Page 26 - 《应用声学》2022年第4期

524 2022 年 7 月

6 12.0
12.0
11.5 11.5
11.0
4 11.0 10.5
૝ࣨ/dB ૝ࣨ/dB 10.5 ૝ࣨ/dB 10.0

9.5
2
10.0 9.0
8.5
9.5
8.0
0
0 5 10 15 0 2 4 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(a) 35 W (b) 50 W (c) 80 W
图 6 不同辐照声功率下，声发射信号幅值随辐照时间的变化结果
Fig. 6 The change results of USAE signal amplitude with irradiation time under different irradiation sound power
图 3∼ 图5 与图 6∼ 图8 为两组对照组实验结果
图，当双频 HIFU持续辐照离体牛肝组织时，对应的
声发射信号幅值出现明显变化 (图3) 与USAE 信号
幅值首次出现明显拐点立即停止辐照 (图 6)，组织
都出现了相应的损伤 (图 4、图 7)，其声发射信号幅
值的变化趋势都非常灵敏，且同时间段的 B 超灰度
图像变化不明显 (图 5、图 8)，两组对比实验都表明
(a) 35 W (b) 50 W (c) 80 W
USAE信号幅值对组织损伤的监测灵敏度都优于 B
图 7 不同声功率对离体牛肝组织的损伤结果 超。3种不同功率下均进行了多次重复实验，差频信
Fig. 7 The damage results of different sound 号幅度的下降与损伤的出现表现出较好的一致性。
power on bovine liver tissue in vitro
3 讨论

本研究在双频 HIFU辐照离体牛肝组织期间对
USAE 信号进行了监测。显然，差频场仅存在于双
频 HIFU 模式下，USAE 信号综合反映了共焦区组
织的病理学特征，而B超只反映了组织的声学性质。

(a) 35 W, ᣣིҒ (b) 35 W, ᣣིՑ 因此，在相同的工作参数下，USAE信号提供的共焦
区组织信息比 B 超丰富，且基于超声激发组织声发
射信号幅值评判组织凝固性坏死的灵敏度要优于B
超。其他研究也显示了 USAE信号在监测弹性模量
随温度变化的潜力 [16−17] 。但 USAE信号幅值的变
化不是一瞬间的，因为焦域组织凝固性坏死是一个
(c) 50 W, ᣣིҒ (d) 50 W, ᣣིՑ
渐进的过程。组织凝固性坏死的边界也很难划分，
这可能与温度上升有关。组织发生凝固性坏死前，
温度与 USAE 变化具有一定相关性，但在坏死发生
之后，温度与 USAE的关系出现变化 [14] 。当组织产
(e) 80 W, ᣣིҒ (f) 80 W, ᣣིՑ 生热凝固后，弹性模量逐渐减小，组织振动幅度逐渐

图 8 不同声功率下，辐照前后 B 超影像 减小，所产生的声发射信号幅值逐渐降低，因此判定
Fig. 8 B-ultrasound images before and after irra- 组织发生热损伤的声发射信号变化阈值的选定还
diation under different sound power 有待更深入的研究。