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超声换能器的超构透镜设计与制备
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作者 朱志强 安志武 李威 《应用声学》 北大核心 2025年第2期513-518,共6页
高强度聚焦超声是一种新型的体外无创治疗肿瘤技术。为实现超声的超近聚焦,现有的方法主要为超声聚焦透镜或超声相控阵。超声聚焦透镜多为凹面镜,其表面的非平面结构会加强空化效应,进而损害透镜,缩短其使用寿命,且非平面结构不利于换... 高强度聚焦超声是一种新型的体外无创治疗肿瘤技术。为实现超声的超近聚焦,现有的方法主要为超声聚焦透镜或超声相控阵。超声聚焦透镜多为凹面镜,其表面的非平面结构会加强空化效应,进而损害透镜,缩短其使用寿命,且非平面结构不利于换能器表面与机体的耦合。超声相控阵为多阵元编程控制,存在阵元一致性差和栅瓣角度过小而进入目标范围等问题。为此,该文提出通过超构材料构建超声透镜(超构透镜),实现超声换能器的超近聚焦,即通过不同超构结构的相位延迟作用,实现不同位置处超声信号的相位调制,进而实现超近聚焦效果。该文利用上述方案设计制备了1MHz的超声换能器,并测得超构透镜的F数(聚焦深度与孔径之比)为2.5,与几何超声透镜相当。该文工作可为新型超声聚焦换能器的开发提供参考。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 超近聚焦 超构材料 超构透镜
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MRI联合治疗参数对高强度聚焦超声治疗后残余子宫肌瘤复生长的危险因素分析
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作者 刘洋 肖智博 +3 位作者 邱雪珂 罗远利 邓勇斌 吕发金 《放射学实践》 北大核心 2025年第4期535-542,共8页
目的:探讨临床-MRI联合模型对高强度聚焦超声(HIFU)治疗后残余子宫肌瘤复生长的预测价值。方法:回顾性将2016年1月-2021年12月在重庆海扶医院接受HIFU治疗且治疗后一天及1年行MRI检查(T_(2)WI和CE-MRI序列)、治疗后随访2年及以上的116... 目的:探讨临床-MRI联合模型对高强度聚焦超声(HIFU)治疗后残余子宫肌瘤复生长的预测价值。方法:回顾性将2016年1月-2021年12月在重庆海扶医院接受HIFU治疗且治疗后一天及1年行MRI检查(T_(2)WI和CE-MRI序列)、治疗后随访2年及以上的116例子宫肌瘤患者纳入本研究。根据治疗1年后MRI复查显示残余子宫肌瘤的体积增大或缩小将患者分为复生长组(73例)和无复生长组(43例)。搜集每例患者的基本临床信息及治疗剂量、治疗时间、辐照时间和能效因子(EEF)等治疗参数,分析和记录子宫肌瘤的术前MRI特征,并将上述3类变量通过曼-惠特尼U检验或卡方检验进行单因素分析,有显著性差异的参数纳入逻辑回归分析,筛选出残余子宫肌瘤复生长的独立危险因素并建立预测模型,并采用ROC曲线分析模型的预测效能。结果:单因素分析和多因素逻辑回归分析结果显示,影响残余子宫肌瘤复生长的3个独立危险因素分别是残余肌瘤最大厚度、能效因子(EEF)和CE-MRI图像上残余子宫肌瘤与子宫肌层信号强度比(SI残余肌瘤/SI子宫肌层)。临床-影像联合模型的AUC为0.925(95%CI:0.873~0.967)。随访24~30(中位数26)个月发现,残余子宫肌瘤复生长组的再干预率明显高于无复生长组(45.21%vs.6.98%)。结论:影响残余子宫肌瘤复生长的独立危险因素为残余子宫肌瘤最大厚度、EEF和CE-MRI图像上SI残余肌瘤/SI子宫肌层;临床-影像联合模型可以对残余子宫肌瘤复生长进行有效预测。 展开更多
关键词 子宫肌瘤 磁共振成像 高强度聚焦超声消融 残余肿瘤复生长
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HIFU治疗子宫平滑肌瘤后腹壁水肿程度的影响因素
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作者 李俊书 王勇 +3 位作者 王李纲 王亮 潘长清 齐成秋 《中国介入影像与治疗学》 北大核心 2025年第3期173-177,共5页
目的观察高强度聚焦超声(HIFU)治疗子宫平滑肌瘤(UL)后腹壁水肿程度的影响因素。方法回顾性分析128例接受HIFU的单发UL患者,根据T2WI所示水肿累及腹壁层次及皮下硬结程度将其分为Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ度,比较患者一般资料、UL MRI特征、HIFU相关... 目的观察高强度聚焦超声(HIFU)治疗子宫平滑肌瘤(UL)后腹壁水肿程度的影响因素。方法回顾性分析128例接受HIFU的单发UL患者,根据T2WI所示水肿累及腹壁层次及皮下硬结程度将其分为Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ度,比较患者一般资料、UL MRI特征、HIFU相关参数及不良反应,以无序多分类logistic回归分析筛选相关影响因素。结果腹壁水肿Ⅰ度79例(79/128,61.72%)、Ⅱ度27例(27/128,21.09%)、Ⅲ度22例(22/128,17.19%)。相比Ⅲ度,Ⅰ、Ⅱ度患者体质量指数(BMI)较小,Ⅰ度患者皮下脂肪层厚度及脂肪层+肌层厚度亦较小(校正P均<0.05);Ⅰ度患者中腹壁瘢痕占比低于Ⅱ度(校正P<0.05)。不同腹壁水肿程度之间HIFU前UL MRI表现及治疗参数差异均无统计学意义(P均>0.05)。BMI及腹壁瘢痕为区分HIFU后腹壁Ⅰ度与Ⅲ度水肿、BMI为区分Ⅱ度与Ⅲ度水肿的独立因素(P均<0.05)。结论BMI及腹壁瘢痕是HIFU治疗UL后腹壁水肿程度的影响因素。 展开更多
关键词 子宫肿瘤 平滑肌瘤 高强度聚焦超声消融 磁共振成像
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高强度聚焦超声在腹部多层组织中的次生焦点问题 被引量:1
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作者 陈丹 徐佳虹 +2 位作者 赵封隆 史新旺 周小伟 《应用声学》 北大核心 2025年第1期55-62,共8页
高强度聚焦超声治疗腹部子宫肌瘤时会出现皮肤及浅表组织烧伤。该文依据声传播理论模型,探究该问题背后的潜在原因。首先,建立治疗场景下皮肤、肌肉、脂肪等多层组织的声反射模型,得出组织界面处的声反射可形成次生焦点;之后,通过k-Wav... 高强度聚焦超声治疗腹部子宫肌瘤时会出现皮肤及浅表组织烧伤。该文依据声传播理论模型,探究该问题背后的潜在原因。首先,建立治疗场景下皮肤、肌肉、脂肪等多层组织的声反射模型,得出组织界面处的声反射可形成次生焦点;之后,通过k-Wave仿真计算该次生焦点的声场和温度场,并探究其空间位置规律;最后,设计离体实验观察次生焦点。仿真结果表明,由于肌肉与脂肪间的声阻抗差较大,聚焦超声的入射声波在该界面处反射的能量确实可在组织内部二次聚焦,聚焦处的温度可达50◦C甚至更高。并且,实验结果也与仿真计算吻合。该研究证实了高强度聚焦超声在腹部多层组织中可形成次生焦点,在一定条件下该次生焦点是导致皮肤及浅表组织烧伤的一个潜在因素。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 次生焦点 皮肤损伤 子宫肌瘤 声波反射
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高强度聚焦超声下组织力学特性对空化效应的影响
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作者 陈禄丰 王月兵 +2 位作者 于亚萍 赵鹏 郭晓安 《声学技术》 北大核心 2025年第2期232-238,共7页
高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)是一种新型的肿瘤治疗方法,空化效应在超声治疗中有重要作用,为保证HIFU治疗的安全性和有效性,在制定HIFU临床治疗方案时,需要考虑靶区组织的力学特性并合理选择HIFU辐照剂量,... 高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)是一种新型的肿瘤治疗方法,空化效应在超声治疗中有重要作用,为保证HIFU治疗的安全性和有效性,在制定HIFU临床治疗方案时,需要考虑靶区组织的力学特性并合理选择HIFU辐照剂量,以控制空化活动的剧烈程度。文章探究了组织力学特性对空化效应的影响。焦区在HIFU作用下出现大气泡,大气泡造成的声波反射有利于激发空化,降低空化阈值。仿真结果表明,随着组织杨氏模量增加,焦区气泡生长膨胀减小,因此降低了冲击散射从而提高了空化阈值。通过被动空化监测系统,对离体组织空化情况进行监测,杨氏模量较低的脂肪组织在42、56 W声功率下便能达到稳态空化阈值和惯性空化阈值,并具有最高的空化活动强度,而杨氏模量较高的肌肉组织和牛肝组织则分别在56、77 W声功率达到稳态空化阈值,在77、84 W声功率达到惯性空化阈值,空化活动强度也随之降低。实验结果表明,组织空化阈值与杨氏模量成正比,空化强度与杨氏模量成反比。文中的研究为HIFU临床治疗方案的制定提供参考依据,对于减少HIFU治疗的不良影响、提高HIFU临床安全性具有重要意义。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 组织力学特性 被动空化监测 空化阈值 空化强度
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基于MR-T2WI纹理分析在预测子宫肌瘤高强度聚焦超声消融术后疗效的价值 被引量:6
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作者 罗锦文 何月明 +2 位作者 张婷 关玉宝 戚莹莹 《中国医学计算机成像杂志》 CSCD 北大核心 2024年第2期250-258,共9页
目的:探讨基于MR-T2WI纹理分析在预测子宫肌瘤高强度聚焦超声(HIFU)消融术后疗效的价值。方法:回顾性分析本院接受HIFU消融术治疗前后的100例子宫肌瘤患者MR图像及临床资料,进行T2WI全瘤定量纹理分析,以子宫肌瘤非灌注体积比率(NPV)达80... 目的:探讨基于MR-T2WI纹理分析在预测子宫肌瘤高强度聚焦超声(HIFU)消融术后疗效的价值。方法:回顾性分析本院接受HIFU消融术治疗前后的100例子宫肌瘤患者MR图像及临床资料,进行T2WI全瘤定量纹理分析,以子宫肌瘤非灌注体积比率(NPV)达80%及以上为消融显著,分析肌瘤术前全瘤纹理参数与术后消融效果的相关性,使用3D-slicer软件勾画容积感兴趣区(VOI),PyRadiomics提取867个组学特征,采用MaZda软件内置FPM(Fisher系数、交互信息、分类错误概率组合平均相关系数联合)法保留30个最优特征,使用最小绝对选择与收缩算子(LASSO)降维得到最优的纹理特征,并将患者按照7∶3比例随机分为训练集及验证集,采用logistic回归构建预测模型,绘制受试者工作特征(ROC)曲线用于评价预测模型诊断性能,绘制决策曲线评估预测模型的临床应用价值。结果:LASSO最终选择得到9个最优特征建立的logistic回归模型在训练集的ROC曲线下面积(AUC)、特异度、灵敏度分别为0.833、0.926、0.651,验证集中对应的AUC、特异度、灵敏度分别为0.829、0.667、0.944;决策曲线在组学特征训练集、验证集中的净收益分别为14.1和13.5。结论:采用MR放射组学构建的logistic回归模型在术前预测子宫肌瘤HIFU消融术后疗效有较大价值,预测效果好,可为子宫肌瘤HIFU消融术后疗效评估及术前患者选择提供个性化及量化参考依据。 展开更多
关键词 磁共振成像 纹理分析 子宫肌瘤 高强度聚焦超声
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结肠癌术后胰腺性脂膜炎
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作者 刘素桃 余音 +2 位作者 李晶 冯林 高涛 《临床皮肤科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期737-739,共3页
胰腺性脂膜炎是指一类临床少见的、与胰腺疾病密切相关的皮下脂肪坏死性疾病。患者女,67岁。聚焦超声术后四肢出现疼痛性红斑及结节1周。皮肤科检查:双手背、手腕及双下肢散在大小不一的红斑及结节,压痛(+),踝关节及掌指关节肿胀。实验... 胰腺性脂膜炎是指一类临床少见的、与胰腺疾病密切相关的皮下脂肪坏死性疾病。患者女,67岁。聚焦超声术后四肢出现疼痛性红斑及结节1周。皮肤科检查:双手背、手腕及双下肢散在大小不一的红斑及结节,压痛(+),踝关节及掌指关节肿胀。实验室检查:血淀粉酶升高;腹部CT:胰管轻度不规则扩大。皮损组织病理:皮下脂肪内片状坏死、鬼影样的脂肪细胞以及点彩样的嗜碱性细胞。诊断:胰腺性脂膜炎。未治疗,皮损自行消退。 展开更多
关键词 脂膜炎 胰腺性 结肠癌 高强度聚焦超声 组织病理
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高强度聚焦超声联合热球子宫内膜消融治疗子宫腺肌病相关月经过多的临床研究 被引量:2
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作者 王丹 金卓婷 +2 位作者 王李纲 葛佳 张勇 《实用妇产科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期560-565,共6页
目的:探讨高强度聚焦超声(HIFU)联合热球子宫内膜消融(TBEA)治疗子宫腺肌病(AM)相关月经过多的疗效和安全性。方法:回顾性分析2021年1月至2022年12月在绵阳市中心医院就诊的AM合并月经过多患者77例的临床资料。根据不同的治疗方案分为H... 目的:探讨高强度聚焦超声(HIFU)联合热球子宫内膜消融(TBEA)治疗子宫腺肌病(AM)相关月经过多的疗效和安全性。方法:回顾性分析2021年1月至2022年12月在绵阳市中心医院就诊的AM合并月经过多患者77例的临床资料。根据不同的治疗方案分为HIFU联合TBEA组(HIFU+TBEA组,n=26)和HIFU联合促性腺激素释放激素激动剂(GnRH-a)及左炔诺孕酮宫内节育系统(LNG-IUS)(HIFU+药物组,n=51)。以HIFU治疗后不同随访时间点月经失血图(PBAC)评分作为主要结局指标,以痛经数字评定量表(NRS)评分、肿瘤糖类抗原125(CA 125)水平、再干预率、治疗有效率和不良反应情况作为次要结局指标。通过比较两组治疗前与治疗后不同时间结局指标的差异,评价HIFU联合TBEA治疗AM相关月经过多的疗效和安全性。结果:与治疗前比较,两组患者治疗后PBAC评分、NRS评分及CA 125均有显著下降(P<0.05)。与HIFU+药物组比较,HIFU+TBEA组治疗后6、9、12月PBAC评分更低(P<0.05),治疗后1、3月PBAC评分差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者治疗后1、3、6、9、12月NRS评分差异无统计学意义(P>0.05)。HIFU+TBEA组(11.54%)和HIFU+药物组(21.57%)治疗后再干预率差异无统计学意义(P>0.05)。HIFU+TBEA组(80.77%)和HIFU+药物组(70.59%)治疗总有效率差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者治疗后的不良反应国际介入放射治疗协会(SIR)分类均在A~B级,无严重不良事件发生。结论:HIFU联合TBEA治疗AM相关月经过多具有较好的疗效和安全性,可作为无生育需求尤其是合并月经过多AM患者的一种长期管理方案,具有较好的临床应用价值。 展开更多
关键词 子宫腺肌病 高强度聚焦超声 热球子宫内膜消融 促性腺激素释放激素激动剂 左炔诺孕酮宫内节育系统
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基于临床-影像学特征联合增强MR影像组学预测HIFU消融子宫肌瘤后再干预风险 被引量:3
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作者 林震洋 黄小华 +3 位作者 秦石泽 蒋雨 钟舒婷 王芳 《中国医学计算机成像杂志》 CSCD 北大核心 2024年第2期224-231,共8页
目的:探讨基于临床-影像学特征和对比增强T1加权成像(CE-T1WI)影像组学的联合模型在预测高强度聚焦超声(HIFU)消融子宫肌瘤后再干预风险中的价值。方法:回顾性连续性分析HIFU消融治疗的子宫肌瘤患者189例(再干预43例;非再干预146例),评... 目的:探讨基于临床-影像学特征和对比增强T1加权成像(CE-T1WI)影像组学的联合模型在预测高强度聚焦超声(HIFU)消融子宫肌瘤后再干预风险中的价值。方法:回顾性连续性分析HIFU消融治疗的子宫肌瘤患者189例(再干预43例;非再干预146例),评估患者临床-影像学特征。以7∶3的比例随机分为训练集(n=132)和验证集(n=57)。采用二元逻辑回归筛选预测再干预风险的独立临床-影像学特征。采用最大冗余最小相关性和最小绝对收缩和选择算子筛选最优影像组学特征。采用二次判别分析分别建立基于独立临床-影像学特征的临床-影像学模型、基于最优影像组学特征的影像组学模型及结合上述特征的联合模型。通过受试者工作特征(ROC)曲线评估模型预测性能,综合判别改善(IDI)指数和DeLong检验用于比较模型预测性能。结果:年龄(P<0.001)、肌瘤体积(P=0.001)、肌瘤强化程度(P=0.001)是预测再干预风险的独立临床-影像学特征。影像组学模型和联合模型验证集曲线下面积(AUC)分别为0.771(95%CI 0.577~0.964)和0.819(95%CI 0.702~0.937)。IDI结果显示联合模型相较于临床-影像学模型整体预测性能提高18.9%(训练集,P<0.001)和16.8%(验证集,P=0.001)。DeLong检验结果显示联合模型的预测性能优于影像组学模型(训练集,P=0.002;验证集,P=0.590)和临床-影像学模型(训练集,P=0.002;验证集,P=0.030)。结论:基于临床-影像学特征和CE-T1WI影像组学的联合模型可以有效预测HIFU消融子宫肌瘤后再干预风险,有望为临床制定个性化治疗方案和慢性疾病管理计划提供一定参考价值。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 子宫肌瘤 再干预 影像组学 对比增强T1加权成像
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ADC最小值联合临床及影像学特征模型预测HIFU即刻消融子宫肌瘤疗效的价值 被引量:2
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作者 刘子熠 黄小华 +3 位作者 刘姿延 王渊 万夕瑶 蒋雨 《中国医学计算机成像杂志》 CSCD 北大核心 2024年第5期610-615,共6页
目的:探讨表观弥散系数(ADC)最小值联合临床及影像学特征构建模型预测高强度聚焦超声(HIFU)治疗子宫肌瘤疗效的临床价值。方法:收集323例确诊为子宫肌瘤并行HIFU治疗患者的临床及影像资料,依据肌瘤非灌注区体积比(NPVR)将其分为充分消融... 目的:探讨表观弥散系数(ADC)最小值联合临床及影像学特征构建模型预测高强度聚焦超声(HIFU)治疗子宫肌瘤疗效的临床价值。方法:收集323例确诊为子宫肌瘤并行HIFU治疗患者的临床及影像资料,依据肌瘤非灌注区体积比(NPVR)将其分为充分消融组(NPVR≥70%)和非充分消融组(NPVR<70%),其中充分消融组205例,非充分消融118例。由2名医生独立测量肌瘤ADC平均值、ADC最小值,并采用受试者工作特征(ROC)曲线比较两者的预测效能。通过单因素分析筛选出有意义的临床及影像学特征,采用二元logistic回归分别构建临床及影像学特征模型、ADC最小值联合临床及影像学特征模型。通过ROC曲线评估ADC最小值、临床及影像学特征和二者联合模型的预测效能。结果:ADC最小值[曲线下面积(AUC)=0.802]预测效能高于ADC平均值(AUC=0.730)。ADC最小值、临床及影像学特征和二者联合模型的AUC分别为0.802、0.760、0.829,DeLong检验结果显示二者联合模型与ADC最小值、临床及影像学特征之间的差异均有统计学意义(P<0.05),联合模型对HIFU即刻消融子宫肌瘤疗效的预测效能最佳,其AUC、灵敏度和特异度分别为0.829、84.4%和72.9%。结论:基于ADC最小值联合临床及影像学特征建立的模型对HIFU即刻消融子宫肌瘤疗效具有较好的预测效能,该模型可作为预测HIFU治疗子宫肌瘤疗效有前景的的影像学工具。 展开更多
关键词 子宫肌瘤 弥散加权成像 表观弥散系数 高强度聚焦超声 磁共振成像
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ADC最小值联合临床及影像特征预测HIFU治疗子宫肌瘤疗效研究 被引量:1
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作者 刘姿延 黄小华 +3 位作者 刘子熠 王渊 万夕瑶 蒋雨 《磁共振成像》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期101-106,共6页
目的探讨基于表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)最小值(ADCmin)及临床和影像特征构建模型预测高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)治疗子宫肌瘤的临床疗效。材料与方法回顾性收集2021年9月至2023... 目的探讨基于表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)最小值(ADCmin)及临床和影像特征构建模型预测高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)治疗子宫肌瘤的临床疗效。材料与方法回顾性收集2021年9月至2023年12月行子宫肌瘤HIFU治疗并符合纳排标准的153例患者临床及影像资料,共153枚肌瘤纳入研究(单病例存在多个肌瘤取其肌瘤最大枚)。超声评估HIFU治疗3个月后肌瘤体积缩小率,并将其分为疗效显著组(≥50%体积缩小,n=62)和非显效组(<50%体积缩小,n=91)。测量子宫肌瘤ADCmin和ADC平均值(ADC_(mean)),采用单因素分析和多因素logistic回归对临床和影像资料进行筛选后建立临床影像模型。通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线比较子宫肌瘤ADCmin和ADC_(mean)的预测效能,选择子宫肌瘤ADC具有较高预测效能的量化指标与临床及影像特征结合构建联合模型。ROC评估ADCmin、临床影像模型及联合模型的预测效能,DeLong检验比较不同模型间ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)的差异。结果共筛出血红蛋白、身体质量指数(body mass index,BMI)、T1WI增强信号程度三个因素建立临床影像特征模型。ROC曲线显示ADCmin、ADC_(mean)的AUC值分别为0.753[95%置信区间(confidence interval,CI):0.677~0.828]、0.658(95%CI:0.570~0.746),DeLong检验结果表明ADCmin的预测效能高于ADC_(mean)(P<0.05)。临床影像模型及ADCmin与临床影像特征联合模型的AUC值分别为0.711(95%CI:0.627~0.796)、0.816(95%CI:0.748~0.884),DeLong检验显示ADCmin的预测效能与临床影像模型的AUC差异无统计学意义(P>0.05)。ADCmin与临床及影像特征联合模型的预测效能优于ADCmin值(P<0.05)及临床影像特征模型(P<0.05)。结论ADCmin与临床及影像特征构建的联合模型可有效预测HIFU治疗子宫肌瘤的临床疗效,并能为临床治疗方案的制订提供一定参考依据。 展开更多
关键词 子宫肌瘤 高强度聚焦超声 磁共振成像 表观扩散系数 预测
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聚焦超声换能器电阻抗谱实时在线监测系统
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作者 肖建 黄文军 +3 位作者 刘雅璐 罗曼 王杰 宋丹 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第3期420-428,共9页
高强度聚焦超声(HIFU)换能器作为聚焦超声消融手术(FUAS)系统的核心部件,其电阻抗谱是确定FUAS系统工作参数的重要参考依据,故对其进行实时在线监测具有重要意义。该文采用脉冲响应时域测量方法,将探测脉冲信号与HIFU换能器的工作时序... 高强度聚焦超声(HIFU)换能器作为聚焦超声消融手术(FUAS)系统的核心部件,其电阻抗谱是确定FUAS系统工作参数的重要参考依据,故对其进行实时在线监测具有重要意义。该文采用脉冲响应时域测量方法,将探测脉冲信号与HIFU换能器的工作时序相融合,并基于LabVIEW平台构建了一套HIFU换能器电阻抗谱实时在线监测系统,实现了对HIFU换能器电阻抗幅值与相位的高重复性及准确性的实时测量。通过对长时工作在大功率、高占空比条件下HIFU换能器电阻抗谱的实时在线监测,表明该监测系统可准确反应HIFU换能器的特征频率漂移、阻抗幅值和相位的非线性变化。这为HIFU换能器电阻抗谱实时在线监测及驱动参数优化调节提供了技术方案,对HIFU换能器的设计优化和能量损耗机制研究具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声(HIFU)换能器 电阻抗谱 脉冲响应 实时在线监测
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基于遗传算法优化VMD-ESSA的HIFU回波信号降噪研究 被引量:2
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作者 蒋智伟 赵雨洁 +2 位作者 李吉祥 邹孝 钱盛友 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1049-1055,共7页
由于高强度聚焦超声(HIFU)信号夹杂环境噪声,提出利用遗传算法优化变分模态分解(VMD)并结合能量均值法(EAM)及奇异谱分析(SSA)来对其进行降噪。遗传算法使得VMD具有更强的抗干扰性,奇异谱分析能够弥补能量均值去噪不完善。仿真实验表明... 由于高强度聚焦超声(HIFU)信号夹杂环境噪声,提出利用遗传算法优化变分模态分解(VMD)并结合能量均值法(EAM)及奇异谱分析(SSA)来对其进行降噪。遗传算法使得VMD具有更强的抗干扰性,奇异谱分析能够弥补能量均值去噪不完善。仿真实验表明,所提方法与GA-VMD-E、GA-VMD-SSA、VMD-ESSA降噪方法相比,重构后的信号的信噪比更高,均方根误差和最大误差更小。在实测信号中从频谱和降噪率两个角度证明了该方法的优越性,为通过HIFU回波信号分析生物组织损伤提供了一种更有效的预处理方法。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 去噪 变分模态分解 遗传算法 奇异谱分析
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HIFU治疗中换能器驱动电功率变化机制及规律 被引量:1
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作者 曹奇 徐阳诚 +2 位作者 贺新明 沈灿林 李雁浩 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第2期450-460,共11页
高强度聚焦超声(HIFU)治疗中的驱动电功率对治疗效率起着非常关键的作用,驱动电功率控制的精准性势必会影响治疗的效率和安全性。前期研究表明:HIFU治疗过程中焦域瞬态物理特性的变化会导致换能器的负载阻抗发生变化,进而影响HIFU驱动... 高强度聚焦超声(HIFU)治疗中的驱动电功率对治疗效率起着非常关键的作用,驱动电功率控制的精准性势必会影响治疗的效率和安全性。前期研究表明:HIFU治疗过程中焦域瞬态物理特性的变化会导致换能器的负载阻抗发生变化,进而影响HIFU驱动电功率,但驱动电功率与焦域瞬态物理特性之间的影响关系及规律尚不明确。该文基于电压、电流传感器、空化检测探头和温度传感器等器件,构建了一种HIFU治疗中驱动电功率实时监测及焦域声空化、温度检测系统。基于该实验研究系统,以离体牛心组织作为HIFU辐照对象,分别研究了HIFU焦域温度变化、声空化及组织损伤与驱动电功率之间的变化关系及规律。研究结果表明:当焦域温度升高时,驱动电功率缓慢上升,驱动电功率与温度变化有良好的相关性;当空化产生时,驱动电功率出现明显的波动;当组织出现损伤时,驱动电功率呈陡然下降的变化。三种情景下,驱动电功率变化有明显区别,这有望为区分HIFU治疗过程中焦域处发生损伤和空化以及实时监测靶组织损伤程度提供一种新的解决方案。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 驱动电功率 组织损伤 温度 声空化
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高强度聚焦超声换能器焦点峰值声压联合定征方法
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作者 吴德林 张亨达 +6 位作者 朱怀球 吴键 高申平 王宏远 俞醒言 郑音飞 姚磊 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1718-1723,共6页
采用实验测量与理论计算相结合的方式,提出一种高强度聚焦超声换能器焦点峰值声压联合定征方法。对于孔径60 mm、焦距75 mm的聚焦超声换能器,在水中测量并仿真模拟线性压力波形,修正得到聚焦超声换能器的有效孔径和焦距。在高强度激励... 采用实验测量与理论计算相结合的方式,提出一种高强度聚焦超声换能器焦点峰值声压联合定征方法。对于孔径60 mm、焦距75 mm的聚焦超声换能器,在水中测量并仿真模拟线性压力波形,修正得到聚焦超声换能器的有效孔径和焦距。在高强度激励下对调整后的换能器模型进行数值计算,用零相位滤波器不失真地得到各谐波的初始相位信息,发现二次谐波、三次谐波相对基波的相对相位量随激励强度基本不变。利用光纤水听器对高强度聚焦超声换能器的各次谐波声压幅值的测量,结合仿真分析得到相位关系,各次谐波叠加得到焦点峰值声压。聚焦超声换能器在峰峰值电压V_(p-p)为250 V激励下,焦点正峰值声压为7.56 MPa,负峰值声压为-4.98 MPa。 展开更多
关键词 声学计量 高强度聚焦超声 焦点 峰值声压 联合定征 非线性声场
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基于被动波束成像的高强度聚焦超声焦点定位 被引量:1
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作者 赵封隆 徐佳虹 +1 位作者 史新旺 周小伟 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第3期567-575,共9页
针对高强度聚焦超声治疗中实际焦点偏离引导治疗的几何焦点这一问题,基于被动波束成像原理,将治疗探头与影像探头联合,探讨一种新的焦点定位策略。首先,基于k-Wave声学软件创建了具有多层组织结构的超声传播模型,通过理论仿真探究了不... 针对高强度聚焦超声治疗中实际焦点偏离引导治疗的几何焦点这一问题,基于被动波束成像原理,将治疗探头与影像探头联合,探讨一种新的焦点定位策略。首先,基于k-Wave声学软件创建了具有多层组织结构的超声传播模型,通过理论仿真探究了不同脂肪、肌肉厚度条件下被动波束成像方法定位焦点的准确性;除此之外,还通过仿体在实验环境下对该方法的有效性进行了初步验证。结果表明,在不同脂肪厚度的仿真模型中,被动波束合成所定位的焦点和几何焦点在轴向距离上分别与实际焦点相差(0.54±0.15)mm和(4.76±0.95)mm。在不同肌肉厚度的仿真模型中,由合成算法定位的焦点和几何焦点在轴向距离上分别与实际焦点相差(0.51±0.26)mm、(4.95±0.47)mm。仿体实验也验证了被动波束成像定位的焦点比几何焦点更接近实际损伤位置。该文从理论仿真和实验两个角度验证了被动波束成像方法在高强度聚焦超声焦点定位中的优越性,可为该方法进一步走向临床应用提供支撑,对提升高强度聚焦超声手术治疗的安全性有推动作用。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 被动波束成像 焦点定位 k-Wave 多层组织模型
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基于超声时频分析与残差网络的生物组织变性识别
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作者 刘备 许克晖 +2 位作者 杨德智 彭梓齐 杨江河 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第1期40-43,共4页
为了能对高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中的生物组织进行实时准确的变性识别,提出了一种基于超声时频分析与残差网络(ResNet)的生物组织变性识别方法。首先,采用广义S变换(GST)方法对生物组织超声回波信号进行时频分析,得到二维时频图;... 为了能对高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中的生物组织进行实时准确的变性识别,提出了一种基于超声时频分析与残差网络(ResNet)的生物组织变性识别方法。首先,采用广义S变换(GST)方法对生物组织超声回波信号进行时频分析,得到二维时频图;然后,通过迁移学习,将在ImageNet数据集上训练得到的参数应用于超声回波信号数据集;最后,利用ResNet101模型从生物组织变性前后的时频图中学习和提取有效的变性信息,并可视化变性特征轨迹,实时地完成生物组织变性识别。实验结果表明:相较于现有基于信号能量,AR系数以及熵特征的变性识别方法,GST-ResNet方法无需人为经验选取特征参数,具有更高的识别率,可以实时准确地完成生物组织的变性识别。 展开更多
关键词 时频分析 残差网络 高强度聚焦超声 超声回波信号 变性识别
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聚焦超声作用下空化活动演变及其监测方法
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作者 于亚萍 王月兵 +5 位作者 沈超 陈禄丰 赵鹏 郭晓安 佟世琪 陶洁 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第4期791-798,共8页
高强度聚焦超声是实现肿瘤热消融的有效治疗方式。对超声治疗过程中的空化活动进行实时监测,对于保障治疗的安全性和有效性具有重要意义。该研究搭建了聚焦超声作用下仿生物组织体模和离体牛肝组织的被动空化检测和驱动功率监测系统,并... 高强度聚焦超声是实现肿瘤热消融的有效治疗方式。对超声治疗过程中的空化活动进行实时监测,对于保障治疗的安全性和有效性具有重要意义。该研究搭建了聚焦超声作用下仿生物组织体模和离体牛肝组织的被动空化检测和驱动功率监测系统,并使用显微镜记录了体模在超声作用过程中气泡和损伤的发展过程,分析了气泡发展过程与空化信号变化的相关性。实验表明:体模在电功率150 W的超声辐照过程中,沸腾气泡产生前未见宽带噪声幅值增加;6 s时体模内产生沸腾气泡,气泡破裂后产生大量空化核并形成空化泡群,宽带噪声幅值开始增长,此后泡群逐渐向换能器方向发展;在泡群停止向换能器端发展后,靠近换能器端的微小气泡逐渐融合产生沸腾气泡,惯性空化强度在沸腾气泡屏蔽下逐渐下降;沸腾泡产生和破灭时,驱动功率和回波信号中的谐波幅值同步出现大幅波动;在离体牛肝组织中,随声强的增加沸腾空化发生时刻逐渐提前。实验结果证明了沸腾气泡的产生及破裂,会促进惯性空化的发生。因此在不同强度的聚焦超声辐照下,可以通过调节辐照时间避免剧烈空化活动发生。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 空化效应 被动空化检测 驱动功率 沸腾空化
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高能聚焦超声治疗宫颈糜烂的疗效 被引量:50
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作者 隋龙 孙红 +2 位作者 李成志 胡志琴 卫明花 《复旦学报(医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期95-97,共3页
目的 探讨高能聚焦超声治疗宫颈糜烂的有效性及安全性。方法 采用海极星超声波妇科治疗仪对 40例宫颈糜烂患者进行聚焦超声治疗的临床观察,比较治疗前后临床症状的变化和宫颈糜烂面积的改变,综合 评价超声治疗的临床疗效。结果 聚焦超... 目的 探讨高能聚焦超声治疗宫颈糜烂的有效性及安全性。方法 采用海极星超声波妇科治疗仪对 40例宫颈糜烂患者进行聚焦超声治疗的临床观察,比较治疗前后临床症状的变化和宫颈糜烂面积的改变,综合 评价超声治疗的临床疗效。结果 聚焦超声治疗后,白带增多,性交后出血等症状基本缓缓,轻、中和重度宫颈 糜烂面积分别缩小97.89%、90.69%和81.91%;疗效分别达到100%、93.33%和72.22%。聚焦超声治疗后,宫 颈局部组织有短暂的渗出性炎症反应,阴道排液的时间约5-21 d,1月后可基本恢复正常;无组织结痂脱落出 血的过程,无宫颈瘢痕形成。结论 治疗剂量的高能聚焦超声波能安全有效地治疗慢性子宫颈炎。 展开更多
关键词 宫颈糜烂 治疗后 高能聚焦超声 出血 疗效 超声治疗 论治 中和 超声波 脱落
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高强度聚焦超声治疗骨肉瘤初步临床观察 被引量:23
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作者 陈文直 伍烽 +3 位作者 朱辉 白晋 邹建中 王智彪 《中国肿瘤临床》 CAS CSCD 北大核心 2001年第7期489-491,共3页
目的:探讨HIFU治疗骨肉瘤的有效性和安全性。方法:用HIFU对5例已失去保肢条件的骨肉瘤患者进行部分覆盖治疗,通过主要脏器功能测定、临床症状体征变化、骨显像、DSA、组织病理学、彩色多普勒超声和血清ALP水平等指标,观察HIFU治疗... 目的:探讨HIFU治疗骨肉瘤的有效性和安全性。方法:用HIFU对5例已失去保肢条件的骨肉瘤患者进行部分覆盖治疗,通过主要脏器功能测定、临床症状体征变化、骨显像、DSA、组织病理学、彩色多普勒超声和血清ALP水平等指标,观察HIFU治疗的安全性和有效性。结果:心、肝、肾功能正常,疼痛减轻,ALP下降。治疗区肿瘤血供减少和肿瘤血管染色消失、异常放射性浓聚消失,肿瘤细胞变性坏死。结论:HIFU治疗骨肉瘤是有效和安全的。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 治疗 骨肉瘤
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