Yüksek genlikli odaklı ultrason transdüser dizinine verilecek fazların MR görüntüleri yardımı ile oluşturulması

Abstract

Günümüzde, yüksek genlikli odaklı ultrason (HIFU) doku ısıtma, doku yakma, kan pıhtılaştırma ve taş kırma gibi pek çok uygulamada kullanılmakta ve önemi her geçen gün artmaktadır. HIFU uygulamalarında karşılaşılan önemli problemlerden biri faz hataları nedeni ile odak noktasının kayması ve dağılmasıdır. Homojen ortamlarda herhangi bir noktaya doğru bir şekilde odaklamak için ultrasonik transdüser elemanlarına uygulanacak fazlar kesin olarak hesaplanabilir. Fakat insan vücudu gibi homojen olmayan ortamlarda dokular arası ses hızı farklılıkları faz hatalarına sebep olur. Transdüser dizini ile hedef nokta arasında bulunan dokunun her bir noktasındaki ses hızlarını bilmemiz durumunda bu faz hatalarının oluşması engellenebilir. Manyetik Rezonans (MR) görüntüleri bize dokudaki ses hızı ile ilgili bilgileri sağlayabilir ve bu sayede MR güdümlü Isıl tedavi (MRgFUS) sürecinde bu faz hatalarının olması engellenerek bu süreç hızlandırılabilinir. Bu çalışmada MR görüntülerinden dokudaki su ve yağ ağırlıkları belirlenerek dokunun ses hızının bulunmasına çalışılmış ve bulunan ses hızları ile yaratılan ortamlarda ters yayılım methodu ve sesin kırılmadığı varsayımı ile çeşitli denemeler yapılarak istenilen hedef noktası için transdüser dizinine verilmesi gereken fazlar başarı ile hesaplanmıştır.

High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) is becoming increasingly available for ablation of unwanted tissue, for coagulation of blood and for crushing kidney stones. One of the important problems associated with HIFU is the smearing and spatial shift of the focal spot due to phase errors. For a homogeneous medium the phase delays associated with each ultrasonic array element to form a beam is known exactly. However, when the medium is inhomogeneous like human body, the variations in the speed of sound cause phase errors. Knowing the speed of sound in tissue between the transducer array and target greatly remedies this problem. The information obtained from MR images can be used to correct the phase of each transducer element. In this way, treatment duration for MRgFUS reduces. In this study we used water supressed and fat supressed MR images for determining the speed of sound in tissue then we used this information and some methods, like backprojection, to compute the phase delays associated with each aray element of the HIFU transducer.