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高强度聚焦超声(HIFU)技术是一种具有广泛临床应用前景的体外无创肿瘤治疗新技术,其靶区温度的实时监控与疗效评估是关键。磁感应磁声成像(MAT-MI)是一种基于生物组织电阻抗成像的新方法,可检测出肝肿瘤组织与其周围健康组织之间的电导率差异。在实际HIFU治疗过程中,组织在发生热损伤凝固变性时会出现电阻抗的突变,组织变性前后巨大的电阻抗差异为磁感应磁声检测技术应用于HIFU治疗实现高精度的无损温度监测与疗效评估提供了良好的物理基础。由于聚焦声场以及组织的热传导效应,组织内HIFU焦域电导率因温升而在空间呈现缓变变化,此时HIFU焦域应视为电导率缓变模型,因此本研究创新性地将HIFU的电阻抗分布特性和MAT-MI相结合,提出了一种基于磁感应磁声检测的HIFU无损温度监测与疗效评估方法。本文首先基于电磁场、声学以及声偶极子辐射理论,通过理论推导和数值仿真,对电导率缓变模型的磁声声源、声压以及声波随电导率过渡区宽度(SCTZ)的变化关系进行了深入探讨,发现只有当SCTZ很小时,模型可以被视作电导率突变模型,内部声源对磁声信号的贡献可以忽略不计,否则需要同时考虑内部声源和边界声源的贡献,由模型电导率梯度变化产生的波簇也将发生相互混叠;然后基于齐次亥姆霍兹波动方程、生物热传导Pennes方程和组织的温度—电阻抗变化关系,得到了同一形状和尺寸的HIFU换能器在四种不同声功率作用下焦域处的声场、温度场和电阻抗分布,进而得到不同声功率在不同时刻HIFU焦域产生的MAT-MI声波信号,由于焦域电导率的空间缓变特性,其磁声声压以内部声压为主导,磁声接收换能器接收到的焦域中心对应距离处的声波波簇峰值随治疗时刻的导数均出现一个极值峰,相应极值点对应时刻的HIFU焦域都在径向约±0.46 mm,轴向约±2.2 mm的范围内温度达到了 69℃,发生了不可逆的凝固性坏死,且焦点最高温度为80.2℃,完全达到了 HIFU的治疗疗效。在此数值结果下,HIFU焦域组织电阻抗变化引起声波波簇峰值导数的变化可以作为基于磁感应磁声检测实现HIFU无损温度监测与疗效评估的实时检测参数,通过声波波簇峰值导数极值峰的判断实现精确的剂量控制,为HIFU治疗过程中的无损温度监测与疗效评估提供了一种新的思路和方法。