HIFU（高强度聚焦超声）探头的运动控-人机交互工程专业毕业论文.docx

学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 王舷磁 导师签名．涌 ＼ 签字日期：7内辟(月厂日 签字日期：矽咿年乡月  独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者躲王老叉嗡签字嗍刎驴年，月』，日 53  致谢 本论文的研究工作是我在北京交通大学信息科学研究所两年的工作成果。在 硕士研究生生活即将结束之际，我衷心地感谢在过去两年多给我许多帮助的老师、 朋友和同学。 首先向我的导师胡秉谊教授致以衷心的感谢。在研究生学习期间，胡老师的 谆谆教诲引导着我不断进步，而且胡老师更以其渊博的学识、严谨求实的治学作 风和锐意进取的科研精神，为我树立了榜样，并将激励着我在今后的学习和工作 中更加努力进取。 其次，我要感谢研究生学习期间的朋友和同学，特别是同在实验室工作的师 姐和同学们。实验室工作期间，盛艳、张如彩、李莹、李源、王晶、尹梓颖、彭 大静、周艉等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的 感激之情。 最后要感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业， 他们的鼓励也一直是我前进的动力。希望这篇论文可以给他们带来欣慰和欢笑。  1综述 1．1 FU项目背景 HIFU(High Intensity Focused Ultrasound)且O高强度聚焦超声，???原理是将高强 度聚焦超声束在体内聚焦，在0．1～1秒钟内使焦斑处组织升温达到65摄氏度以 上高温，产生的高温效应、空化效应、机械效应和声化学反应，使肿瘤细胞形成 不可逆转的凝固变性，从而达到治疗癌症的目的。由于超声波对人体无辐射、无 毒害、手术无创口、非侵入式治疗、术后无明显副作用等特点，近年来这项技术 得到快速的发展。其基本治疗原理如图1-1所示。 超声源 图l-1 HIFU的基本原理 Fig．1—1 the Basic Theory of HIFU HIFU在医疗领域的应用，最早是在1960年，Meyers和Fry等人的研究表 明HIFU能够有效的甚至彻底的缓解帕金森氏症病人的痛苦[1]。1982年，HIFU首 次用于眼科临床治疗青光眼。2002年，法国巴黎大学[3]提出了颅骨内声波聚焦 方法。美国哈佛大学Clement等人[4]首次在实验中实现了颅骨内的高强度超声 聚焦。2004年10月，美国食品及药品管理局(FDA)正式同意InSightec—TxSonics Inc．公司研制的ExAblate2000型MRI引导HIFU治疗机进入临床应用，这也是 FDA认证的首台HIFU治疗设备[5]。 在我国，HIFU的研究同样取得了很大的进展，并被国家列为863医疗器械项 目中，支持额度最高的项目之一。在国内发展中重庆医科大学率先将HIFU治疗技 术实用化并投入临床实验，取得了令人瞩目的成就。他们最早将其应用于超声抗 早孕的研究[6][7]，1997年他们自行开发了JC型肿瘤治疗机并投入了临床实 验；1999年获得国家药品监督管理局试生产注册；2000年获得生产注册；出口  到英国、日本等国家，进入临床实验[8][9]；2004年5月通过韩国KFDA认证(目 前世界上最为完备和严格的药品食品监督管理体系之一)。随后，国内十数家厂商 很快推出了类似的产品。 2002年12月，国家食品药品监督管理局制定了《高强度超声聚焦治疗机临 床研究管理分项规定》、《高强超声聚焦治疗机产品标准中必须包括的技术要求》、 《高强超声聚焦治疗机使用说明书必须包括的内容》和《高强超声聚焦治疗机临 床研究效果分析方法》4项技术要求；2003年8月印发到各省(区、市)食品 药品监督管理局遵照执行。 1．2 FU探头定位技术的重要性 HIFU治疗系统涉及医学图像系统、运动控制系统、超声发生系统、水处理系 统和一些其它辅助设备。 超声发生系统是由一组超声治疗探头和超声诊断探头组合而成。超声治疗探 头发射的超声波聚焦后产生足够强度的聚焦斑，以便对肿瘤组织进行“烧蚀治 疗。超声诊断探头发射的超声用于获得肿瘤组织的结构，定位和治疗过程图像的 获取。 循环水处理装置提供去气后供超声传播用的耦合介质，使超