多频谐波叠加两阶段毫秒长超声脉冲组织毁损控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多频谐波叠加两阶段毫秒长超声脉冲的组织毁损控制方法，方法包括对换能器分裂阵的多频谐波叠加波形以及声场进行仿真，得到不同相位控制下的叠加波形和焦点模式，确定不同频率阵元间的最优相位差，同时产生分裂焦点；基于最优相位差进行两阶段的毁损：第一阶段的毁损利用第一脉冲超声作用于靶点的实验样本，诱导产生沸腾气泡，使靶区实验样本初步均匀化，形成疏松结构；第二阶段的毁损利用第二脉冲超声彻底机械粉碎和均匀化靶区实验样本；第一脉冲和第二脉冲均为毫秒长脉冲。相比于单品但焦点采用单一脉冲序列的组织毁损，多频谐波叠加两阶段毫秒长超声脉冲组织毁损控制方法的毁损效率更高。毁损控制方法的毁损效率更高。毁损控制方法的毁损效率更高。

【技术实现步骤摘要】
多频谐波叠加两阶段毫秒长超声脉冲组织毁损控制方法和系统


[0001]本专利技术属于超声
，涉及一种多频谐波叠加结合两阶段毫秒长超声脉冲组织毁损模式控制方法和系统。

技术介绍

[0002]组织毁损(Histotripsy)是一种较为新颖的方法，它使用高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound，HIFU)作用于靶区组织，高强度聚焦超声(HIFU)是一种非侵入性的聚焦超声手术方法，其工作原理是利用热效应、机械效应或者空化效应使靶区发生一系列不可逆的生物学效应，而不损伤超声传播路径及靶区外的正常组织。HIFU的治疗方法主要分为热消融和组织毁损两种。传统的热消融模式主要利用了超声的热效应，使靶区组织温度在短时间内升高并发生蛋白质变性和不可逆的凝固性坏死，形成热损伤；而组织毁损则主要利用了超声的空化机械效应，使靶区组织粉碎为微米尺寸的亚细胞碎片。
[0003]组织毁损治疗与热消融模式相比具有很多优势：(1)组织毁损可以克服热消融模式中由于热池效应(Heat Sink Effect)难以毁损大血管附近病变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多频谐波叠加两阶段毫秒长脉冲超声的组织毁损控制方法，其特征在于，包括以下步骤：对换能器分裂阵的多频谐波叠加波形以及声场进行仿真，得到不同相位控制下的叠加波形和焦点模式，确定不同频率阵元间的最优相位差，同时产生分裂焦点；最优相位差满足：在双二倍频、双三倍频和三频谐波共焦叠加时控制二倍频相位差为135
°
、三倍频相位差为60
°
；基于最优相位差进行两阶段的毁损：第一阶段的毁损利用第一脉冲超声作用于靶点的实验样本，诱导产生沸腾气泡，使靶区实验样本初步均匀化，形成疏松结构；第二阶段的毁损利用第二脉冲超声彻底机械粉碎和均匀化靶区实验样本；第一脉冲和第二脉冲均为毫秒长脉冲；第一脉冲超声的占空比为5％～10％；第二脉冲超声的占空比为0.5％～2％。2.根据权利要求1所述的多频谐波叠加两阶段毫秒长脉冲超声的组织毁损控制方法，第一脉冲超声由20～100组占空比为5％～10％的脉冲序列组成，每组脉冲序列由单个脉冲持续时间PD为1～100ms、脉冲重复频率PRF为2～30Hz的脉冲串组成。3.根据权利要求1所述的多频谐波叠加两阶段毫秒长脉冲超声的组织毁损控制方法，第二脉冲超声由10～30组平均占空比DC为0.5％～2％的脉冲组组成，每组脉冲序列由10～100脉冲持续时间PD为1～100ms、脉冲重复频率PRF为2～30Hz的单脉冲组成，每组脉冲之间有500～3000ms的停止时间。4.根据权利要求1所述的多频谐波叠加两阶段毫秒长脉冲超声的组织毁损控制方法，其特征在于，所述换能器为球面聚焦扇形、扇蜗形或矩形分裂阵。5.根据权利要求1所述的多频谐波叠加两阶段毫...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆明珠，杨荣政，刘烜，毛建允，张翌，张权，齐亭亭，万明习，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：