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計算生物醫學超聲學

  • 作者：萬明習//馮怡//路舒寬
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030591036
  • 出版日期：2019/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：313
人民幣：RMB 150 元      售價：元
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內容大鋼
    生物醫學超聲學是聲學與生物醫學交叉而形成的重要領域。鑒於計算模擬技術在生物醫學超聲領域研究中的重要地位，西安交通大學生物醫學超聲課題組撰寫了本書。萬明習、馮怡、路舒寬等著的《計算生物醫學超聲學》簡明、系統地介紹了計算生物醫學超聲學的概念和內涵，從治療超聲非線性聲場、溫度場、微泡動力學及非線性特性、超聲成像前沿技術、超聲微粒操控和空化等若干方面展開了系統深入的闡述，兼顧經典理論與最新研究成果。
    本書適用於生物醫學超聲相關課程的本科及研究生教學，更適合有志於了解或從事生物醫學超聲計算相關工作的研究生、科研工作者、工程技術人員和臨床醫生使用。
作者介紹
萬明習//馮怡//路舒寬
目錄
第1章  治療超聲的非線性聲場
  1.1  引言
  1.2  非線性聲場的理論基礎與計算模型
    1.2.1  超聲波傳播的非線性特性
    1.2.2  理想流體中有限振幅聲波的線性傳播方程
    1.2.3  黏滯流體中有限振幅聲波的非線性傳播方程
  1.3  聲波非線性傳播分析
    1.3.1  時域波形畸變
    1.3.2  線性與非線性聲壓分佈對比
    1.3.3  聲波傳播非線性變化提升組織熱效應
  1.4  高強度聚焦超聲非線性特性的影響因素
    1.4.1  換能器中心頻率對非線性特性的影響
    1.4.2  超聲波傳播深度對非線性特性的影響
    1.4.3  傳播介質的聲衰減係數對非線性特性的影響
  1.5  本章小結
  主要參考文獻
第2章  治療超聲中生物組織溫度場
  2.1  引言
  2.2  治療超聲中生物組織溫度場的理論與計算
    2.2.1  生物組織中超聲非線性傳播模型
    2.2.2  治療超聲中生物組織內溫升與熱傳導
    2.2.3  治療超聲中生物組織熱劑量
    2.2.4  治療超聲中生物組織溫度場計算流程
  2.3  治療超聲中軟組織溫度場
    2.3.1  治療超聲中軟組織溫度場模型
    2.3.2  肌肉與脂肪組織中溫度場特性
    2.3.3  生物組織不同聲衰減係數和熱導率下的溫度場特性
    2.3.4  不同超聲換能器參數下生物組織溫度場特性
    2.3.5  治療超聲中軟組織熱損傷特性
  2.4  治療超聲中含血管軟組織溫度場
    2.4.1  含血管軟組織溫度場模型
    2.4.2  不同血管直徑下含血管軟組織溫度場特性
    2.4.3  不同血管位置下含血管軟組織溫度場特性
    2.4.4  不同血流速度時含血管軟組織溫度場特性
  2.5  治療超聲中骨-組織溫度場
    2.5.1  治療超聲中腿骨-軟組織界面溫度場模型
    2.5.2  不同的腿骨與超聲焦點相對位置下腿骨-軟組織界面溫度場特性
    2.5.3  不同超聲作用參數下腿骨-軟組織界面溫度場特性
    2.5.4  經顱超聲治療中顱骨-腦組織溫度場模型
    2.5.5  不同超聲換能器參數下經顱治療超聲中顱骨-腦組織溫度場特性
  2.6  本章小結
  主要參考文獻
第3章  單微泡振動與聲散射
  3.1  引言
  3.2  超聲場中單微泡振動理論建模與模擬
    3.2.1  超聲場中微泡的線性和非線性特性
    3.2.2  無包膜自由微泡振動的理論模型
    3.2.3  包膜微泡振動的理論模型
    3.2.4  單微泡振動模型求解與散射回波計算分析
  3.3  不同微泡參數對微泡振動特性及回波特性的影響

    3.3.1  微泡初始半徑對微泡振動特性及回波特性的影響
    3.3.2  微泡包膜厚度對微泡振動特性及回波特性的影響
    3.3.3  包膜彈性對微泡振動特性及回波特性的影響
    3.3.4  包膜黏性對微泡振動特性及回波特性的影響
  3.4  不同介質參數對微泡振動特性及回波特性的影響
    3.4.1  介質表面張力對微泡振動特性及回波特性的影響
    3.4.2  介質黏滯係數對微泡振動特性及回波特性的影響
  3.5  不同聲場參數對微泡振動特性及回波特性的影響
    3.5.1  聲驅動幅度對微泡振動特性及回波特性的影響
    3.5.2  聲驅動相位對微泡振動特性及回波特性的影響
    3.5.3  激勵頻率對微泡振動特性及回波特性的影響
    3.5.4  聲驅動脈衝個數對微泡振動特性及回波特性的影響
  3.6  本章小結
  主要參考文獻
第4章  黏彈性介質中的微泡動力學
  4.1  引言
  4.2  黏彈性介質中的微泡振動模型研究
    4.2.1  基於Maxwell力學模型的微泡振動研究
    4.2.2  基於Kelvin-Vogit力學模型的微泡振動研究
  4.3  黏彈性介質中微泡振動的Yang-Church模型
    4.3.1  Yang-Church模型的形成
    4.3.2  黏彈性介質中微泡振動的共振頻率
  4.4  黏彈性介質中微泡振動特性分析
    4.4.1  激勵聲壓對微泡振動特性的影響
    4.4.2  激勵頻率對微泡振動特性的影響
    4.4.3  微泡初始半徑對微泡振動特性的影響
    4.4.4  介質表面張力對微泡振動特性的影響
    4.4.5  介質黏滯係數對微泡振動特性的影響
  4.5  黏彈性介質中的被動空化檢測
    4.5.1  被動空化檢測信號及頻譜分析
    4.5.2  次諧波信號分析
  4.6  本章小結
  主要參考文獻
第5章  微泡群動力學與聲散射
  5.1  引言
  5.2  理論基礎及計算原理
    5.2.1  液體中雙微泡模型及作用機制
    5.2.2  液體中微泡群模型構建
    5.2.3  聲場中微泡群振動模型與聲散射計算方法
  5.3  微泡間相互作用的Bjerknes力
    5.3.1  微泡初始半徑和微泡間距對Bjerknes力的影響
    5.3.2  Bjerknes係數及其影響因素
  5.4  液體中微泡群的動力學特性
    5.4.1  微泡群模型的理論驗證
    5.4.2  基於立方體和球體結構的微泡群動力學
    5.4.3  基於高斯分佈的微泡群動力學
  5.5  液體中微泡群的聲散射特性
    5.5.1  基於立方體結構的微泡群的聲散射特性
    5.5.2  微泡數目、初始半徑和微泡間距對微泡群聲散射特性的影響
  5.6  本章小結

  主要參考文獻
第6章  波束合成與控制
  6.1  引言.
  6.2  常用超聲波束合成技術
  6.3  超聲自適應波束合成技術
    6.3.1  信號模型
    6.3.2  最小方差無失真響應法
    6.3.3  空間平滑技術
    6.3.4  穩健的波束合成技術
  6.4  改進的超聲自適應波束合成技術
    6.4.1  特徵空間自適應波束合成
    6.4.2  維納自適應波束合成
    6.4.3  廣義相干係數自適應波束合成
  6.5  聚焦波成像中的波束合成方法
  6.6  合成孔徑成像中的波束合成方法
  6.7  平面波成像中的波束合成方法
  6.8  弱聚焦寬波束成像中的波束合成方法
  6.9  本章小結
  主要參考文獻
第7章  血管壁彈性模量重構
  7.1  引言
  7.2  彈性成像理論基礎
    7.2.1  彈性力學基本理論
    7.2.2  彈性模量重構
  7.3  血管壁彈性模量重構有限元模擬
    7.3.1  血管壁彈性模量重構演算法
    7.3.2  血管壁斑塊模型的彈性模量重構
    7.3.3  彈性模量重構的評估和校正
  7.4  血管腔內超聲（IVUS）成像的血管壁彈性重構
    7.4.1  實驗材料和方法
    7.4.2  結果
  7.5  本章小結
  主要參考文獻
第8章  生物組織分數階黏彈性測量與估計方法
  8.1  引言
  8.2  黏彈性理論及其應用
    8.2.1  整數階黏彈性理論與模型
    8.2.2  分數階黏彈性理論與模型
  8.3  黏彈性接觸理論
    8.3.1  彈性接觸理論基礎
    8.3.2  黏彈性Boltzmann積分
  8.4  壓痕試驗
    8.4.1  試驗材料製備
    8.4.2  鬆弛
    8.4.3  蠕變
    8.4.4  鬆弛和載入-卸載
  8.5  模型參數估計方法及參數物理意義
    8.5.1  模型參數估計
    8.5.2  KVFD模型參數物理意義
  8.6  本章小結

  主要參考文獻
第9章  基於稀疏表達模型的超聲成像及GPU並行計算
  9.1  引言
  9.2  稀疏表達模型及GPU 並行計算
    9.2.1  稀疏表達模型及其應用
    9.2.2  稀疏表達的計算
    9.2.3  串列計算及並行計算
    9.2.4  基於GPU 的並行計算
  9.3  基於稀疏表達模型的波束合成
    9.3.1  超聲成像的波束合成問題
    9.3.2  頻域波束合成
    9.3.3  應用稀疏表達模型恢復波束
  9.4  基於稀疏表達模型的解卷積
    9.4.1  超聲成像的解卷積問題
    9.4.2  聯合稀疏表達模型提升超聲圖像的解析度
  9.5  稀疏表達模型的結果與GPU並行計算的性能分析
    9.5.1  稀疏表達模型的建立及優化問題的求解
    9.5.2  稀疏表達模型在超聲波束合成的應用
    9.5.3  稀疏表達模型在超聲成像解卷積的應用
    9.5.4  GPU並行計算的實現與性能分析
  9.6  本章小結
  主要參考文獻
第10章  基於聲輻射力的微球體操控
  10.1  引言
  10.2  基於聲輻射力的微球體操控的理論基礎
    10.2.1  聲輻射力計算的基本原理
    10.2.2  駐波場中聲輻射力的計算公式
    10.2.3  微球體與振動微泡在操控聲場中的運動
  10.3  行波聲場中微球體聲輻射力的計算
  10.4  駐波聲場中微球體聲輻射力的計算
    10.4.1  微粒、微泡的聲輻射力對比
    10.4.2  入射聲束頻率對聲輻射力的影響
    10.4.3  微球體半徑對聲輻射力的影響
  10.5  超聲駐波場中微球體運動規律的計算
    10.5.1  呈180°夾角入射的超聲駐波場中微球體的運動過程
    10.5.2  呈120°夾角入射的超聲駐波場中微球體的運動過程
  10.6  渦旋聲場中的微球體聲操控
    10.6.1  渦旋聲場的研究歷程
    10.6.2  圓周點聲源渦旋聲場的計算理論
    10.6.3  基於聲渦旋的聲輻射力和微粒操控
    10.6.4  渦旋聲場中聲操控過程的計算
  10.7  本章小結
  主要參考文獻
第11章  超聲空化與聲致液滴相變
第12章  光聲空化

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