Page 27 - 《应用声学》2022年第4期

第 41 卷 第 4 期 田丽等： 超声激发声信号幅值实时监测 HIFU 焦域组织损伤 525

目前的研究有几个局限性。首先，双频声场复 ablation strategy[J]. American Journal of Obstetrics and
杂，影响声发射探测的因素很多，提高信噪比是一个 Gynecology, 2011, 205(3): 292–292.
[2] Muller A, Goget T, Breguet R, et al. Magnetic resonance-
亟待解决的问题，水听器的灵敏度、位置和方向至
guided shielding of prefocal acoustic obstacles in focused
关重要；其次，需要更全面的方法，不仅要通过信号 ultrasound therapy: application to intercostal ablation in
幅度，还要通过更多的数据处理方法对 USAE 进行 liver[J]. Investigative Radiology, 2013, 48(6): 366–380.
更深入的研究；最后，需要结合空化和沸腾的研究方 [3] Yarmolenko P S, Eranki A, Karun Partanen A, et al.
Technical aspects of osteoid osteoma ablation in children
法，探讨空化效应对USAE的影响。
using MR-guided high intensity focussed ultrasound[J].
International Journal of Hyperthermia: The Official
4 结论 Journal of European Society for Hyperthermic Oncol-
ogy, North American Hyperthermia Group, 2018, 34(1):
本文针对双频 HIFU 治疗中焦域组织损伤监 49–58.
测问题，利用超声激发声信号技术，构建了一套双 [4] Peek M, Ahmed M, Napoli A, et al. Systematic review
of high-intensity focused ultrasound ablation in the treat-
频聚焦超声治疗及组织损伤实时监测系统，针对 ment of breast cancer[J]. The British Journal of Surgery,
HIFU 治疗过程中靶组织损伤实时监测问题，构建 2015, 102(8): 873–882.
了一种基于双频激发组织声发射的高灵敏、实时的 [5] Sheng L, Wu P H. Magnetic resonance image-guided ver-
sus ultrasound-guided high-intensity focused ultrasound
靶组织损伤监测方案。通过基于该方案的研究，在
in the treatment of breast cancer[J]. Chinese Journal of
双频高强度聚焦超声治疗的同时，声发射信号可 Cancer, 2013, 32(8): 441–452.
以实时地检测组织凝固性坏死，监测灵敏度优于 B [6] 钟徽, 万明习, 江一峰, 等. 高强度聚焦超声软组织损伤超声
超。国内外对声发射场的相关应用展开了一系列研 监控成像与评价方法 [J]. 声学学报, 2006, 43(3): 247–254.
Zhong Hui, Wan Mingxi, Jiang Yifeng, et al. Ultrasound
究 [18−26] ，然而差频信号产生的空化效应，也会增加
imaging and evaluation of lesion induced by high inten-
声发射信号的强度，且声发射信号的幅值变化与组 sity focused ultrasound[J]. Acta Acustica, 2006, 43(3):
织的弹性模量和声吸收系数的变化紧密相关，实验 247–254.
[7] 陈洪波. 基于超声成像的 HIFU 治疗效果实时评价中的关键
中焦域组织的弹性模量与声吸收系数的变化并不
问题研究 [D]. 长沙: 中南大学, 2009.
是瞬时发生。因此，声发射信号的幅值变化界限很难 [8] 黄英. 全数字 B 超回波信号处理方法研究 [D]. 南京: 东南大
区分。这都给下一步工作的开展提供了新的思路。 学, 2010.
在下一步的研究工作中，将会考虑在体实验， [9] Damianou C A, Sanghvi N T, Fry F J. Ultrasonic at-
tenuation of dog tissues as a function of temperature[C].
选用高灵敏度的水听器，并设计阵列式水听器传感
Proceedings of the IEEE Ultrasonics Symposium, 1995, 2:
器，与本文中已构建的双频 HIFU 治疗系统相结合， 1203–1206.
使多个水听器同时检测焦域组织声发射信号，对声 [10] Fatemi M, Greenleaf J F. C-scan imaging by radiation
发射信号进行声源定位，提高水听器的接收灵敏度， force stimulated acoustic emission method[C]// Ultrason-
ics Symposium. IEEE, 1996.
深入探讨双频 HIFU治疗模式下的USAE信号的变 [11] Fatemi M, Greenleaf J F. Ultrasound-stimulated vibro-
化规律，为双频 HIFU 治疗中靶组织损伤监测提供 acoustic spectrography[J]. Science 1998, 280(5360):
可供参考的研究数据，提升 HIFU 治疗的组织实时 82–85.
[12] Fatemi M, Greenleaf J F. Probing the dynamics of tis-
监测能力；进一步的对双频 HIFU 治疗时空化阈值
sue at low frequencies with the radiation force of ultra-
与空化种类、温度、声发射信号及 B 超图像的灰度 sound[J]. Physics in Medicine & Biology, 2000, 45(6):
变化进行同时监测，从多维度评判组织凝固性损伤， 1449.
从而解耦双频 HIFU治疗时声发射信号幅值变化的 [13] Konofagou E, Thierman J, Hynynen K. A focused ul-
trasound method for simultaneous diagnostic and ther-
影响因素，量化声发射信号幅值变化与组织损伤的 apeutic applications—A simulation study[J]. Physics in
对应关系。该监测系统易与HIFU治疗系统相结合， Medicine and Biology, 2001, 46(11): 2967–2984.
有望在未来提供一种新的监测手段。 [14] Konofagou E, Thierman J, Karjalainen T, et al. The
temperature dependence of ultrasound-stimulated acous-
参 考 文 献 tic emission[J]. Ultrasound in Medicine & Biology, 2002,
28(3): 331–338.
[1] Kim Y S, Bae D S, Kim B G, et al. A faster nonsur- [15] Grebennikov A, Sokal N O, Franco M J. Class-
gical solution very large fibroid tumors yielded to a new D power amplifiers[M]//SokalSwitchmode RF and mi-