高強(qiáng)度聚焦超聲（High-Intensity Focused Ultrasound,HIFU）憑借其非侵入性、無毒副作用和可重復(fù)治療的優(yōu)勢日益受到研究者的關(guān)注,目前已經(jīng)應(yīng)用于乳腺癌、子宮肌瘤、前列腺癌和胰腺癌等實(shí)體軟組織腫瘤的臨床治療。但在HIFU經(jīng)顱治療腦腫瘤時(shí),由于顱骨的強(qiáng)聲衰減性及非均質(zhì)結(jié)構(gòu)易引發(fā)焦點(diǎn)偏移、焦域變形、焦域溫度過低和顱骨處燙傷等臨床問題。這些問題的解決需要研發(fā)相控?fù)Q能器及相控?fù)Q能器陣元的驅(qū)動(dòng)控制電路、相控?fù)Q能器控制方法及其軟件系統(tǒng)。利用Westervelt聲波傳播方程和Pennes生物熱傳導(dǎo)方程、時(shí)域有限差分法數(shù)值仿真HIFU腦腫瘤治療形成的聲壓場和溫度場,研究半球形相控?fù)Q能器部分及全部陣元激勵(lì)對形成焦域的影響及調(diào)控作用,并設(shè)計(jì)了與之相對應(yīng)的相位、功率放大等硬件電路及用戶界面軟件。目的在HIFU相控?fù)Q能器經(jīng)顱治療時(shí),由于顱骨的強(qiáng)聲衰減性和非均質(zhì)結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致各陣元發(fā)出的超聲波經(jīng)顱聚焦的衰減程度不一致、聚焦位置發(fā)生偏移、顱骨熱損傷及焦域能量達(dá)不到治療效果等問題的發(fā)生。近些年興起的大開口半球形相控?fù)Q能器憑借其最大化覆蓋顱骨、超聲能量最大化透過顱骨達(dá)到靶區(qū),從而降低顱骨燙傷... 

【文章來源】：天津醫(yī)科大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
縮略語
一、前言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的
    1.3 研究內(nèi)容
二、基本方程式
    2.1 超聲波非線性傳播方程式
        2.1.1 Westervelt聲波方程式
        2.1.2 FDTD中心差分方程式
        2.1.3 聲壓場邊界處理
    2.2 Pennes生物熱傳導(dǎo)方程式
        2.2.1 微分方程式
        2.2.2 中心差分方程式
        2.2.3 溫度場邊界處理
    2.3 時(shí)域有限差分法
    2.4 數(shù)值仿真參數(shù)
    2.5 陣元激勵(lì)信號的獲取
三、小開口半球形相控?fù)Q能器的數(shù)值仿真
    3.1 數(shù)值仿真模型
    3.2 數(shù)值仿真結(jié)果
        3.2.1 部分陣元激勵(lì)
        3.2.2 112陣元的選取及幾何焦點(diǎn)聚焦
        3.2.3 部分陣元激勵(lì)的焦域調(diào)控
        3.2.4 截面與距離陣元選取法
    3.3 本章小結(jié)
四、大開口半球形相控?fù)Q能器的數(shù)值仿真
    4.1 數(shù)值仿真模型
    4.2 數(shù)值仿真結(jié)果
        4.2.1 部分陣元激勵(lì)
        4.2.2 162陣元幾何焦點(diǎn)聚焦
        4.2.3 截面與距離陣元選取法
    4.3 本章小結(jié)
五、相控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作
    5.1 上位機(jī)用戶界面
    5.2 相位控制模塊
        5.2.1 粗相控延時(shí)
        5.2.2 細(xì)相控延時(shí)
    5.3 功率放大模塊
        5.3.1 E類功率放大電路
        5.3.2 PCB印制電路板
    5.4 256陣元隨機(jī)分布相控?fù)Q能器的制作
    5.5 測試結(jié)果
        5.5.1 相位控制模塊測試結(jié)果
        5.5.2 功率放大模塊測試結(jié)果
        5.5.3 隨機(jī)分布相控?fù)Q能器測試結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
六、結(jié)論與討論
    6.1 結(jié)論
    6.2 討論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
綜述 HIFU治療相控陣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    綜述參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]磁共振引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲治療子宮肌瘤臨床研究[J]. 陳軍臣,許永華,王智彪,陳文直.  中華臨床醫(yī)師雜志(電子版). 2014(08)
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本文編號：3183666