MRI-pHIFU子宮肌瘤治療系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)研究.pdf

1、相控高強(qiáng)度聚焦超聲(Phased High Intensity Focused Ultrasound，pHIFU)熱療技術(shù)可以對(duì)用于非侵入性的物理治療。它可以穿過(guò)皮膚表層而不引起損傷，將超聲產(chǎn)生的熱能量聚集于靶區(qū)，從而使靶區(qū)溫度迅速上升。當(dāng)靶區(qū)溫度達(dá)到65℃以上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱損傷，消融腫瘤的同時(shí)不會(huì)引起其他正常組織的損傷。同時(shí)，超聲治療幾乎沒(méi)有任何生物毒副反應(yīng)，可以在必要的時(shí)候進(jìn)行多次治療。
　　在臨床治療中，安全性與可靠性至關(guān)重

2、要。近幾年磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技術(shù)發(fā)展迅猛，相較于X射線、電子斷層掃描（Computed Tomography，CT）等成像設(shè)備，MRI成像具有無(wú)放射損傷、高分辨率的特點(diǎn)，尤其是MRI無(wú)損實(shí)時(shí)測(cè)溫技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，使得MRI技術(shù)逐步成為pHIFU治療過(guò)程提供影像支持的首選方式。MRI技術(shù)可以為PHIFU手術(shù)確定術(shù)前靶區(qū)，術(shù)中監(jiān)測(cè)、測(cè)溫，術(shù)后評(píng)估，在pHIFU治療中起到了至關(guān)重要的作用。目前

3、，國(guó)內(nèi)外有很多知名的研究團(tuán)隊(duì)都在致力于MRI引導(dǎo)pHIFU技術(shù)的研究。
　　本文主要完成了MRI-pHIFU子宮肌瘤治療系統(tǒng)的軟件研發(fā)和升級(jí)。該系統(tǒng)由上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)儀器研究所自主研發(fā)的pHIFU設(shè)備和鑫高益醫(yī)療器械股份有限公司提供的1.5T超導(dǎo) MRI共同組成?；诂F(xiàn)有的硬件系統(tǒng)和實(shí)際需求，重新構(gòu)建系統(tǒng)框架，開(kāi)發(fā)了一套系統(tǒng)穩(wěn)定、操作便捷的軟件系統(tǒng)。整個(gè)軟件系統(tǒng)分為兩個(gè)軟件：一個(gè)是運(yùn)行在工控機(jī)上，主要負(fù)責(zé)對(duì) pHIFU控制的H

4、ifuControl軟件；另一個(gè)是主機(jī)上的HifuMain軟件，負(fù)責(zé)完成治療中大部分操作內(nèi)容，以及和HifuControl、MRI通信。在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，依據(jù)軟件工程的思想，對(duì)整個(gè)軟件進(jìn)行需求分析，明確功能和性能。在此基礎(chǔ)上基于模塊化編程的思想，采用單例設(shè)計(jì)模式、狀態(tài)設(shè)計(jì)模式等設(shè)計(jì)模式，使得整個(gè)軟件穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到功能需求。同時(shí)利用SVN進(jìn)行版本控制，方便團(tuán)隊(duì)合作和軟件的傳承，利用Doxygen規(guī)范注釋?zhuān)奖闵蓞⒖际謨?cè)。
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5、軟件系統(tǒng)治療過(guò)程可分為探頭定位，MRI掃描控制，pHIFU參數(shù)設(shè)置，治療區(qū)域勾選，治療計(jì)劃生成、治療啟動(dòng)等步驟。單層面治療可以依據(jù)測(cè)溫結(jié)果完成閉環(huán)控制，自動(dòng)治療。因MRI測(cè)溫尚達(dá)不到實(shí)時(shí)測(cè)溫的要求，約5s完成一次測(cè)溫，所以采用脈沖式加熱方法，自動(dòng)生成治療時(shí)序，對(duì)焦點(diǎn)溫度和整個(gè)靶區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在當(dāng)前治療點(diǎn)達(dá)到65℃后自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)點(diǎn)的治療，進(jìn)而完成單個(gè)層面的自動(dòng)治療。在此基礎(chǔ)上，完成多個(gè)層面治療后可以實(shí)現(xiàn)腫瘤的消融。在軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成后，已