射频消融(Radiofrequency ablation,RFA)是采用射频电场加热杀死癌细胞的肿瘤治疗新手段,是临床上微创治疗肿瘤的常用技术。随着小肾癌的发病比率增加、T1期肾癌诊断时的平均体积逐年减少,医生越来越倾向于选用保留肾单位的射频消融技术治疗小肾癌。消融组织温度的控制是决定治疗效果的关键,而临床上主要由医生根据经验来控制消融程度,因此急需一种无损测温方法来监测消融过程中的温度,保证灭活癌细胞的同时保护正常的肾脏组织。B超作为射频消融过程中的实时监测设备,在众多无损测温的方法中占据独特的优势。本文采用肾脏作为材料研究基于B超图像处理的射频消融治疗中的无损测温方法,探究了超声影像相关特征参数与温度间的关系。设计并进行了肾脏的射频消融实验,实验系统由射频消融系统、温度测量系统和超声测量系统三个模块组成。实验以离体健康猪肾、在体健康猪肾为生物材料,采集了射频消融过程中的B超影像数据、侵入式热电偶测温系统测量的温度数据。影像数据为不同温度下消融组织的B超图像,温度数据是消融区域内温度传感器测得的实时温度值。完成超声影像数据的图像处理,首先进行图像滤波,消除高频噪声;为了确定超声影像感兴趣区域中心,针对实验材料为离体猪肾和在体猪肾两种情况,分别选用手动标记法与自动标记法标记温度探针中心,将标记结果作为感兴趣区域中心;为了消除温度探针在影像中的高回声干扰,对比多种阈值分割法后选用固定阈值法进行探针的分割,最终得到除去温度探针的超声影像感兴趣区域。计算了该区域内的超声特征参数,包括灰度均值、灰度标准差以及灰度梯度值。使用MATLAB对灰度均值、灰度标准差两个特征参数与温度数据进行回归分析,得到了灰度均值—温度、灰度标准差—温度回归模型。采用灰度均值—温度模型对超声视频中的区域进行温度预测,得到2D伪彩色温度分布结果。结果表明,射频消融时肾脏组织超声图像的灰度值、灰度标准差与温度值间呈明显正相关关系,这种关系可以采用分段点为65℃的模型进行描述,此模型在小于65℃时为线性函数,大于65℃时为二次多项式。回归分析得到的结果拟合优度2均大于0.9,说明拟合模型能够较好地反映超声特征参数与温度的关系。该研究结果初步表明,在肾脏的射频消融治疗过程中,超声影像的灰度均值与灰度标准差可以用于无损测量组织的温度,为在临床上使用B超影像相关参数进行无损测温提供了基础。