發(fā)布時間：2017-10-01 13:29

  本文關(guān)鍵詞：超聲引導下pHIFU軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 高強度聚焦超聲治療系統(tǒng) 超聲引導 三維重建 數(shù)據(jù)通訊

【摘要】：高強度聚焦超聲是一種非侵入式、微創(chuàng)且高效的物理治療技術(shù)，其原理是：將高能超聲波束從體外匯聚到人體內(nèi)靶組織，引起靶組織焦點處溫度在數(shù)秒內(nèi)升至56oC以上，導致組織發(fā)生凝固性壞死，同時不影響周圍正常組織。相控型高強度聚焦超聲利用雷達相控陣原理，通過調(diào)制超聲相控陣列內(nèi)各路陣元驅(qū)動信號的幅度和相位，實現(xiàn)超聲波束的聚焦和偏轉(zhuǎn)，無需機械移動，使得不同聚焦模式間切換更加方便和快速。醫(yī)學成像系統(tǒng)引導的高強度聚焦超聲系統(tǒng)，根據(jù)圖像內(nèi)容對靶區(qū)組織進行術(shù)前定位、術(shù)中監(jiān)測和術(shù)后評估，從而有效完成靶區(qū)消融。目前圖像引導方式主要分有兩種：超聲成像和磁共振成像。 本文主要圍繞超聲引導相控型高強度聚焦超聲治療系統(tǒng)作了以下研究： 圍繞超聲引導相控型高強度聚焦超聲系統(tǒng)進行了文獻和現(xiàn)有商用機型的調(diào)研，確定了超聲監(jiān)測圖像與治療圖像相互垂直，以及引導探頭繞聲束傳播軸旋轉(zhuǎn)掃描的監(jiān)測方式。隨后采用了C#語言、WPF界面工具和軟件設(shè)計模式，搭建了系統(tǒng)軟件框架，，并在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了超聲圖像的實時獲取和定時保存的功能以及主控機與工供機之間的數(shù)據(jù)通訊。 針對相控型高強度聚焦超聲治療系統(tǒng)對多模態(tài)醫(yī)學圖像的需求，設(shè)計了用于收發(fā)DICOM醫(yī)學圖像并能與算法系統(tǒng)相交互的軟件服務(wù)中間件。該軟件服務(wù)是Windows Service服務(wù)應用程序，能夠開機自動偵聽與檢測。結(jié)合適配器設(shè)計模式，設(shè)計了DICOM圖像輸入和輸出適配器，實現(xiàn)了DICOM圖像有選擇性的保存、算法服務(wù)模塊交互和結(jié)果輸出等功能。 針對本系統(tǒng)特殊的超聲引導方式，完成了對子宮肌瘤靶區(qū)組織的三維重建工作，并在三維重建圖像中截取橫截面圖像用于制定治療計劃。具體工作包括：對旋轉(zhuǎn)所得的多幀圖像進行了三維方向性濾波、上下文量化增強處理以及通過雙曲線插值的方法、設(shè)計構(gòu)造表來完成扇掃重構(gòu)，最后將得到的體數(shù)據(jù)信息運用最簡單的Ray-casting光線合成方法完成體繪制、面繪制、最大最小值繪制等任務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：高強度聚焦超聲治療系統(tǒng) 超聲引導 三維重建 數(shù)據(jù)通訊
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R445.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 高強度聚焦超聲技術(shù)12-13
• 1.2 圖像引導的相控型高強度聚焦超聲技術(shù)13-15
• 1.2.1 相控型高強度聚焦超聲技術(shù)13-14
• 1.2.2 相控型高強度聚焦超聲技術(shù)的圖像引導方式14-15
• 1.3 超聲引導的高強度聚焦超聲治療系統(tǒng)15
• 1.4 本文主要工作15-17
• 第二章 超聲引導 PHIFU 系統(tǒng)軟件架構(gòu)17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 需求分析17-20
• 2.2.1 臨床需求17-18
• 2.2.2 系統(tǒng)設(shè)計18-20
• 2.3 系統(tǒng)功能概述20-22
• 2.3.1 系統(tǒng)概述20-21
• 2.3.2 硬件系統(tǒng)21-22
• 2.3.3 軟件系統(tǒng)22
• 2.4 主控機軟件系統(tǒng)22-25
• 2.4.1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖22-23
• 2.4.2 各子模塊功能分析23-24
• 2.4.3 軟件設(shè)計方案24-25
• 2.5 實施方案25-29
• 2.5.1 MVC 設(shè)計模式25-27
• 2.5.2 開發(fā)平臺27
• 2.5.3 WPF 界面設(shè)計27-28
• 2.5.4 各子模塊的部分代碼接口說明28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 第三章 超聲實時數(shù)據(jù)處理與通訊設(shè)計及實現(xiàn)31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 數(shù)據(jù)采集與讀寫31-36
• 3.2.1 便攜式全數(shù)字彩色多普勒診斷系統(tǒng)32-33
• 3.2.2 視頻采集卡及配置33-34
• 3.2.3 數(shù)據(jù)讀寫和處理34-35
• 3.2.4 數(shù)據(jù)保存和顯示處理35-36
• 3.3 數(shù)據(jù)通訊控制模塊36-38
• 3.3.1 數(shù)據(jù)傳輸36-37
• 3.3.2 通訊方式37
• 3.3.3 技術(shù)實現(xiàn)37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 DICOM 通訊協(xié)議與具體實現(xiàn)39-54
• 4.1 引言39-40
• 4.2 DICOM3.0 協(xié)議與 Dcmtk 開源庫40-43
• 4.2.1 DICOM3.0 通訊協(xié)議40-41
• 4.2.2 開源庫- DCMTK41-43
• 4.3 DICOM 適配器中間件技術(shù)43-52
• 4.3.1 適配器軟件架構(gòu)示意圖44-45
• 4.3.2 創(chuàng)建和配置 DICOM 適配器服務(wù)45-50
• 4.3.3 DicomStore 適配器類設(shè)計50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 第五章 超聲三維成像算法設(shè)計及實現(xiàn)54-76
• 5.1 引言54
• 5.2 超聲三維成像技術(shù)54-59
• 5.2.1 超聲三維成像技術(shù)發(fā)展55
• 5.2.2 超聲三維成像技術(shù)特點55-56
• 5.2.3 超聲三維重建常用技術(shù)56-57
• 5.2.4 HIFU 系統(tǒng)中重建方法的選擇57-59
• 5.3 超聲數(shù)據(jù)采集59-60
• 5.3.1 自由臂掃描方式59-60
• 5.3.2 兩種數(shù)據(jù)源60
• 5.4 超聲圖像前期處理60-67
• 5.4.1 三維方向性濾波60-62
• 5.4.2 上下文量化圖像增強方法62-63
• 5.4.3 自由臂扇掃重構(gòu)63-67
• 5.5 超聲圖像三維重建67-69
• 5.5.1 超聲圖像層間插值67
• 5.5.2 表面重建方法67-68
• 5.5.3 融合重建方法68-69
• 5.5.4 最大最小值成像方式69
• 5.6 技術(shù)實現(xiàn)方案69-75
• 5.6.1 可視化環(huán)境架構(gòu)70-72
• 5.6.2 編譯平臺及語言72
• 5.6.3 算法架構(gòu)設(shè)計72-73
• 5.6.4 部分功能顯示73-74
• 5.6.5 編程優(yōu)化處理74-75
• 5.7 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)和展望76-78
• 6.1 總結(jié)76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻78-83
• 致謝83-85
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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2 鮑蘇蘇,王鴻樟;高強度相控聚焦超聲腫瘤熱療儀研究和實現(xiàn)[J];聲學技術(shù);1996年01期

3 段隆焱;田文;徐漫濤;陳亞珠;;基于上下文量化和局部線性回歸的醫(yī)學圖像增強算法[J];上海電機學院學報;2012年05期

4 伍烽,王芷龍,張U

本文編號：953736