高強(qiáng)度聚焦超聲焦域的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、高強(qiáng)度聚焦超聲(HighIntensityFocusedUltrasound，HIFU)是近年來(lái)迅速發(fā)展的腫瘤治療技術(shù)，由于其無(wú)創(chuàng)或微創(chuàng)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)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(dǎo)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(shí)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(shí)驗(yàn)研究這些參數(shù)對(duì)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(shí)驗(yàn)，研究在不同輸入功率、不同輻照時(shí)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(shè)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(duì)含有液晶感溫膜的仿組織體模進(jìn)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(duì)離體牛肝、牛肌肉、豬肌肉組織進(jìn)行HIFU輻照，分析討論焦域大小變化趨勢(shì)，并對(duì)比不同離體動(dòng)物組織焦域變化差異。
　　研究結(jié)果:
　　1.HIFU仿組織體模實(shí)驗(yàn)
　　(1)HIFU輻照仿組織體模溫度分布實(shí)驗(yàn)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(shè)定輻照深度為15mm，隨著輸入功率和輻照時(shí)間的增加，65.7℃以上區(qū)

4、域逐漸變大，焦域長(zhǎng)、短軸均逐漸變大，且長(zhǎng)軸變化幅度大于短軸。當(dāng)輸入功率增大或輻照時(shí)間增長(zhǎng)時(shí)，焦域向換能器方向移動(dòng)。
　　(3)設(shè)定輸入功率為20W，不同時(shí)刻隨著輻照深度的增加，65.7℃以上區(qū)域逐漸減小，焦域長(zhǎng)、短軸均逐漸減小，長(zhǎng)軸變化范圍約為4mm，而短軸變化幅度約為1mm，長(zhǎng)軸變化幅度大于短軸。
　　(4)當(dāng)設(shè)定的輻照深度較淺、輻照時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，焦域?yàn)椴灰?guī)則橢圓形，且對(duì)于輻照時(shí)間，只有高于某一個(gè)時(shí)間閾值，才會(huì)出現(xiàn)可視焦域。

5、
　　2.HIFU離體動(dòng)物組織實(shí)驗(yàn)
　　(1)在輻照深度為15mm，不同輻照時(shí)間條件下，離體牛肝、牛肌肉和豬肌肉組織焦域長(zhǎng)、短軸均隨著輸入功率的增加而增大，且長(zhǎng)軸變化幅度大于短軸。
　　(2)當(dāng)輸入功率達(dá)到190W時(shí)，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(dá)到210W時(shí)，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(shí)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(zhǎng)、短軸均輸入功率和輻照時(shí)間的增加而增大；隨著輻照深度的增加，仿組織體模焦域長(zhǎng)、短軸均逐漸減小，且長(zhǎng)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(dòng)；只有輻照時(shí)間高于某一個(gè)時(shí)間閾值，才會(huì)出現(xiàn)可視焦域。
　　3.當(dāng)輻照深度較淺，輸入功率和輻照時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，體模和組織內(nèi)損傷焦域?yàn)椴灰?guī)則的橢圓形；