红外热成像聚焦超声声场测量方法综述

沈国峰，余瑛，张鹤林，程春雷，汪灿华



红外热成像聚焦超声声场测量方法综述

沈国峰1*，余瑛2*，张鹤林2，程春雷2，汪灿华2

(1. 上海交通大学生物医学工程学院，上海 200240； 2.江西中医药大学计算机学院，江西南昌 330004)

基于红外热成像技术对聚焦超声声场进行快速、定量测量的方法具有扫描速度快、空间分辨率高、适用频率范围广等优点。但是由于红外线的穿透能力限制，在红外摄像仪和超声吸收体之间需要一个空气层，因此使得超声吸收体内部声场较为复杂，目前已有三种模型对此进行描述，且都得到了相应的实验验证。本文通过分析基于三种模型的超声吸收体内部声场分布和声强估计方法，对其进行了较为详细的描述。为进一步研究该项技术提供了理论参考依据。

聚焦超声；声场测量；红外热成像

0 引言

聚焦超声作为非侵入式的治疗手段，可以治疗肝脏、子宫、乳腺、胰腺、前列腺、肾脏以及骨等器官或组织的良、恶性肿瘤[1-8]。为了保证治疗的安全性和疗效，需要精确控制超声设备的声功率、声场分布等输出参数[9-11]。因此，对聚焦超声声场进行准确、快速的测量具有重要意义。聚焦超声声场测量参数包括声功率、声强、声焦域、声压等[12]。自上世纪90年代以来，国际电工学会(International Electrotechnical Commission, IEC)在聚焦超声声场参数测量方面制定了大量的标准。目前声功率的主要测量方法有辐射力法、量热法和声光衍射法等，声场分布主要通过水听器法来测量[9]。

基于红外热成像技术对聚焦超声的声场参数进行快速、定量测量的方法得到了日益广泛的关注[9-11,13-15]。……