血管對HIFU焦域影響的實驗研究.pdf

1、高強度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound，HIFU)是利用超聲波的熱效應、空化效應、機械效應等特性非侵入性熱消融病變組織，且對周邊正常組織較小損傷的治療技術，并應用于多種實質(zhì)性腫瘤的治療的臨床治療。這些實質(zhì)性腫瘤可能在人體器官的血管附近生成，與此同時腫瘤生長過程中有營養(yǎng)血管的生成，這些血管的存在可能導致HIFU治療靶區(qū)腫瘤細胞不能完全致死等臨床問題發(fā)生，使HIFU治療的安全性和可靠性不能保障。<

2、br>　　研究目的:
　　本研究選擇與人體軟組織聲學特性相近的含蛋清仿組織體模為研究對象，建立模擬血管的實驗模型，研究血管流量、位置及管徑對HIFU焦域的影響，為HIFU臨床治療方案的制定提供有效的參考依據(jù)。
　　研究方法:
　　結(jié)合臨床實際聚焦超聲治療劑量，考慮腫瘤與其周邊血管的位置距患者體表距離相對固定建立模擬血管的實驗模型，在一定超聲輻照劑量下水體中進行HIFU輻照實驗，研究在血管位置、管徑、血流量條件改變時，血

3、管對形成焦域長、短軸和體積的影響及其變化規(guī)律，并與無血管體模內(nèi)在相同超聲輻照參數(shù)下的焦域進行對比。
　　研究結(jié)果:
　　(1)在相同的輸入功率和輻照時間條件下，隨著輻照深度的增加，體模內(nèi)HIFU形成的焦域體積先增大后逐漸減小。
　　(2)仿組織體模內(nèi)變色區(qū)域，從焦點位置起始出現(xiàn)，隨著輻照時間的增加沿聲軸方向擴展增大，向換能器方向增大的變化速度遠大于沿超聲傳播方向，到一定時間該擴展速度變緩，最終HIFU焦域中心比目標焦點

4、位置更靠近換能器，即焦域中心前移。
　　(3)焦點與血管位置距離越近，HIFU焦域受血管影響越明顯，隨著相對距離的增加，血管的影響逐漸減小。
　　(4)管徑2 mm血管在聲軸上，當血管位于焦點之前且與焦點之間的距離大于8mm時，血管對HIFU的影響可以忽略不計;同樣血管位于焦點之后且距離大于3mm時，其影響也可以忽略不計。
　　(5)管徑2 mm的血管垂直偏離聲軸，隨著偏移距離的增大，血管附近形成焦域與無血管體模內(nèi)相同

5、輻照劑量下焦域的差異逐漸減小，大于3mm時，血管對HIFU焦域大小的影響可以不予考慮。
　　(6)當垂直聲軸的血管位于聲軸上時，無論在焦點之前或之后，HIFU焦域長軸受血管影響變化較大，短軸幾乎不變;血管垂直于聲軸且偏移時，HIFU形成焦域長、短軸都發(fā)生變化。
　　(7)直徑2 mm以上的血管中心與聲軸共軸時，聚焦超聲輻照后難以在血管周邊形成可見損傷，即血管存在時對周邊HIFU焦域影響很大。
　　(8)相同的輻照參數(shù)條

6、件下，對比焦點在直徑2、4和6 mm血管附近同一輻照深度時形成的HIFU焦域體積大小，管徑越大在其周邊形成焦域體積越小;隨著焦點與血管的距離逐漸增加，不同管徑對焦域的影響逐漸減小，超過一定距離后，不同管徑時形成HIFU焦域的差異不再明顯。
　　(9)當血管位于HIFU焦域內(nèi)時，血管可能把焦域分成兩個部分，且血管管壁周圍有未損傷區(qū)域。
　　(10)當管徑2mm的血管與焦點接近重合時（位于焦域內(nèi)時），管內(nèi)有無液體流動，血管附近H

7、IFU焦域有顯著差異，有血流時形成的可治療焦域體積小于無血流，血流對HIFU焦域有一定的冷卻效應;在一定血流量基礎上繼續(xù)增大流量時，HIFU焦域體積大小不發(fā)生明顯變化。
　　結(jié)論:
　　1.血管與焦點的相對距離越遠，血管對HIFU焦域的影響越小。當血管遠離焦點一定距離時其影響可以忽略不計。
　　2.在聲軸上且垂直聲軸的血管，長軸受血管影響較大，短軸幾乎不變，垂直偏移聲軸時HIFU焦域受血管影響長、短軸均減小。