红外热成像聚焦超声声场测量方法综述

基于红外热成像技术对聚焦超声声场进行快速、定量测量的方法具有扫描速度快、空间分辨率高、适用频率范围广等优点。但是由于红外线的穿透能力限制,在红外摄像仪和超声吸收体之间需要一个空气层,因此使得超声吸收体内部声场较为复杂,目前已有三种模型对此进行描述,且都得到了相应的实验验证。本文通过分析基于三种模型的超声吸收体内部声场分布和声强估计方法,对其进行了较为详细的描述。为进一步研究该项技术提供了理论参考依据。     

开口凹球面聚焦声场分析

高强度聚焦超声（HIFU）治疗局部肿瘤存在聚焦换能器和定位探头同时旋转的问题，考虑到实际工程中必须考虑B超探头的放置对聚焦声场的影响。文章就此进行了研究。结果表明：开口的凹球面会降低焦区声压幅度。随着开孔半径的变大。焦区声压呈下降的趋势，焦区越长，越不利于聚焦；随着开孔位置距轴线的距离变大。焦区声压呈下降的趋势，而焦区的位置变化不大，文章同时对相应的温度场也进行了相关的分析。     

高强度聚焦超声换能器的新型设计

采用高强度聚焦超声（HIFU）治疗局部肿瘤，如何增强对病变区域的辐照效果，而尽量减少对健康区域的辐照损伤是一个很重要的问题。文章基于目前常用的凹球面自聚焦换能器，提出了解决上述问题的方案，设计了新型的换能器，对其工作方式及声场特性进行了研究。结果表明：采用多换能器轮流发射的方式进行治疗是一种行之有效的解决方案。     

高强度聚焦超声肿瘤治疗系统专项技术研究

本文通过对高强度聚焦超声治疗基本原理介绍,对HY2900聚焦超声肿瘤治疗系统实际工作几项特色专项技术HIFU声场分布参数测量、HIFU温度场测量、三维重建技术中任意方位切面图像浏览及边界轮廓的实现方法等进行讨论,介绍相关技术及方法.     

基元控制的方式优化自聚焦换能器聚焦声场的研究

根据HY2900聚焦超声治疗系统聚焦换能器采用6基元自聚焦方式的特点,通过对6基元聚焦换能器排序及数量的控制,达到了避让特定部位的目的。采用亥姆霍兹-基尔霍夫积分计算并用HY2900声场测量软件测量换能器在脱气水中声场的分布。对6基元换能器排序进行定义,结合水听器控制基元数及排序。在对换能器基元全驱动,关闭1、6基元,关闭1、2、6基元,关闭1、3、5基元的四种状况下测量聚焦换能器途径声场及焦平面声场分布。研究发现焦点上10 mm声场分布平面直接反映换能器基元数及随排序的改变换能器聚焦声途径的变化,可通过对换能器基元排序及数量的控制,优化其途径声场分布。     

超声阵列换能器设计及声场模拟

聚焦超声采用的聚焦方式有许多种,电子聚焦是其中之一,与其它聚焦方式相比,电子聚焦技术有很多优点,然而一些相互矛盾的条件对其设计有很大影响。通过用快速算法对阵元声场、以及频率对场的影响进行模拟,对阵列设计中的几个主要考虑方面进行了分析,提供了一般设计思路。采用伪逆矩阵算法,对变迹技术和多焦点技术进行计算机模拟,为焦域控制提供了新的思路,结果表明：将电子聚焦阵列换能器用于高强度聚焦超声治疗设备,比其它     

腔内高强度聚焦超声肿瘤治疗的实验研究

本文作者对于利用高强度聚焦超声（ＨＩＦＵ）进行肿瘤腔内治疗作了许多理论计算和试验工作,比较了两种换能器的聚焦特性并研制了一种既能监视又能治疗的高强度聚焦超声换能器,利用此换能器对人工模及活体肿瘤进行了一系列加热实验,验证了高强度聚焦超声治疗肿瘤的可行性。为加热治疗机的开发提供了依据。     

双频高强度聚焦超声换能器应用研究进展

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)消融实体肿瘤已在临床治疗中展示出良好的应用前景。HIFU消融肿瘤技术由于其使靶区肿瘤组织瞬时升温至60℃以上,产生不可逆性凝固性坏死,同时不影响靶区外正常组织而被广泛应用。目前治疗用超声主要使用单频率高强度聚焦超声,但其临床应用的主要限制是靶区组织消融时间较长,靶区外正常组织损伤风险较大。缩短靶区组织消融时间,对于提高HIFU治疗效率,更好地应用于临床较为关键。在总结HIFU换能器的特性和影响HIFU治疗因素的基础上,综述了应用不同类型的双频HIFU换能器强空化和缩短靶区组织消融时间等方面的研究进展。     

球面聚焦声场自易法从GB/T 32522-2016到IEC TS 62903-2018的技术进步

文章叙述了《球面聚焦超声换能器的电声特性和声功率测量》的自易法校准成为国家标准方法后,进而以其为基础在起草国际电工委员会技术规范的过程中,所做的主要技术进步,包括:理论叙述的改进、一些错误概念的修正、最新研究成果的吸纳、全频段实验验证、测量不确定度估计等重要方面。     

超声治癌研究

文章简要回顾声声治癌的发展和作者20年来相关的研究。阐明超声高热治疗（UHT）和高强度聚焦超声（HIFU）的原理、方法、仪器和治疗机理，重点论述关于凹球面多元相控阵（CSSMEPA）高热和高强度聚焦超声（HIPFU）治癌机的首创和发展。     

高强度聚焦超声作用下的组织温度场测量技术的研究进展

高强度聚焦超声是近年来兴起的一种肿瘤无创治疗新技术,而温度监控是该治疗的关键,故温度场检测成为超声医学工程学研究的热点。该测量方法中的有损测温对实验操作要求较高,且易引起肿瘤细胞的转移;无损测温方法包括超声、微波辐射、电阻抗成像和MRI(磁共振)等,文章对这些新技术的优点和局限性作出综述。     

基于近场声全息的聚焦换能器声场测量方法研究

高强度聚焦超声(HIFU)被广泛应用于医疗领域,但聚焦换能器焦点处的声强比较大,直接测量容易造成水听器损坏.为了间接获得焦点处声压,将全息测量面近似等效为声源面,结合空间傅里叶变换算法,提出了一种高测量效率的聚焦换能器声场测量方法.以球面自聚焦换能器为对象,进行声场测量方法的仿真研究和实验验证.结果表明,该方法比积分法...     

An Intelligent Nanotheranostic Agent for Targeting,Redox‐Responsive Ultrasound Imaging,and Imaging‐Guided High‐Intensity Focused Ultrasound Synergistic Therapy

A novel multifunctional nanotheranostic agent with targeting, redox‐responsive ultrasound imaging and ultrasound imaging‐guided high‐intensity focused ultrasound (HIFU) therapy (MSNC‐PEG‐HA_SS‐PFH, abbreviated as MPH_SS‐PFH) capabilities is developed. The redox‐responsive guest molecule release and ultrasound imaging functions can be both integrated in such a “smart” theranostic agent, which is accomplished by the redox‐triggered transition from the crosslinking state to retrocrosslinking state of the grafted polyethylene glycol‐disulfide hyaluronic acid molecules on the particle surface when reaching a reducing environment in vitro. More importantly, under the tailored ultrasound imaging guiding, in vivo Hela tumor‐bearing nude mice can be thoroughly and spatial‐accurately ablated during HIFU therapy, due to the targeted accumulation, responsive ultrasound imaging guidance and the synergistic ablation functions of nanotheranostic agent MPH_SS‐PFH in the tumors. This novel multifunctional nano‐platform can serve as a promising candidate for further studies on oncology therapy, due to its high stability, responsive and indicative ultrasound imaging of tumors, and enhanced HIFU therapeutic efficiency and spatial accuracy under ultrasound‐guidance.     

单硫键聚乳酸/聚乙二醇共聚物胶束的制备及超声响应行为

以二环己基碳二亚胺为脱水剂,4-二甲氨基吡啶为催化剂,合成了含有中心硫醚键聚乳酸/聚乙二醇嵌段共聚物(PEG-S-PLA)。动态光散射和扫描电子显微镜结果表明此嵌段共聚物能自组装形成纳米球形胶束,并且可在高强度聚焦超声刺激下导致自组装结构破坏,通过粒径和形貌变化证实了结构的破坏。进一步用紫外吸收光谱研究高强度聚焦超声控制释放行为,结果表明,此新型刺激响应胶束体系对疏水药物的控制释放具有重要意义。     

提高背景噪声下结构辐射声强测量精度的研究

背景噪声存在会引起薄壁结构表面辐射声强和声功率的测量误差。将探头屏蔽起来是降低这一误差的方法之一。本文分别对两种声屏蔽罩和局部声屏蔽空间进行了研究。结果表明,屏蔽罩虽然使用方便,但对薄壁结构表面声辐射这类抗性很强的声场.它的放入将破坏局部声场,引起测量的偏度误差,不宜采用。就本身声学特性来说.吸声材料构成实心锥的声屏蔽罩明显优于空心锥形的.在被测声场抗性不强的情况下可以采用。本文提出的局部声屏蔽空间解决了声屏罩引起的问题,当背景噪声的总声压级比信号的总声压级高出10dB时,总声强的测量误差低于1dB,声强细谱的误差小于2dB,有效地抑制了背景噪声引起的声强测量误差。     

双声源法调制回热器边界声场的理论分析

为了方便获得热声系统较佳的回热器边界条件,提出了双声源法调制回热器边界声场的方案.基于Rott方程,推导出回热器以及有阻尼谐振管中的声场表达式,建立了回热器边界声场调制的理论模型,得到了回热器边界声场和双声源的声压之间的关系.理论分析表明双声源法可以实现回热器边界声场的任意调节,并实际讨论了各种回热器声场边界条件的调制方法.