在异质性和弱非线性下,跨直肠分相阵列的声学焦点特征

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 声学 声学 在声学方面
• 在瘤学瘤学.

背景情况:

• 高强度聚焦超声波 (HIFU) 是前列腺癌的一个有前途的非侵入性治疗方法.
• 对声场的准确建模对于有效的治疗和患者安全至关重要.
• 物理和技术因素可以显著影响声场和治疗结果.

研究的目的:

• 评估物理因素 (非线性,组织异质) 和技术因素 (输入功率,焦距) 对前列腺癌HIFU声场的影响.
• 评估生理变异和建模假设对焦点压力,空间分布和焦点转移的影响.
• 为了确定平衡模型复杂性和计算效率的必要性,为患者特定的治疗规划.

主要方法:

• 结合声学全息与使用细分解剖模型的3D数值模拟.
• 相关联的实验电力输入与声输出,用于可靠的数值源建模.
• 研究了忽视组织异质性和非线性传播对焦点特征的影响.

主要成果:

• 忽视组织异质性和非线性传播会显著改变模拟的焦点特征.
• 非线性传播 (第二波) 影响沉积热率,受解剖学和组织特性的影响.
• 阶段校正策略可以提高焦点对齐,但不能弥补焦点扩大或峰值损失.

结论:

• 准确的HIFU治疗规划需要考虑组织异质性和非线性声学传播.
• 在患者特定的HIFU治疗中,平衡模型复杂性与计算效率至关重要.
• 模拟显示了具有精确焦点控制的有利安全概况,没有显示二级叶片.