基于换能器驱动信号特征的高强度聚焦超声焦域损伤实时监测

• 作者: 钱骏 谢伟 周小伟 谭坚文 王智彪 杜永洪 李雁浩
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 高强度聚焦超声损伤监测 互相关 换能器电气特性
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质|CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE,ELECTRICAL,MAGNETIC,AND OPTICAL PROPERTIES
• 页码范围: 275-283
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211443

摘要

高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)焦域的实时监测是聚焦超声临床治疗面临的关键问题,目前临床常采用B超图像强回声的变化实现焦域组织损伤的监测,而B超图像出现的强回声大多与焦域处的空化及沸腾气泡相关,无法准确、实时地监测治疗状态.HIFU治疗中焦域组织会伴随温度升高、空化、沸腾和组织特性等变化,换能器表面的声学负载也在不断变化,针对该问题,本文构建了换能器电压电流实时检测平台,通过测量换能器电学参数来感知焦域组织的状态变化.以离体牛肝组织作为HIFU辐照对象,并将相位差变化的结果与离体牛肝组织损伤的结果进行了对照,实验结果表明,在HIFU辐照过程中,换能器电压与电流的相位会出现由相对平稳到大幅波动的过程,此时停止辐照可见焦域出现明显损伤,而此时B超图像灰度无明显变化;此外,当焦域出现空化时,其波动幅度与范围将较之更大.此方法可为HIFU焦域组织损伤监测提供一种新的研究方案和手段.