【摘 要】
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随着超声技术在医学领域的深入发展,部分肿瘤的消融处理从人工切割转化为HIFU（高强度聚焦超声）手术治疗。由于人体组织中的声学信息无法针对性地获取,导致人体中超声聚焦位置以及治疗区域温度无法预判,限制了HIFU治疗的适用范围。因此,如何在生物组织中无创地获取声学参数是迫切需要解决的问题。本文提出了一种基于磁共振图像的声学参数获取方法,首先对实验样本磁共振图像进行边缘处理,再根据得到的局部区域灰度均值
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随着超声技术在医学领域的深入发展,部分肿瘤的消融处理从人工切割转化为HIFU（高强度聚焦超声）手术治疗。由于人体组织中的声学信息无法针对性地获取,导致人体中超声聚焦位置以及治疗区域温度无法预判,限制了HIFU治疗的适用范围。因此,如何在生物组织中无创地获取声学参数是迫切需要解决的问题。本文提出了一种基于磁共振图像的声学参数获取方法,首先对实验样本磁共振图像进行边缘处理,再根据得到的局部区域灰度均值与对应样本的声学参数拟合得到两者的关系模型。最后通过此模型预测其声透射及聚焦超声的焦点前移情况。为验证方法可行性,通过蔗糖溶液样本与蛋白质琼脂样本的实验测量结果确定磁共振图像灰度与声参数间存在的映射关系,拟合得到其关系曲线的同时,可准确计算其对应多分层结构的声透射系数及焦点前移量。本文方法针对生物组织的适用性以猪背脊肉为对象进行实验验证,根据样本外形尺寸采用曲面模型,逐个像素点地计算猪背脊肉中超声的传播路径,预测得焦点前移量最大误差为0.3827（+0.1）mm,声透射系数的最大误差为0.0383。最后根据磁共振图像进行三维建模,实现模型中任意切面的声学参数可视化,并通过k-Wave仿真完成生物组织位于聚焦超声中的声场可视化。论文研究表明,利用本文方法可获取生物组织的声学参数分布,在此基础上推算得到的声透射系数及焦点前移量与实验测量结果接近,可将预测误差控制在较小范围内。
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