凹球面换能器加热治疗中温度控制方法研究

高强度聚焦超声(HIFU)治疗肿瘤是目前临床治疗的一种有效方法,治疗过程中组织内的温度控制十分重要.本文针对HIFU治疗过程中用时过长、超调、振荡等特性及控制延时的问题,提出了一种模糊控制方法以优化系统的控制性能.该方法采用Mamdani推理型模糊控制器代替传统的控制器,依据模糊控制规则控制凹球面换能器的输出声功率,实现对治疗区温度的精确控制.Matlab仿真结果表明,模糊控制的引入有效地缩短了治疗时间,避免了超调和振荡现象,且在声源参数不同的条件下均能获得理想的控制效果.该方法相对PID控制具有明显的优势,对提高HIFU疗效有重要意义.     

超声热疗中非线性效应对组织升温的影响

在准线性条件下,计及谐波间能量转移,分析了超声热疗换能器及组织特性参数对组织内温度场的影响,并与线性条件下的结果进行了比较．     

生物组织光声效应的实验研究

建立了一套测试系统，对几种真实生物组织产生的光声信号进行了测试．结果表明：不同生物组织产生的光声信号的时域和频域特征均存在明显的差异；光声信号的频率较低，主频由生物组织特性决定；光声场的分布有指向性．     

HIFU肿瘤治疗中的非线性效应对温度分布影响的研究

本文以凹球面自聚焦换能器为声源,通过计算非线性波动方程和生物热传导方程,得到了生物组织中聚焦区的温度场分布.结果表明:非线性效应对焦域温度分布有着重要的影响.它一方面造成声焦点前移,并使声焦点与几何焦点的距离随聚焦深度增加而增大;另一方面,非线性效应的存在导致聚焦区温度分布在治疗过程中由规则的椭球形变成不规则的"蝌蚪"形或"龟"形,这种温度变化随生物组织的非线性特性加强而愈显著.本文从非线性角度对此现象给予了解析.