剪切波对HIFU经颅聚焦形成温度场影响的数值仿真研究

论文摘要

在高强度聚焦超声经颅治疗时,既有纵波又有剪切波,为了保障该治疗方法的安全有效性,有必要分析剪切波对HIFU治疗温度场的影响。该文基于人体头颅CT数据和曲率半径为150 mm的256阵元的半球相控换能器建立三维高强度聚焦超声经颅声波传播模型,利用时域有限差分法结合Westervelt声波非线性传播方程、动量方程、质量守恒方程和Pennes生物热传导方程数值仿真其形成温度场,研究在相同输入功率、不同聚焦角度条件下对应阵元数进行激励时,剪切波对换能器形成温度场的影响。结果表明,随换能器聚焦角度减小,在几何焦点处形成的焦域面积逐渐增大,考虑剪切波形成的温度场达到65?C所需时间逐渐延长,焦点前移程度越大;在相同聚焦角度条件下,考虑剪切波的温度场达到65?C所需时间更短,旁瓣更少,在颅骨处的温度更高,对焦点前移几乎没有影响;随换能器聚焦角度减小,考虑剪切波的模型形成的焦域面积变化范围更大;幂指数函数形式对不同聚焦角度下焦域面积大小的拟合优度高,可预测不同聚焦角度换能器形成的焦域面积。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张艳秋,张浩,孙天宇,菅喜岐

关键词: 高强度聚焦超声,剪切波,聚焦角度,温度场,时域有限差分

来源: 应用声学 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,医药卫生科技

专业: 数学,临床医学

单位: 天津医科大学生物医学工程与技术学院

分类号: O241;R454.3

页码: 411-418

总页数: 8

文件大小: 2730K

下载量: 58

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