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高強度聚焦超音波之熱影像溫度分佈研究

為了解決flir熱像儀價格的問題，作者趙政閎 這樣論述：

高強度聚焦超音波(High-intensity Focused Ultrasound, HIFU) 主要是利用大面積的超音波探頭，取得較好的幾何型聚焦超音波，於聚焦點處產生高時間平均強度(time-averaged intensity)的超音波，對聚焦的組織產生破壞。其目前已經被廣泛的應用在臨床系統上，也是醫療美容與皮膚方面的新興利器，相較於過往的傳統手術，其利用超音波聚焦特性，將高能量的超音波準確的聚焦在病灶，促使體內的病灶壞死，壞死的細胞再藉由人體吸收，藉以縮短術後的恢復時間，而其非侵入性、無創傷、出血量少、無輻射等優點，其優點及其特性成為了本研究的動機。然而高強度聚焦超音波在使用上有肉

眼難以判斷溫度變化的問題，因此需要藉由其他影像工具來協助，而隨著紅外線熱像儀(Thermal Imager)的研發逐漸改善後，已能提供更高解晰度的影像、更高準確度的溫度量測，以及資料可儲存，並供研究、分析及追蹤治療，並利用影像辨識的技術將擷取出的影像數據化，提供大量數據運算，以利改善肉眼辨識的誤差，再加上積體電路的盛行CMOS製程應用在紅外線熱像儀上，不僅將體積變小，價格相對便宜，因此對於應用在高強度聚焦超音波上完全不會因為體積的大小、或是價格的昂貴造成負擔。因此本論文使用紅外線熱像儀(FLIR Lepton® 3.5)做為影像輸入，並提出一套高強度聚焦超音波的量測分析技術將擷取之影像進行分析

並應用於紅外線熱像儀，藉以觀察、分析、研究高強度聚焦超音波能量釋放後的變化。而本論文使用紅外線熱像儀量測與分析，其能量釋放後溫度急劇上升，並且在60至80秒內能量逐漸降低達到穩態，而其散熱時間約略落在18至56秒間；而其溫度分佈擴散，也會隨時間逐漸擴散溫度分佈擴散之直徑，其聚焦之聚焦加熱點大小，其溫度擴散之半寬高的直徑約落在2.35mm~5.47mm。由此實驗可得證，高強度聚焦超音波加熱功率大相對的溫度上升也較高，熱散失也相對較低，所需的時間較長，時間常數較大，而間距越密，溫度上升越大，散熱時間也相對較久，所以時間常數也大，因此間距小達到穩態所花費的時間也相對較長，而其溫度分佈擴散則因散熱時間

久，所以溫度擴散直徑也越大。而從上述之結論我們可以推斷出高強度聚焦超音波其特性與反應運用在仿體上的結果與其物理特性相符，而紅外線熱像儀用於高強度聚焦超音波的分析與研究上也是相當有效的。關鍵字：高強度聚焦超音波、熱影像、影像辨識。

多波長雷射應用於體外膽結石處理

為了解決flir熱像儀價格的問題，作者張文翔 這樣論述：

這項研究目的在利用膽結石的光吸收特性，開發一種新的雷射治療膽結石（雷射碎石術）。目前，用於治療膽結石的雷射產品非常昂貴，價格在2萬至5萬美元之間。雷射碎石手術是一個耗時的過程，通常超過60分鐘。以目前醫療雷射波長來說，是使用近紅外光或紅外光範圍內的脈衝固態雷射於清除膽結石手術。常用的雷射包括鈥雷射（λ〜2.1μm）和釹雅各雷射（λ〜1.064μm）。但是，這些雷射波長與膽結石的吸收光譜並不匹配。因此，需要非常高的功率才能有效消融膽結石（因吸收效率低下）。為了進行比較，我們首先使用吸收光譜儀分析膽結石的光學吸收光譜，顯示在400至450 nm的範圍內有很強的吸收帶。然後使用輸出波長為445 n

m，520 nm和638 nm的多波長半導體雷射模組來燒灼膽結石。先用445 nm的波長開始燒灼。膽結石經過初次燒灼碳化後，再同時使用其他波長加速燃燒。雷射燃燒後膽結石的脆化使其易於通過機械手段去除，將燒灼後的結石再去做應力測試，檢視是否因此雷射燒灼後更容易用機械手段將膽結石破碎。而半導體雷射跟膽結石吸收光譜有著良好的對應關係於體外實驗，但卻不利於在液體中進行碎石，故後續又嘗試了Q-switched脈衝雷射532nm的波段對液體中的膽結石進行碎石，由於532nm在膽結石吸收光譜是第二高的吸收峰值，且又可以在液體中進行碎石，是個不錯的考量。這項研究中的膽結石檢體，是來自手術移除的膽結石，於體外雷

射碎石測試。