用于肿瘤治疗的高强度聚焦超声换能器及其温度场测量

高强度聚焦超声（HIFU）作为一种具有巨大潜力的、无损的、有效的肿瘤治疗手段,已得到普遍认同。本文介绍了所研制的HIFU治疗系统,对其关键部分高强度聚焦超声换能器的温度场特性,从理论上和实验上进行了深入的研究,并提出了超声声场的理论算法.     

高强度聚焦超声消融滋养动脉治疗子宫肌瘤的临床价值

目的：探讨高强度聚焦超声消融滋养动脉治疗子宫肌瘤的可行性及有效性。方法：47例直径4~10cm肌壁间肌瘤,高强度聚焦超声治疗前通过彩色多普勒及超声造影确定肌瘤滋养动脉的蒂,对该区域进行消融,观察治疗前后肌瘤内部彩色多普勒及超声造影等影像学变化、随访临床症状及并发症。结果：治疗后肌瘤体积有不同程度的缩小,瘤体假包膜环状血流信号消失,肌瘤内部处于持续无灌注状态,部分患者临床症状消失或明显改善。结论：HIFU消融滋养动脉治疗子宫肌瘤能够缩短治疗时间,减少并发症,是一种微创和有效的方法。     

高强度聚焦超声治疗的实时被动空化检测系统及其实验研究

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)所致空化效应在临床应用中扮演着重要角色,对HIFU临床治疗过程中的空化活动进行实时监测,结合数据分析与治疗过程中实时反馈,可进一步提高HIFU治疗的安全性和有效性.在现有HIFU临床治疗系统的基础上,将两个被动空化检测探头与H...     

低场永磁MRI导引聚焦超声肿瘤消融系统的研究

研究了低场永磁磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)导引的高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)系统,使两者融合为一体。把磁共振的磁体设计为U字形,这样HIFU治疗头就可以放置于磁共振开口的上方;同时,在磁兼容、磁共振的快速成像、磁共振的测温、相控阵换能器、HIFU的治疗计划等方面做了一些研究。研究结果表明,在低场永磁的磁共振导引下,可以实现系统的所有设计功能,系统定位的图像比上一代B超导引的HIFU清晰,提高了实用性。     

界面层对高强度聚焦超声所致焦斑的影响

用纳米铁磁性颗粒胶合体制作界面层,用同一剂量高强度聚焦超声(HIFU)在该界面层下方不同深度定点辐照.结果显示:焦点上缘与声学界面重合时,HIFU所致焦斑/损伤点(lesion)的体积增大,说明声学界面能够提高治疗效率;当焦点距离界面层10mm时,焦点处HIFU所致焦斑/损伤点的大小和形态与对照组相似,而界面处出现另一...     

高强度聚焦超声治疗裸鼠胰腺癌皮下移植瘤的初步研究

目的：观察高强度聚焦超声（HIFU）治疗裸鼠胰腺癌皮下移植瘤后的超声回声及病理变化。方法：36只裸鼠在皮下接种SW1990人胰腺癌细胞,随机分成三组,HIFU组18只,假照组9只,对照组9只。治疗中记录肿瘤的回声变化,治疗后每隔四天采用超声观察肿瘤的大小及回声变化,共随访4周。HIFU治疗后于靶区取样进行光镜和电镜检查。结果：HIFU治疗2周后,HIFU组肿瘤体积都有缩小,而假照组和对照组肿瘤继续生长。镜下可见HIFU组靶区内肿瘤组织完全凝固性坏死。结论：HIFU能够有效治疗裸鼠胰腺癌皮下移植瘤,可望成为治疗晚期胰腺癌的有效方法。     

用于眼球测量的聚焦超声换能器声学参量测量方法的研究

脉冲时域测试系统是一种新颖的宽带测试系统,对高频（例如７ＳＭＨＺ以上）测试尤其适用。通过计算机对脉冲响应的富氏变换,而自动获取换能器的宽频带参数,这种方法速度快、频带宽、功能多及操作简易。本文通过对一种用于眼球测量的８．３ＭＨＺ聚焦超声换能器（进口仪器配套件）,用连续波与脉冲波两种测量方法,校正若干主要声学参量。结果表明;二者的接收频响特性相当吻合。     

高强度聚焦超声作用下的组织温度场测量技术的研究进展

高强度聚焦超声是近年来兴起的一种肿瘤无创治疗新技术,而温度监控是该治疗的关键,故温度场检测成为超声医学工程学研究的热点。该测量方法中的有损测温对实验操作要求较高,且易引起肿瘤细胞的转移;无损测温方法包括超声、微波辐射、电阻抗成像和MRI(磁共振)等,文章对这些新技术的优点和局限性作出综述。     

仿生物组织模型对高强度聚焦超声焦域影响的研究

运用有限元仿真分析了生物组织声学特性对高强度聚焦超声(HIFU)焦域的影响,为HIFU治疗安全性和可靠性提供理论依据。应用超声传播方程以及频域有限元算法(FEM)仿真HIFU治疗过程中因组织特性和厚度引起的焦域变化,并制作仿生物组织模型,进行实验验证焦域变化,分析讨论组织特性和厚度对聚焦区域、位置的影响。结果表明:随着声速增大,焦域尺寸不变,焦域向换能器一侧靠近;随着厚度增大,焦域尺寸基本不变,如果组织声速大于水的声速,则焦域向换能器一侧靠近;如果组织声速小于水的声速,则焦域向远离换能器一侧移动。     

高强度聚焦超声热疗中组织损伤的一种监测方法

用特定频率和功率的高强度聚焦超声（HIFU）照射离体猪肉组织,研究了焦点区域的B超图像变化与HIFU导致的组织损伤之间的关系,并研究了M超信号变化和温度的相关性。结果表明：逐渐增加HIFU照射次数,焦点区域组织变性,B超图像发生明显改变。靶区内灰度超过设定的阈值的区域面积增大,区域内灰度升高,两者均与照射次数成近似线性关系;模拟加热实验中M超信号也随温度升高而变化,其变化较B超更显著。与以往的方法相比,实验系统可以实时地检测到组织损伤的程度和范围,提供了一种新的可视化的HIFU治疗实时监测方法。     

HIFU治疗中生物组织对声学焦域及声的非线性影响的研究

生物分层组织是高强度聚焦超声治疗中最常见的声通道组织。通过研究生物组织对声学焦域的影响,可以为高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)治疗安全性和可靠性提供理论依据。基于Westervelt方程,利用频域和时域有限元算法仿真HIFU治疗过程中超声透过分层组织后的焦域变化,并用新鲜离体猪肉组织进行实验验证。结果表明:生物组织声学特性的差异性和结构的不均一性使HIFU的声学焦域位置发生改变,尤其在声焦平面内,相对2.5mm的焦域宽度,1mm的偏移量将会对HIFU治疗精准性产生影响;声通道中存在生物组织,超声声束不会发生扩散,没有散焦现象,焦域宽度维持在2.38~2.79mm范围内;HIFU透射生物组织,声学焦域的非线性有明显的减弱,谐波次数越高,衰减程度越大,实验中基波声衰减值为9.97dB,二次谐波声衰减值为22.33dB,三次谐波声衰减值为28.05dB,四次谐波声衰减值为31.06dB,五次谐波已衰减消失。     

开口凹球面聚焦声场分析

高强度聚焦超声（HIFU）治疗局部肿瘤存在聚焦换能器和定位探头同时旋转的问题,考虑到实际工程中必须考虑B超探头的放置对聚焦声场的影响。文章就此进行了研究。结果表明：开口的凹球面会降低焦区声压幅度。随着开孔半径的变大。焦区声压呈下降的趋势,焦区越长,越不利于聚焦;随着开孔位置距轴线的距离变大。焦区声压呈下降的趋势,而焦区的位置变化不大,文章同时对相应的温度场也进行了相关的分析。     

基元控制的方式优化自聚焦换能器聚焦声场的研究

根据HY2900聚焦超声治疗系统聚焦换能器采用6基元自聚焦方式的特点,通过对6基元聚焦换能器排序及数量的控制,达到了避让特定部位的目的。采用亥姆霍兹-基尔霍夫积分计算并用HY2900声场测量软件测量换能器在脱气水中声场的分布。对6基元换能器排序进行定义,结合水听器控制基元数及排序。在对换能器基元全驱动,关闭1、6基元,关闭1、2、6基元,关闭1、3、5基元的四种状况下测量聚焦换能器途径声场及焦平面声场分布。研究发现焦点上10 mm声场分布平面直接反映换能器基元数及随排序的改变换能器聚焦声途径的变化,可通过对换能器基元排序及数量的控制,优化其途径声场分布。     

双频高强度聚焦超声换能器应用研究进展

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)消融实体肿瘤已在临床治疗中展示出良好的应用前景。HIFU消融肿瘤技术由于其使靶区肿瘤组织瞬时升温至60℃以上,产生不可逆性凝固性坏死,同时不影响靶区外正常组织而被广泛应用。目前治疗用超声主要使用单频率高强度聚焦超声,但其临床应用的主要限制是靶区组织消融时间较长,靶区外正常组织损伤风险较大。缩短靶区组织消融时间,对于提高HIFU治疗效率,更好地应用于临床较为关键。在总结HIFU换能器的特性和影响HIFU治疗因素的基础上,综述了应用不同类型的双频HIFU换能器强空化和缩短靶区组织消融时间等方面的研究进展。     

单硫键聚乳酸/聚乙二醇共聚物胶束的制备及超声响应行为

以二环己基碳二亚胺为脱水剂,4-二甲氨基吡啶为催化剂,合成了含有中心硫醚键聚乳酸/聚乙二醇嵌段共聚物(PEG-S-PLA)。动态光散射和扫描电子显微镜结果表明此嵌段共聚物能自组装形成纳米球形胶束,并且可在高强度聚焦超声刺激下导致自组装结构破坏,通过粒径和形貌变化证实了结构的破坏。进一步用紫外吸收光谱研究高强度聚焦超声控制释放行为,结果表明,此新型刺激响应胶束体系对疏水药物的控制释放具有重要意义。     

高强度聚焦超声损伤兔肌肉组织的超声影像学变化的初步研究

探讨高强度聚焦超声损伤兔肌肉组织的超声图像变化。采用高强度聚焦超声经皮照射20只新西兰大白兔双侧后肢肌肉,其中18只于照射前1d、照射后10min、照射后1d,3d,7d,14d,21d,28d进行二维超声、彩色多普勒和能量多普勒超声检查,并于照射后28天处死后测量凝固灶大小。另2只分别于照射后1d及照射后50d解剖,行病理学检查。(1)HIFU照射后凝固灶外周可见强回声带至低回声带的演变过程。(2)HIFU照射后第1d,测量的凝固灶体积最大(1476.59±308.64mm3),第3d～第21d,凝固灶体积逐渐缩小(612.47±127.98mm3)。第28d凝固灶体积最小(343.29±54.79mm3)。超声检查在兔肌肉组织HIFU照射后的随访中发挥了重要的作用,为监测HIFU治疗人体软组织肿瘤超声图像的变化提供了实验依据。