用于介入消融导管定位的相控阵超声探头技术研究

摘要

近年来，由于信息技术与电子科技的急速发展，超声技术已经有了质的提高，并在医学成像，工业检测等诸多领域中得到了普遍的运用。在超声的诸多应用当中，超声相控阵可以借助调节相控阵探头的激活时间来实现超声波声束偏转与聚焦。正是由于超声相控阵通过对各阵元有序激励可以灵活的实现偏转及聚焦声束，与传统的超声检测相比，它的检测速度更快，灵敏度也更高。由于相控阵超声具有很大的技术优势，因此它是近些年来超声应用的一个主流的研究方向。在当今，相控阵超声在医学中主要用于超声成像，由于技术的限制，得到的图像并不是特别理想，必须靠医生的经验进行判断，这在无形中降低了诊断的准确性。本课题的研究对象是用于介入消融导管定位的相控阵超声探头技术，通过相控阵超声探头得到器官内腔封闭轮廓，将实时获得的器官内腔封闭轮廓与术前建立的器官三维矢量模型进行曲线特征匹配，来实现消融导管在器官里精准定位。因此本论文的研究重点是如何获得器官内腔的轮廓信息，以确定介入消融导管的位置，具有精度高，反应时间短的特点。
　　本文主要进行了以下几个方面的研究：
　　1、了解超声在医疗领域的应用现状，尤其是在介入消融手术中的应用，对超声检测和超声探头技术的相关理论进行深入的学习与研究，了超声探头的结构和系统组成究。
　　2、学习研究了介入消融的相关问题，主要研究了介入消融导管的结构组成与系统组成，以及如今介入消融中的难点与研究趋势，提出了一种用于消融导管定位的超声探头的设计方案。
　　3、对超声换能器的的声场特征，以及超声探头的特性的分析方法进行了研研究。包括相控阵的聚焦特性，以及声场的指向性等。
　　4、对换能器的阵列进行了设计，主要进行了二维矩形阵列基于空间冲击响应的脉冲场模型建立及计算，二维矩阵超声探头参数计算和超声探头性能分析。
　　5、使用Field_II软件，对设计的相控阵探头的聚焦特性进行了仿真分析。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究的来源及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究的主要内容

1.4 本章小节

2 介入消融的技术研究

2.1 介入消融手术

2.2 介入消融导管

2.3 导管定位系统

2.4 本章小节

3 超声相控阵的设计

3.1 超声波的基础知识

3.2 超声换能器的设计

3.3 超声相控阵技术原理

3.4 本章小节

4 相控阵超声探头的设计

4.1 二维矩形阵列的模型分析

4.2 超声探头的参数设计

4.3 仿真实验

4.4 本章小节

5 结论及展望

5.1 研究工作总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果