【摘 要】
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高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)是近年来发展较快的肿瘤无创治疗技术.它利用超声波良好的组织穿透性、方向性及聚焦性能,将超声波聚焦于靶区组织,
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高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)是近年来发展较快的肿瘤无创治疗技术.它利用超声波良好的组织穿透性、方向性及聚焦性能,将超声波聚焦于靶区组织,使靶区组织温度在短时间内上升到65℃以上,最终导致组织凝固性坏死,从而达到肿瘤治疗的目的.但是这种治疗方式对正常组织及靶区周围组织不损伤或损伤很小.高强度聚焦超声治疗系统是一个集自动控制、机械、医学图像处理、计算机技术和生物医学效应等多种技术为一体的综合系统.它包括计算机分析与控制系统、HIFU发生系统、功率放大器及功率转换系统、机械运动系统、水处理系统等部分.本文根据用户实际需求,分析了现有HIFU系统的特点及不足,并以此为基础完成了计算机分析与控制系统总体方案设计.计算机分析与控制系统是HIFU的核心部分,其图像处理以及软件设计是关键.在图像处理方面,作者提出了双阈值图像分割算法,并且结合改进的snake算法,实现了图像边缘的半自动识别.然后设计了PLC端控制程序以及PC端用户程序,并且基于MODBUS协议完成了PC和PLC间的通信设计,实现了肿瘤图像的实时显示,肿瘤边缘的识别,肿瘤图像的三维重建,运动机构的实时控制.最后对系统进行了功能测试,并且分析了系统的性能.本文改进了原有超声图像处理的算法,并开发了相应的软件,使HIFU系统精确度得到了较大的提升,为HIFU系统的进一步完善作出了贡献.
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