高強度聚焦超聲焦域的實驗研究.pdf

1、高強度聚焦超聲(HighIntensityFocusedUltrasound，HIFU)是近年來迅速發(fā)展的腫瘤治療技術，由于其無創(chuàng)或微創(chuàng)的特點，廣泛應用于臨床治療。目前，HIFU臨床治療中形成可治療焦域的位置、大小及其溫度監(jiān)控等問題尚未得到解決，可能導致靶區(qū)腫瘤組織殘留，皮膚燙傷等臨床問題的發(fā)生，使臨床治療的安全性和有效性不能保障。在HIFU腫瘤治療中，輸入功率、輻照時間和輻照深度等治療參數(shù)直接影響形成焦域的形狀、大小以及溫度分布，通過

2、實驗研究這些參數(shù)對HIFU形成可治療焦域的影響很有必要。
　　研究目的:
　　通過加入液晶感溫膜的仿組織體模和離體牛肝、牛肌肉、豬肌肉組織實驗，研究在不同輸入功率、不同輻照時間和不同輻照深度等治療劑量條件下可治療焦域的溫度分布、大小、形狀、位置及其變化規(guī)律，為HIFU臨床治療劑量的設定提供有效的理論數(shù)據(jù)和參考依據(jù)。
　　研究方法:
　　1.通過不同輸入條件下對含有液晶感溫膜的仿組織體模進行HIFU輻照，分析討論焦

3、域的形狀、大小變化和溫度分布。
　　2.在不同輸入條件下對離體牛肝、牛肌肉、豬肌肉組織進行HIFU輻照，分析討論焦域大小變化趨勢，并對比不同離體動物組織焦域變化差異。
　　研究結(jié)果:
　　1.HIFU仿組織體模實驗
　　(1)HIFU輻照仿組織體模溫度分布實驗中，65.7℃以上可視焦域形狀基本為橢圓形。
　　(2)HIFU輻照仿組織體模，設定輻照深度為15mm，隨著輸入功率和輻照時間的增加，65.7℃以上區(qū)

4、域逐漸變大，焦域長、短軸均逐漸變大，且長軸變化幅度大于短軸。當輸入功率增大或輻照時間增長時，焦域向換能器方向移動。
　　(3)設定輸入功率為20W，不同時刻隨著輻照深度的增加，65.7℃以上區(qū)域逐漸減小，焦域長、短軸均逐漸減小，長軸變化范圍約為4mm，而短軸變化幅度約為1mm，長軸變化幅度大于短軸。
　　(4)當設定的輻照深度較淺、輻照時間較長時，焦域為不規(guī)則橢圓形，且對于輻照時間，只有高于某一個時間閾值，才會出現(xiàn)可視焦域。

5、
　　2.HIFU離體動物組織實驗
　　(1)在輻照深度為15mm，不同輻照時間條件下，離體牛肝、牛肌肉和豬肌肉組織焦域長、短軸均隨著輸入功率的增加而增大，且長軸變化幅度大于短軸。
　　(2)當輸入功率達到190W時，牛肝組織焦域呈現(xiàn)不規(guī)則橢圓形：而牛肌肉組織只有達到210W時，焦域才呈現(xiàn)不規(guī)則橢圓形。
　　(3)在相同的輸入功率、輻照時間和輻照深度條件下，牛肝、牛肌肉、豬肌肉組織內(nèi)形成損傷區(qū)域相比，離體牛肝組織

6、形成的損傷區(qū)域最小，牛肌肉組織形成的損傷區(qū)域最大。
　　結(jié)論:
　　1.仿組織體模和組織內(nèi)損傷焦域長、短軸均輸入功率和輻照時間的增加而增大；隨著輻照深度的增加，仿組織體模焦域長、短軸均逐漸減小，且長軸變化幅度大于短軸。
　　2.仿組織體模焦域隨輸入功率的增大向換能器方向移動；只有輻照時間高于某一個時間閾值，才會出現(xiàn)可視焦域。
　　3.當輻照深度較淺，輸入功率和輻照時間較長時，體模和組織內(nèi)損傷焦域為不規(guī)則的橢圓形；