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高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,简称HIFU)作为一种非侵入式、无毒副作用、具有巨大潜力的局部治疗肿瘤的手段,受到国内外学者的广泛关注。HIFU技术能将超声能量聚集到人体内肿瘤组织上,在焦域内产生高压和高温,使肿瘤组织温度迅速上升到65℃以上,而发生不可逆转的凝固性坏死,从而达到肿瘤消融的目的。
近十年以来,随着医学图像技术、自动控制技术的发展,国内外学者相继在HIFU治疗理论和实验研究上取得了很大的进展。特别是在国内,人们已经将HIFU技术用于恶性肿瘤的临床治疗,并取得了令人鼓舞的成绩。这不仅是肿瘤治疗历史上的一次伟大的尝试,更标志着HIFU肿瘤治疗技术已取得了突破性进展,成为继手术、放疗和化疗之后的又一种治疗肿瘤的手段。
我们课题组长期致力于治疗超声方面的研究,从80年代至今已取得了多项科研成果。在此基础上,我们成功地研制出了HIFUNIT9000超声肿瘤消融刀,它是集高强度聚焦超声、自动控制、数字通信、医学图像处理和计算机图形学等技术为一体的大型治疗系统。本文在前面两章阐述了其治疗肿瘤的理论和实验基础、工作原理及临床时的治疗步骤。并将其与国内的同内产品进行了对比,反映了HIFUNIT9000聚焦超声肿瘤消融刀的先进性。
为了进一步提高治疗效果,探索新的治疗方式,我们仍在积极开发用于超声刀的三维重建技术。本文后面几章分别详细阐述了开发三维重建技术的必要性,三维重建的原理及其实现,并为将来进行快速超声图像三维重建提出了实现方法。
在硕士期间,本人主要完成的工作包括:
1.计算机与可编程逻辑控制器(PLC)之间的数据通信
2.B超图像的实时监控与采集,并运用数字图像处理技术改善图像质量。
3.利用断层轮廓表面重建法实现了三维表面重建,并实现了三维物体的体积计算。
4.导出从旋转坐标三维数据到规则三维数据的转换算法,为以后进行快速三维重建打下了基础,并对于今后的快速三维重建提出了建议。