基于MRpHIFU快速扫描的热场分析和治疗策略及测温研究

作     者：郭骏杰 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈亚珠;沈国峰

授予年度：2016年

学科分类：1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

主      题：治疗策略 热场分析 MR测温 快速扫描方法 控制软件 

摘      要：MRpHIFU系统结合了MR无损测温和HIFU非侵入式治疗的特性,在临床治疗上有着独特的优势。本文主要针对快速扫描方法和磁共振测温两个方面进行了深入详尽的研究。本文阐述了磁共振测温常用的三种方法的原理,以及他们的优缺点和适用环境。基于PRF的测温原理和相位相减法最适合应用在MRpHIFU系统上。本文研究了层厚参数对磁共振在冠状面和矢状面上测温结果的影响,分析并合理解释了实验结果。根据临床要求,我们认为3mm是合适的层厚参数。为了解决快速扫描方法无法很好的消融不规则或者带有较多细节的治疗区域的问题,我们提出了一种不等单次辐照时间方法,具体而言就是细节处的焦点与非细节处的焦点单次辐照时间不相同。我们针对是否应用方法设计了两个方案,分析对比加热相同目标区域的消融结果,设定热剂量的阈值来控制仿真过程,并用治疗总时间,目标组织消融比,非目标组织消融比,消融区域匹配度四个指标来评估消融效果。仿真结果证明这个方法是行之有效的。我们还分析扫描路径,辐照时间比例,单点单次辐照时间,焦点超声声强对最终治疗结果的影响。我们还对不同角度的区域细节进行了仿真以及方法原理分析。为了能够进行离体实验,我们开发完成了HIFU设备的控制软件。软件主要功能包括HIFU设备的参数设置,控制治疗过程,显示治疗信息,追踪软件错误信息等。我们利用该软件进行多次离体实验。从实验结果看,我们的不等单次辐照时间方法是行之有效的。