高强度聚焦超声治疗系统应用软件设计与实现

摘要

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound，HIFU)是近年来发展较快的肿瘤无创治疗技术。它利用超声波特有的深穿透能力、强方向性和可聚焦性，将超声波聚焦于靶区组织，在短时间内造成靶区病变组织的急性热损伤，最终导致组织凝固性坏死，从而达到肿瘤治疗的目的。 本课题根据市场上已有的HIFU系统存在的缺陷，创造性地设计了一种HIFU治疗系统的应用软件系统，它主要由护士工作站和医生工作站组成。 护士工作站实现服务器功能，包括图像处理和运动控制两个方面的服务。其中，图像处理包括B超图像采集、B超图像预处理和B超图像的传送。运动控制实现手术过程中治疗参数、治疗指令的传送。 医生工作站作为客户端与护士工作站相连，通过护士站提供的各种服务，实现了B超图像的术前处理、手术规划和手术控制三个主要功能。医生工作站对护士站传送的B超图像进行肿瘤组织的边缘检测与提取，实现图像的术前处理。本文采用一种结合手动识别和边缘检测的计算机半自动识别技术来检测肿瘤组织的边缘。医生根据图像的术前处理结果确定治疗点，制定手术规划，进行手术控制，最终达到治疗肿瘤的目的。

目录

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2高强度聚焦超声治疗的基本原理与特点

1.2.1 HIFU系统的基本治疗原理

1.2.2 HIFU治疗系统的特点

1.3高强度聚焦超声系统的关键技术

1.3.1硬件系统的关键技术

1.3.2软件系统的关键技术

1.4课题的提出与内容安排

1.4.1本课题的提出

1.4.2本课题的研究内容与安排

第二章HIFU应用软件系统的总体架构设计

2.1应用软件系统的主要功能

2.2应用软件系统的设计与搭建

2.3软硬件环境

2.3.1硬件环境

2.3.2软件环境

2.4本章小结

第三章HIFU治疗系统中护士工作站的设计

3.1 B超图像

3.1.1 B超图像特性分析

3.1.2 B超图像数学描述

3.2 B超图像采集模块

3.3 B超图像预处理模块

3.3.1 B超图像滤波处理

3.3.2 B超图像的增强处理

3.4 B超图像的传送模块

3.4.1传输协议设计

3.4.2通信协议设计

3.5运动服务器的部分设计

3.5.1传输协议设计

3.5.2通信协议设计

3.6本章小结

第四章HIFU治疗系统医生工作站的设计

4.1 B超图像处理模块

4.1.1图像边缘检测与提取

4.1.2 B超图像手动识别

4.1.3 B超图像计算机半自动化识别

4.2通信接口模块

4.2.1病历服务器基本说明

4.2.2病历服务器与医生工作站的通信

4.3 HIFU系统手术规划模块

4.4本章小结

第五章HIFU治疗系统应用软件的实现

5.1护士工作站

5.1.1图像服务器的实现

5.1.2运动服务器的实现

5.2医生工作站的实现

5.2.1 B超图像处理模块的识别

5.2.2通信接口模块的实现

5.2.3手术规划模块的实现

5.3安全性控制与检测

5.4本章小结

第六章结束语

参考文献

作者简历