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《东北大学》 2017年
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基于磁共振成像的高强度聚焦超声空化检测实验方法研究

刘孟潇  
【摘要】:高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)作为一种治疗深部肿瘤的无创技术,日益受到人们的重视。作为超声生物学的重要效应之一,超声空化能有效的聚集能量,对其进行安全可靠的监控尤为重要。目前,常用的监控手段包括超声引导HIFU(Ultrasound-guided HIFU,USgHIFU)和磁共振引导 HIFU(Magnetic Resonance Imaging guided HIFU,MRIgHIFU)两种。其中由于拥有多方位立体成像、温度成像以及组织灵敏度高等优点,所以MRgHIFU是一个研究的热点。本研究主要目的是通过磁共振影像与图像后处理方法实现热损伤和空化损伤的区分,从而实现空化损伤的监控。本研究的主要实验材料是离体猪肾组织,主要实验设备为Siemens TIM Trio 3T人体磁共振扫描系统和IMASONIC公司生产的磁共振兼容HIFU换能器。主要工作包括三部分:首先,研究微泡浓度对T2*值和T2值的影响。其次,确定离体猪肾热损伤、空化损伤发生条件。根据不同的实验参数(实验所用探头参数,信号频率,信号幅值)等确定产生不同损伤所需的稳定条件,并通过HIFU Simulator对其进行声场仿真,为后续的磁共振监控实验提供实验条件上的保障。最后,通过不同磁共振序列(GRE,SE,IR,rs-EPI等)分别从采集到的图像和后处理结果中进行两种损伤的区分,以实现空化损伤检测。实验结果主要包括:(1)验证了微泡浓度对横向弛豫时间的影响,由于高场下磁化率变化明显,所以T2*随微泡浓度增加衰减越快;(2)实验确定了两种不同型号的探头所对应的不同损伤的参数设置。1MHz探头产生热损伤所需电功率为58w;空化损伤所需功率为162w;0.8MHz探头产生热损伤所需电功率为68w;空化损伤所需电功率为204w;(3)根据磁共振结果分析得出各种序列对两种损伤产生的不同结果。GRE序列得到的温度变化、T2*值以及rs-EPI序列得到的损伤前后位移变化均能很好的区分出两种损伤。结果表明,研究中提出的基于磁共振成像的高强度聚焦超声空化检测实验方法切实可行,为磁共振监控HIFU空化效果提供了多种思路和可能。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R730.5

【参考文献】
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