焦域落在B超探头的扫描平面内。
图1 组合探头结构示意图 略
由于组合探头尺寸较大，为了减小超声波在从外界进入人体组织过程中的反射，所以在HIFU治疗系统中，整个组合探头浸泡在作为耦合剂的真空脱气水中[3] ......
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