發展超音波多尺度複合Nakagami 影像用於組織射頻燒灼監控與溫度場偵測

計畫背景: 射頻燒灼是目前最廣泛用來治療肝腫瘤的一種替代治療方法。在燒灼過程中，超音波影像經常被用來導引燒灼電極在組織中的穿刺過程，以提供即時且有效的定位。當射頻燒灼操作在高功率時，組織內部會因為快速上升的熱效應產生氣泡，使得影像中燒灼區域為高回音特性。於低功率操作時，組織內部溫度會隨時間上升，但不會有顯著的氣泡生成。因此，不同的超音波影像模式分別用來負責高功率燒灼(B模式)以及低功率燒灼(溫度影像)的治療範圍評估。面對挑戰: 在高功率燒灼下，氣泡產生會使得燒灼區域下方產生強烈的陰影效應(shadow effect)，使得超音波灰階影像無法有效描述燒灼區域。對於低功率燒灼模式來說，可以使用超音波溫度影像方法來監控溫度場以評估燒灼區域，但傳統溫度影像的建構需要額外進行斑紋追蹤與回波位移補償，這會讓燒灼過程的溫度場監控變得複雜難行。另外，目前並沒有任何單一影像技術，可以同時支援高功率與低功率的燒灼監控。本計畫策略: 我們最近研究發現，超音波 Nakagami 參數影像可以有效偵測燒灼陰影區域中的散射訊息，並且可以在沒有回波位移補償的情況下，進行組織內部的溫度分佈成像。因此，我們規畫為期三年的研究計畫，來發展一創新的超音波 Nakagami 成像技術，使之具備高解析度、燒灼範圍之陰影區域散射訊息偵測，以及組織內部溫度場描述之能力。計畫目標: 在第一年，我們發展本計畫的關鍵技術: 多尺度複合超音波 Nakagami 成像技術，並設計模擬與仿體實驗來測試該方法在散射子濃度定量、解析度、邊界偵測能力、以及影像平滑度的表現。第二年，我們研究多尺度複合 Nakagami 影像的溫度效應，以評估該方法做為溫度成像的可行性。第三年，我們將執行組織燒灼與大動物實驗，研究多尺度複合 Nakagami影像監控高功率以及低功率射頻燒灼的表現。

系統編號:PB10207-0372
原計畫編號:NSC102-2221-E182-008