ارزیابی پارامتر غیرخطی بودن (B/A) و پارامتر h در انتشار اولتراسوند جهت کمی سازی اثر HIFU

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی پزشکی، گروه مهندسی پزشکی،دانشکده مهندسی برق،دانشگاه علم وصنعت ایران

2 استادیارگروه گروه مهندسی پزشکی،دانشکده مهندسی برق،دانشگاه علم وصنعت ایران

3 استادیارگروه گروه فیزیک ،دانشگاه رایرسون

4 استادیارگروه فیزیک ،دانشگاه رایرسون

10.22041/ijbme.2011.13145

چکیده

در این بررسی ارزیابی پارامتر غیرخطی بودن (B/A) و پارامتر h  ازطریق اندازه گیری دامنه اولین و دومین هارمونیک بازگشتی صورت گرفته است. این روش تغییر یافته روش دامنه معین است که با اندازه گیری های پالس-اکو تطبیق داده شده است. این بررسی به صورت غیر تهاجمی روی بافت نرمال و پخته صورت گرفت. برای B/A  نتایج به صورت تصویر و برای h نتایج به صورت میانگین مطلق به دست آمد. نتایج نشان داد که این پارامترها قادر به تفکیک بافت نرمال و پخته می باشند. نتایج این بررسی نوید دهنده مفید بودن پارامتر غیرخطی بودن در زمینه کنترل و پایش HIFU است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of Parameter of Nonlinearity (B/A) and Parameter of h in Ultrasound Propagation for monitor HIFU treatmen

نویسندگان [English]

  • Fateme Bagheri 1
  • Hamid Behnam 2
  • Jahangir Tavakoli 3
  • Siavash Rahimian 4
1 Department of Biomedical Engineering , Faculty of Electrical Engineering , Iran University of Science and Technology
2 Assistant Professor, Department of Biomedical Engineering , Faculty of Electrical Engineering , Iran University of Science and Technology
3 Assistant Professor, Department of Phsics , Ryerson University
4 Assistant Professor, Department of Phsics , Ryerson University
چکیده [English]

In this study we evaluate parameter of nonlinearity and parameter of h by measuring of the amplitude of the second harmonic component and the fundamental component.This method is a variation of the finiteamplitude that has been adopted for pulse echo measurements. We used normal and cooked pork muscle in-vitro. For B/A the result is showed as image and for h the result obtain as absolute mean.The result showed that these parameters can distinguish between normal and cooked tissue.This method was considered to be usable for control and monitoring HIFU.

کلیدواژه‌ها [English]

  • High Intensity Focused Ultrasound
  • Parameter of Nonlinearity
  • tissue characterization
[1]     M. R. Bailey, V. A. Khokhlova, O. A. Sapozhnikov, S. G. Kargl, and L. A. Crum,"Physical Mechanisms of the Therapeutic Effect of Ultrasound" , Acoustical Physics,2003, Vol. 49, No. 4, pp. 369–388.

[2]     Thomas A. Leslie, James E. Kennedy, "Highintensity Focused Ultrasound Principles, Current Uses, and Potential for the Future", Ultrasound Quarterly, 2006, Vol. 22, pp. 263-272.

[3]     Bjørnø L, “Characterization of biological media by means of their non-linearity,” Ultrasonics, 1986, Vol. 24, pp. 254-259.

[4]     Khokhlova VA, Bailey MR, Reed JA, Cunitz BW, Kaczkowski PJ, Crum LA, “Effects of nonlinear propagation, cavitation, and boiling in lesion formation by high intensity focused ultrasound in a gel phantom,” J Acoust Soc Am, 2006, vol. 119, pp. 1834-1848.

[5]     Tavakkoli J., Sanghvi N.T. ,”Ultrasound-guided HIFU and Thermal Ablation “. In: Frenkel V., ed. "Therapeutic Ultrasound: Mechanisms to Applications", Nova Science Publishers, Hauppauge, NY, January 2011, Chapter 6, 137- 161.

[6]     Zagzebski JA, Lu ZF, Yao LX. "Quantitative ultrasound imaging: In vivo results in normal liver. ",Ultrason Imaging , 1993,Vol. 15, pp.335- 351.

[7]     Bamber JC, Hill CR. Ultrasonic attenuation and propagation speed in mammalian tissues as a function of temperature. Ultrasound Med Biol, 1979, Vol. 5, pp. 149-157.

[8]     Seip R, Tavakkoli J, Wunderlich A, Sanghvi NT, Dines KA, Crum LA. Real-time detection of multiple lesions during high intensity focused ultrasound (HIFU) treatments. 2'nd Int Symp on Therapeutic Ultrasound, 29 July-1 August 2002b, Seattle, WA; Conference Proceedings, pp. 168- 175.

[9]     Erich Carr Everbach,”Tissue composition determination via measurement of the acoustic nonlinearity parameter”, 1989, pp. 2:22.

[10] Law WK, Frizzell LA, Dunn F, “Comparison of thermodynamic and finite amplitude methods of B/A measurement in biological materials,” J Acoust Soc Am, , 1983, vol. 74, pp. 1295-1297.

[11] Fatemi M, Greenleaf JF, “ Real-time assessment of the parameter of nonlinearity in tissue using ‘nonlinear shadowing’,” Ultrasound Med Biol , 1996, vol. 22, pp. 1215-1228.

[12] Zhang D, Gong XF, “Experimental investigation of the acoustic nonlinearity parameter tomography for excised pathological biological tissues,” Ultrasound Med Biol, 1999, vol. 25, pp. 593-599.

[13] X Gong,D Zhang,J Liu,H Wang,Y Yan,and X Xu,“Study of acoustic nonlinearity parameter imaging method in reflection mode for biological tissue,”The journal of the Acoustical Society of America , 2004, vol. 116, pp. 1816-1819.

[14] Y Fujii,N Taniguchi,I Akiyama,JW Tsao,and K Itoh,“A new system for in vivo assessment of the degree of nonlinear generation using the second harmonic component in echo signal,”Ultrasound Med Biol , 2004, vol. 30(11), pp. 1511-1517.

[15] فاطمه باقری، حمید بهنام، جهانگیر توکلی و سیاوش رحیمیان، "ارزیابی درجه غیرخطی بودن انتشار اولتراسوند جهت کمی سازی HIFU"، نوزدهمین کنفرانس مهندسی برق (ICEE2011)، دانشگاه امیرکبیر.