在脉冲高强度聚焦超声波疗法中进行过渡性化气泡成像的动态模式分解

科学领域:

• 超声波物理学的超声波物理
• 生物医学成像学 生物医学成像学
• 声学腔化是一种声学腔化.

背景情况:

• 脉冲高强度聚焦超声波 (pHIFU) 诱导化气泡以破坏组织.
• 实时绘制这些暂时气泡的地图是具有挑战性的,因为它们的小尺寸和快速溶解.
• 现有的泡多普勒方法受限于为血液流量优化的传统墙壁过器.

研究的目的:

• 为了增强泡多普勒成像,用于利用动态模式分解 (DMD) 绘制暂时化气泡的图像.
• 提取化气泡的定量特征,并评估治疗进展.
• 为了比较DMD的性能与传统的过方法.

主要方法:

• 开发了一种基于DMD的过器,应用于pHIFU处理中的多普勒集.
• 用模拟组织和泡信号的数值数据集在体中验证了DMD.
• 与奇点值分解 (SVD) 和无限脉冲响应 (IIR) 过器相比,DMD性能进行了比较.
• 在pHIFU脉冲和平面波多普勒合集之后,将DMD应用于ex vivo组织数据.

主要成果:

• 在体测试中显示,DMD的性能优于SVD和IIR过器.
• 活体应用产生了与泡相关的模式及其衰变速率的可解释图像.
• 通过k-平均集群,DMD模式可以在治疗持续时间内跟踪.
• 治疗进展的定量指标来自DMD模式.

结论:

• 与传统过器相比,动态模式分解是绘制暂时化气泡的优越方法.
• DMD允许实时定量评估pHIFU诱导的空洞化.
• 这种技术为监测和优化超声波治疗提供了有价值的指标.