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基于灰度概率分布-交叉熵法的无损测温方法 被引量:8
1
作者 李勇 丁亚军 +2 位作者 钱盛友 段先知 邹孝 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期247-251,共5页
本研究利用高强度聚焦超声(HIFU)对新鲜离体猪肉组织进行辐照,并利用B超获取辐照前后的超声图像。运用灰度概率分布-交叉熵法对图像进行处理,将辐照前后图像的交叉熵作为检测温度的信息参数。通过曲线拟合,发现多组数据的交叉熵与温度... 本研究利用高强度聚焦超声(HIFU)对新鲜离体猪肉组织进行辐照,并利用B超获取辐照前后的超声图像。运用灰度概率分布-交叉熵法对图像进行处理,将辐照前后图像的交叉熵作为检测温度的信息参数。通过曲线拟合,发现多组数据的交叉熵与温度都成近似的线性关系,且斜率非常接近;其确定系数大、误差小、温度分辨率高,明显地优于传统的灰度统计法和离散Fourier变换直流分量法,能够为超声治疗中的无损测温提供实时、可靠的依据。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 无损测温 灰度概率分布 交叉熵
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无损测温 被引量:8
2
作者 徐海东 周兆英 张东旭 《医疗卫生装备》 CAS 2002年第2期25-28,共4页
介绍了人体深部无损测温的一般原理和方法,并比较了它们的优缺点。热疗正在迅速成为一种标准的辅助治癌手段。长期以来,深部测温是温热治疗的难点。综合考虑功效和安全两方面,有必要在热疗温度变化的过程中实时地在空间1cm3范围内,至少... 介绍了人体深部无损测温的一般原理和方法,并比较了它们的优缺点。热疗正在迅速成为一种标准的辅助治癌手段。长期以来,深部测温是温热治疗的难点。综合考虑功效和安全两方面,有必要在热疗温度变化的过程中实时地在空间1cm3范围内,至少感应到每1℃的温度变化。目前正在研究的有望替代有损测温方法的有电阻抗断层、X射线、核磁共振、超声波、微波等。本文最后指出,仪器测量结果和计算机值模拟相合是今后发展的一个方向。 展开更多
关键词 无损测温 电阻抗断层 计算机数值模拟 热治疗 深部
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实值离散Gabor变换在HIFU无损测温中的应用 被引量:6
3
作者 陈洪波 汤井田 陈真诚 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2646-2650,共5页
研究了利用超声图像对高强度聚焦超声(HIFU)辐射后的组织进行无损测温问题。利用实值离散Gabor变换对HIFU辐射前后的差图像进行变换后,能将反映组织温度变化的信息有效地提取出来。采用实值Gabor变换低频系数能量作为无损测温的手段,并... 研究了利用超声图像对高强度聚焦超声(HIFU)辐射后的组织进行无损测温问题。利用实值离散Gabor变换对HIFU辐射前后的差图像进行变换后,能将反映组织温度变化的信息有效地提取出来。采用实值Gabor变换低频系数能量作为无损测温的手段,并利用离体猪肉和猪肝进行实验。实验证明,超声图像的实值离散Gabor系数能量和组织内温度之间呈准线性关系,且具有较高的温度分辨率,比灰度平均值的无损测温能力要强,可以作为HIFU无损测温的方法。 展开更多
关键词 实值离散GABOR变换 高强度聚焦超声 无损测温
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肿瘤热疗无损测温技术研究进展及存在问题 被引量:6
4
作者 张强克 马玲芳 +1 位作者 唐荣军 上官小玲 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2011年第3期2689-2692,共4页
肿瘤热疗是指用加热来治疗肿瘤的一类治疗方法。基本原理是利用物理能量加热人体全身或局部,使肿瘤组织温度上升到有效治疗温度,并维持一定时间。利用正常组织和肿瘤细胞对温度耐受能力的差异,达到既能使肿瘤细胞凋亡、又不损伤正常组... 肿瘤热疗是指用加热来治疗肿瘤的一类治疗方法。基本原理是利用物理能量加热人体全身或局部,使肿瘤组织温度上升到有效治疗温度,并维持一定时间。利用正常组织和肿瘤细胞对温度耐受能力的差异,达到既能使肿瘤细胞凋亡、又不损伤正常组织的治疗目的。肿瘤热疗已成为继手术、放疗、化疗和免疫疗法之后的第五大疗法,是治疗肿瘤的一种新的有效手段。本文分析了现阶段肿瘤热疗无损测温方法的基本原理和存在问题,对当今无损测温在肿瘤热疗方面的理论研究和技术进展进行了总结。 展开更多
关键词 肿瘤热疗 无损测温
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基于超声背向散射积分的微波热疗无损测温 被引量:1
5
作者 周著黄 盛磊 +3 位作者 吴薇薇 吴水才 高宏建 丁琪瑛 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期781-787,共7页
旨在探索一种基于超声背向散射积分的微波热疗无损测温方法,利用水浴加热实验系统,以新鲜离体猪肝组织为研究对象,通过采集不同温度下的超声原始射频信号,分析各温度下组织的背向散射积分,建立背向散射积分与温度相关性模型用于微波加... 旨在探索一种基于超声背向散射积分的微波热疗无损测温方法,利用水浴加热实验系统,以新鲜离体猪肝组织为研究对象,通过采集不同温度下的超声原始射频信号,分析各温度下组织的背向散射积分,建立背向散射积分与温度相关性模型用于微波加热实验过程中温度的检测.所建相关性模型为:超声背向散射积分值为0.062×t+3.591;该模型在低温段(≤70℃)测温误差较小(<5℃),在高温段(>70℃)测温误差较大(>10℃).研究结果表明:超声背向散射积分可用于常规热疗无损测温;微波热疗温度分布不均使得检测较为困难;利用正常与热凝固组织背向散射积分的差异进行热凝固区检测具有一定优势. 展开更多
关键词 微波热疗 无损测温 超声 背向散射积分
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离散Walsh变换在超声治疗无损测温中的应用 被引量:1
6
作者 李勇 丁亚军 +2 位作者 钱盛友 段先知 邹孝 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期227-230,共4页
利用高强度聚焦超声对新鲜的离体猪肉进行辐射,并通过B超获取辐射前后的超声图像。采用二维离散Walsh变换法,从辐射前后的超声图像的差图像中分离出低频分量,作为反映温度信息的参数。选取确定系数作为衡量误差的参数,通过曲线拟合,发... 利用高强度聚焦超声对新鲜的离体猪肉进行辐射,并通过B超获取辐射前后的超声图像。采用二维离散Walsh变换法,从辐射前后的超声图像的差图像中分离出低频分量,作为反映温度信息的参数。选取确定系数作为衡量误差的参数,通过曲线拟合,发现二维离散Walsh变换直流分量与温度呈近似线性关系,且多组数据的斜率非常接近,与传统的灰度均值测温法相比,实验结果表明,该方法误差更小,温度分辨率更高,使用正交矩阵变换,符合计算机语言的逻辑,仿真检测时间较短,在实际应用中能为超声无损测温提供准确可靠的依据。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 二维离散Walsh变换 低频分量 无损测温 差图像 曲线拟合
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磁流体肿瘤热疗中超声无损测温技术的研究进展 被引量:2
7
作者 张亚萍 李康 张秀敏 《北京生物医学工程》 2016年第3期308-313,328,共7页
磁流体肿瘤热疗技术(magnetic fluid hyperthermia,MFH)作为一种安全、高效的新型肿瘤治疗方法,近年来得到快速发展。MFH中最为关键的技术之一是肿瘤的温度检测。超声无损测温法由于能够实现准确实时的温度变化检测,近年在MFH技术中受... 磁流体肿瘤热疗技术(magnetic fluid hyperthermia,MFH)作为一种安全、高效的新型肿瘤治疗方法,近年来得到快速发展。MFH中最为关键的技术之一是肿瘤的温度检测。超声无损测温法由于能够实现准确实时的温度变化检测,近年在MFH技术中受到广泛关注,现已成为MFH技术中最为重要的测温方法之一。本文综述了近年国内外在MFH超声无损测温领域中的研究现状和发展状况。首先介绍了几种常见温度无损测温技术的发展现状,然后着重介绍了超声无损测温的研究状况,最后对超声无损测温的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 肿瘤热疗 磁流体 无损测温 超声 衰减
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基于互相关函数法的超声无损测温研究 被引量:1
8
作者 宋平 钱盛友 +1 位作者 冯艳玲 孙福成 《现代电子技术》 2007年第13期130-132,共3页
生物组织的声速随温度变化明显。利用信号处理技术中的互相关函数分析方法,计算超声散射回波信号的时间延迟。通过分析超声散射回波的时间延迟和组织温度的关系,提取生物组织的温度信息。实验结果表明:当以最高温度时的超声散射回波信... 生物组织的声速随温度变化明显。利用信号处理技术中的互相关函数分析方法,计算超声散射回波信号的时间延迟。通过分析超声散射回波的时间延迟和组织温度的关系,提取生物组织的温度信息。实验结果表明:当以最高温度时的超声散射回波信号为基准信号时,不同温度时的超声散射回波信号与基准信号的时间延迟随着温度的降低而增大。该种处理方法可有效检测到超声散射回波信号的时间延迟随温度变化的趋势。 展开更多
关键词 超声 无损测温 互相关 热疗
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基于频谱图像灰度共生矩阵的无损测温方法 被引量:1
9
作者 胡强 丁亚军 +3 位作者 盛祎 颜佩 邹孝 钱盛友 《激光生物学报》 CAS 2016年第5期471-476,共6页
本文提出了一种基于哈达玛变换的频谱图像灰度共生矩阵(Hadamard-GLCM)的高强度聚焦超声治疗无损测温方法。利用高强度聚焦超声辐照新鲜离体猪肉组织,获取辐照前后的B超图像的减影图像,采用Hadamard变换对其进行处理,获取频谱图像,将频... 本文提出了一种基于哈达玛变换的频谱图像灰度共生矩阵(Hadamard-GLCM)的高强度聚焦超声治疗无损测温方法。利用高强度聚焦超声辐照新鲜离体猪肉组织,获取辐照前后的B超图像的减影图像,采用Hadamard变换对其进行处理,获取频谱图像,将频谱图像的灰度共生矩阵惯性矩作为反应温度变化的信息参数。实验表明:不仅单组数据的Hadamard-GLCM惯性矩(HGMI)和温度能很好的线性拟合,而且多组数据的Hadamard-GLCM惯性矩与温度也成近似的线性关系,而且斜率非常接近,拟合度更接近1,误差小,对温度的分辨能力高,容错能力强,与传统的测温方法相比有着明显的优势,能为HIFU治疗过程中的无损测温提供有效的实时依据。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 无损测温 Hadamard-GLCM 频谱图像 惯性矩
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超声无损测温和相关研究 被引量:3
10
作者 王鸿樟 《声学技术》 CSCD 2000年第2期50-52,共3页
超声治癌已获得愈来愈多的重视和发展。超声温热疗法和烧蚀疗法都要求作温度监测。有损测温法会碰到难以克服的困难。本文论述无损测温的研究和发展 ,提供几种无损测温方法。这些是 :(1 )穿透超声渡越时间法 ;(2 )有限元法 (或差分法 ,... 超声治癌已获得愈来愈多的重视和发展。超声温热疗法和烧蚀疗法都要求作温度监测。有损测温法会碰到难以克服的困难。本文论述无损测温的研究和发展 ,提供几种无损测温方法。这些是 :(1 )穿透超声渡越时间法 ;(2 )有限元法 (或差分法 ,或细胞神经网络法 )解热传导边值问题法 ;(3)超声 CT法 ;(4) 展开更多
关键词 热疗法 烧蚀疗法 超声无损测温 癌症 超声疗法
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基于AR模型的HIFU无损测温方法研究
11
作者 王亚 傅伟 《电子设计工程》 2013年第9期7-10,共4页
自回归功率谱密度(AR-PSD)方法的基础是生物组织的离散散射体模型〔超声体模〕理论,该模型认为生物组织为半规则的散射体分布的,这种方法是基于温度和频移的相关特性。本文介绍超声回波信号对HIFU(High Inten-sity Focused Ultrasound)... 自回归功率谱密度(AR-PSD)方法的基础是生物组织的离散散射体模型〔超声体模〕理论,该模型认为生物组织为半规则的散射体分布的,这种方法是基于温度和频移的相关特性。本文介绍超声回波信号对HIFU(High Inten-sity Focused Ultrasound)治疗的测温技术,从测温模型和算法,实验仪器的设计和构建,仿真和离体实验中获取了一套有效的测温方法,利用Matlab7.1和VC++6.0作为工具对超声回波信号进行计算机仿真,并从实验获得的超声回波信号中分析出具体的温度变化,验证了算法的可行性。 展开更多
关键词 无损测温 AR模型 功率谱密度函数 算法
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基于Gabor变换和灰度梯度共生矩阵的超声无损测温研究 被引量:9
12
作者 肖达 王润民 +3 位作者 邹孝 董胡 钱盛友 江剑辉 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1684-1688,共5页
提出了一种基于Gabor变换和灰度梯度共生矩阵(CMGG)的超声无损测温方法。通过高强度聚焦超声(HIFU)对新鲜离体猪肉组织进行辐照,实时获取辐照前后的超声图像,对其做数字减影和Gabor滤波,提取归一化后灰度梯度共生矩阵的二阶参数梯度平... 提出了一种基于Gabor变换和灰度梯度共生矩阵(CMGG)的超声无损测温方法。通过高强度聚焦超声(HIFU)对新鲜离体猪肉组织进行辐照,实时获取辐照前后的超声图像,对其做数字减影和Gabor滤波,提取归一化后灰度梯度共生矩阵的二阶参数梯度平均、混合熵和逆差矩作为温度的表征参数。实验结果表明:Gabor滤波后的灰度-梯度共生矩阵的二阶参数梯度平均、混合熵和逆差矩与温度的相关系数分别达到0.980 4、0.985 4和-0.964 4,优于传统的灰度均值法和实值Gabor系数法。Gabor滤波后的灰度-梯度共生矩阵的二阶参数混合熵在37℃~55℃能较好地反映温度变化信息,梯度平均则在55℃~85℃有更好的测温效果。 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 无损测温 GABOR变换 灰度共生梯度矩阵
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基于时频分析的反射超声无损测温新方法 被引量:5
13
作者 于洪斌 王鸿樟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期1202-1205,共4页
为适应超声加热治癌中控温的需求,提出了一种无损测温法.基于维格纳分布函数(WDF)的时频图分析,导出分层介质目标中相邻层上回波脉冲频谱幅度之比与相邻层声速差之间的关系.设以正态函数描述肿瘤升温后的声速分布,解得声聚焦... 为适应超声加热治癌中控温的需求,提出了一种无损测温法.基于维格纳分布函数(WDF)的时频图分析,导出分层介质目标中相邻层上回波脉冲频谱幅度之比与相邻层声速差之间的关系.设以正态函数描述肿瘤升温后的声速分布,解得声聚焦点邻区内沿层面法线方向上的温度分布.计算结果与实测结果吻合良好. 展开更多
关键词 超声热疗 无损测温 分层介质 时频分析 反射式
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反射超声无损测温 被引量:3
14
作者 于洪斌 王鸿樟 《声学技术》 CSCD 1997年第3期101-103,共3页
反射超声无损测温于洪斌王鸿樟(上海交通大学,生命科学技术学院,生物医学工程系·200030)1引言近年加热治癌愈益受到重视。热疗(Hyperther-mia)是使癌组织升温到43~46℃,保持适当时间,以抑制癌肿... 反射超声无损测温于洪斌王鸿樟(上海交通大学,生命科学技术学院,生物医学工程系·200030)1引言近年加热治癌愈益受到重视。热疗(Hyperther-mia)是使癌组织升温到43~46℃,保持适当时间,以抑制癌肿,达到治疗目的。热疗中测温和控温是关键... 展开更多
关键词 THFU 反射式 超声无损测温
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基于超声图像纹理特征的RFA治疗无损测温技术研究
15
作者 陈铭 赵兴群 姚林方 《生物医学》 CAS 2021年第2期31-39,共9页
在肿瘤热疗中,治疗效果与组织区域处的温度监控有直接的关系,超声可以作为热疗中实现组织无损测温的一种重要手段。本文提出了一种基于超声图像纹理分析的应用于肿瘤热疗的无损测温方法,对新鲜离体动物肾脏进行射频消融(Radiofrequency ... 在肿瘤热疗中,治疗效果与组织区域处的温度监控有直接的关系,超声可以作为热疗中实现组织无损测温的一种重要手段。本文提出了一种基于超声图像纹理分析的应用于肿瘤热疗的无损测温方法,对新鲜离体动物肾脏进行射频消融(Radiofrequency Ablation, RFA)实验并实时记录超声影像及对应温度数据,对消融前后的减影图像进行小波变换并提取处理后图像的灰度梯度共生矩阵中的特征参数与温度进行曲线拟合。结果表明,在射频消融实验中,处理后超声图像的特征参数混合熵与温度具有显著的线性相关性,验证了所提出方法应用于消融过程中温度监控的可行性。 展开更多
关键词 超声无损测温 射频消融 小波变换 灰度梯度共生矩阵
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肿瘤热疗无损测温方法的研究进展 被引量:6
16
作者 嵇敏洁 印佳 +2 位作者 杨悦 韩佳薇 吴小玲 《北京生物医学工程》 2019年第1期96-101,共6页
肿瘤热疗(hyperthermia)是利用肿瘤组织对温度敏感性高于正常组织的性质,即人体正常细胞在42. 5~43℃下不会受到损伤,但大部分肿瘤细胞在该温度下会被诱导进入凋亡过程。临床上应用超声、微波或红外等作为加热源,加热并杀死肿瘤组织而... 肿瘤热疗(hyperthermia)是利用肿瘤组织对温度敏感性高于正常组织的性质,即人体正常细胞在42. 5~43℃下不会受到损伤,但大部分肿瘤细胞在该温度下会被诱导进入凋亡过程。临床上应用超声、微波或红外等作为加热源,加热并杀死肿瘤组织而使得正常组织基本不受损伤。但是对于如何精确测量肿瘤热疗的温度从而控制热疗剂量仍然是一个难题。本文综述了目前肿瘤热疗过程中电阻抗断层成像(ectrical impedance tomograph,EIT)测温、红外热图引导技术、微波辐射测温法、超声无损测温、磁共振成像测温(magnetic resonance imaging,MRI)等无损测温方法及其研究现状,展望了如何有效精确测量肿瘤热疗时的温度,为控制肿瘤热疗的热剂量提供参考,以期在不伤害正常组织的前提下,使肿瘤组织产生不可逆的损伤。 展开更多
关键词 肿瘤热疗 度敏感性 无损测温 精确性 热剂量
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基于BEMD与随机森林算法的HIFU治疗无损测温方法 被引量:2
17
作者 郭燕 丁亚军 +1 位作者 钱盛友 陈兴 《测试技术学报》 2018年第6期487-492,共6页
获取高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)辐照前后的新鲜离体猪肉组织减影图像,通过二维经验模态分解(Bidimensional Empirical Mode Decomposition,BEMD)方法将其分解为两个固有模态函数(IMF)和一个余量.将各分量... 获取高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)辐照前后的新鲜离体猪肉组织减影图像,通过二维经验模态分解(Bidimensional Empirical Mode Decomposition,BEMD)方法将其分解为两个固有模态函数(IMF)和一个余量.将各分量图像的灰度均值作为反应温度变化的解释变量构建HIFU治疗无损测温的随机森林(RF)模型,对图像温度进行预测.对比分析同样以灰度均值作为解释变量的预测B超图像温度的线性回归方程模型、支持向量机(SVM)模型、BEMD-SVM模型以及RF模型的预测结果,发现BEMD-RF模型测温有着较高的精度,在40~75℃的温度范围内,测温误差在3℃以内,满足HIFU治疗过程中对温度监测的需求,实用性更强. 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 二维经验模态分解 无损测温 随机森林 支持向量机
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超声治癌与无损测温研究 被引量:9
18
作者 王鸿樟 鲍苏苏 +1 位作者 于洪斌 钱盛友 《物理》 CAS 1997年第10期608-612,共5页
至今已有很多关于超声治癌的研究.热疗已上升为治疗癌月重的主要方法之一.文中简述了热疗的历史发展、生物物理学基础和超声热疗的技术面貌,报道了对肿瘤或前列腺烧疗的高强度相控聚焦超声技术,它可在10s以内使肿瘤内升温超过7... 至今已有很多关于超声治癌的研究.热疗已上升为治疗癌月重的主要方法之一.文中简述了热疗的历史发展、生物物理学基础和超声热疗的技术面貌,报道了对肿瘤或前列腺烧疗的高强度相控聚焦超声技术,它可在10s以内使肿瘤内升温超过70℃. 展开更多
关键词 超声热疗 无损测温 相控聚焦超声 肿瘤治疗
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生物体非均匀热物性测试方法及无损获取生物体皮下温度的近似变分解
19
作者 刘静 任泽霈 王存诚 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 1997年第2期174-180,192,共8页
本文提出了一套可用于同时测定生物传热方程Pennes方程中随空间变化的导热系数K、血液灌注率Wb和代谢热产率qm以及导温系数α的新方法,从而克服了传统生物热物性测试技术中诸如只能测量常物性的K、Wb和α以及qm难以利... 本文提出了一套可用于同时测定生物传热方程Pennes方程中随空间变化的导热系数K、血液灌注率Wb和代谢热产率qm以及导温系数α的新方法,从而克服了传统生物热物性测试技术中诸如只能测量常物性的K、Wb和α以及qm难以利用Pennes方程测出的不足;文中超定方程采用Householder变换法求解。为了实现对深核体温的无创测取,本文进一步将变分原理引入强非线性生物传热方程的求解,获取了该问题的近似变分解。这些内容可为研究生物传热学、热生理学以及实现肿瘤热疗中的温度监控打下一定的基础。 展开更多
关键词 生物传热 非均匀热物性 无损测温 近似变分解
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无损估计体内温度的超声方法 被引量:13
20
作者 孙志民 周国辉 +1 位作者 汪源源 王威琪 《中国医疗器械信息》 2003年第6期4-7,共4页
测量体内组织温度可以为临床诊断提供帮助,在肿瘤热疗中则会直接影响热疗的效果。无损测温技术主要有电阻抗(EIT)测温、微波(MW)测温、核磁共振(MRI)测温和超声测温等,它们能够避免有损测温方法存在的缺点。超声无损测温技术利用超声扫... 测量体内组织温度可以为临床诊断提供帮助,在肿瘤热疗中则会直接影响热疗的效果。无损测温技术主要有电阻抗(EIT)测温、微波(MW)测温、核磁共振(MRI)测温和超声测温等,它们能够避免有损测温方法存在的缺点。超声无损测温技术利用超声扫描热疗生物组织,基于超声声速模型、非线性参数、回波时移特性、回波频移特性和散射能量等特性,对超声信号进行分析,有效地提取组织温度信息,较其他方法具有更好的综合性能。本文对各种超声无损测温方法的原理和存在的问题进行分析,概述了目前国内外有关的研究现状。 展开更多
关键词 体内 超声方法 无损测温技术 热疗
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