聚焦式超声波治疗已经在乳癌、腹腔肿瘤和子宫肌瘤等诸多软组织治疗方面取得了不错的疗效。其用于脑部癌细胞治疗时可以在完全非侵入性的条件下将用高强能量打开脑血屏障,通过微泡将药物送入局部目标区域,增加药物疗效性,且不影响其他正常组织。然而在这个治疗的过程中会发现,骨头组织对超声波吸收相当大,可能会造成能量衰减,焦点偏折,甚至失焦等情况,使得治疗过程中会出现偏差,本文针对这样的情况做了以下几个方面的研究:(1)建立了用来模拟超声波聚焦脑部过程的三维模型。首先采用传统的方法对超声波探头、头骨以及肿瘤各自进行三维模拟,然后建立三维坐标系,将其整合形成完整的三维模型。最后针对肿瘤的位置及大小等信息,提出治疗单元设定的方法和影响因素。(2)基于瑞利-索末菲衍射积分式提出了声场模拟的方法来解决超声波透头骨的多层介质问题,以此在三维模型中模拟超声波透头骨的聚焦过程。然后根据声场模拟过后的聚焦点覆盖程度以及声场分布情况判断此治疗方案的合理程度,以便帮助医生在手术前对不同的病例制定相应的治疗方案。(3)利用OpenGL与C#语言相结合的方式开发了三维可视化界面。此界面可以将治疗方案的相关数据导入以及进行图形重建,加上一些人机交互功能的开发,更为医生能够看到具体的细节信息提供了方便:例如确定肿瘤在脑中的位置、大小等信息;通过鼠标控制图形的放缩以及旋转来多角度的观察图形;或者通过按键选择显示不同的治疗单元信息,以及决定每个治疗单元具体会打出多少个聚焦点。(4)对图形完整清晰程度以及绘图时间的快慢进行了综合的考量分析,将图形显示和人机交互实时性的影响参数进行对比,找出了最适合的参数,以此帮助医生快速准确的查看治疗情况。以上几个方面的研究将对医生在手术前的规划以及手术过程中的操作提供很有用的帮助,并且为基于聚焦式超声波的脑瘤治疗算法的研究开拓了新的方向。