首页 > 文献资料
-
高强度聚焦超声生物学焦域温场研究
采用热电偶探针测温系统,研究了运用JC-A型HIFU聚焦超声肿瘤治疗系统定点辐照新鲜离体牛肝脏的生物学焦域温场分布.研究结果表明:焦域中心温度高,温升可达74.4±1.5℃.在空间上,远离焦点温升快速下降,Z轴有效温升宽度12.4mm,X、Y轴有效温升宽度均为5.4mm.X、Y、Z轴有效温升宽度与生物学焦域大小一致.光镜下,生物学焦域与周围正常组织分界清楚.所以,在空间上,由生物学焦域中心向外缘,能量递减十分陡峭,具有"刀"的特征.高强度聚焦超声对深部组织定位损伤在空间上是精确的、有效的、安全的.
-
辐照深度对高强度聚焦超声生物学焦域的影响
目的:探讨HIFU生物学焦域在不同深度的牛肝组织中与治疗剂量的定量关系.方法:探头频率为1.0MHz在相同治疗剂量时,定位损伤不同深度的新鲜离体牛肝,测量并比较损伤灶的体积.结果:生物学焦域的体积随治疗深度的增加而减小.结论:HIFU生物学焦域体积随治疗深度的增加呈指数规律递减,VBFR=1738.2e-0.3948D.
-
靶区深度对高强聚焦超声产生的热坏死体元影响的理论预测
目的从理论上预测在既定的辐照剂量下靶区深度对高强聚焦超声(HIFU)产生热坏死体元的影响.方法利用Onell方程和Pennes方程计算出在设定的HIFU辐照剂量下产生的热坏死体元的体积,并与实验测得的数据相比较.结果对三个不同的深度(2 cm、4 cm和6 cm),理论计算出的热坏死体元的体积都略小于实验测量值,但大体上都处在实验值的分布范围内.结论在现有的超声生物物理学理论基础上,可以比较准确地预测出一定的HIFU发射剂量在不同的组织深度上形成的热坏死体元体积的大小.
-
高强度聚焦超声定位损伤大型动物肝脏组织生物学焦域温场分布的实验研究
目的:探讨高强度聚焦超声(HIFU)定位损伤大型动物肝脏组织生物学焦域的温场分布以观察HIFU治疗对焦域周围组织的影响情况.方法:采用重庆医科大学医学超声工程研究所自行研制的HIFU治疗样机(13153W/cm2,3s,5s,10s)对离体牛肝和在体猪肝脏组织进行定位损伤,用微型热偶感温头和热敏探针测定焦域中心及其外围温度.结果:辐照时间越长、焦域越大、焦域中心温度越高,但焦域外缘温升区相同,均为4.5mm.离体牛肝焦域周围组织温度升高的范围较活体猪肝脏组织焦域周围组织温度升高的范围大,活体猪肝脏组织焦域中心的温度可升达91℃,焦域外2.5mm处组织温度正常.提示活体血流的散热,可迅速降低焦域外围组织的温度.结论:HIFU治疗不仅能对深部组织产生定位损伤,而且靶组织相邻的组织相当安全.
-
体外不同频率高强度聚焦超声的生物学焦域
目的:探讨HIFU体外不同频率的工作探头定位损伤牛肝组织的生物学焦域的定量关系.方法:频率为1.0MHz及1.6MHz 探头在相同输出功率时,定位损伤同一深度新鲜离体牛肝,测量并比较损伤灶的体积.结果:随着辐照时间的延长,HIFU生物学焦域体积增加;1.0MHz探头的EEF大于1.6MHz探头的EEF.结论:在辐照深度相同时,1.6MHz探头比1.0MHz探头的治疗效率更高.
-
聚焦超声换能器的频率和曲率半径对生物学焦域的影响
目的探讨聚焦超声换能器的物理参数--频率(f)、曲率半径(R)对生物学焦域的影响,为优化设计适合临床应用的聚焦超声换能器提供实验依据.方法运用JC-A型Haifu聚焦超声肿瘤治疗系统,使用3种聚焦超声换能器,以一定的超声剂量定点辐照新鲜离体牛肝脏,辐照结束后沿凝固性坏死大面剖开,测量生物学焦域的长、短轴和体积.结果对于任一种聚焦超声换能器,辐照深度一定时,生物学焦域的体积随换能器辐射声功率、辐照时间的增大而增大.在一定的换能器辐射声功率和辐照时间下,辐照深度一定时,当聚焦超声换能器其他物理参数固定时,生物学焦域的体积随换能器频率的增大而增大,而生物学焦域的形态指数随频率的增大而减小;而当聚焦超声换能器的其他物理参数固定时,生物学焦域的体积和形态指数随透镜曲率半径的增大而增大.结论生物学焦域除了与声功率、辐照时间、辐照深度以及组织结构、功能状态有关外,还与聚焦超声换能器的物理参数如频率(f)、曲率半径(R)有关.在临床运用中,应根据临床方案优化设计适合临床应用的一定频率(f)和曲率半径(R)的聚焦超声换能器.
-
高强度聚焦超声肝脏生物学焦域及超声监控
目的探讨在相同声强作用下,高强度聚焦超声经体外辐照肝脏形成的生物学焦域体积大小与辐照深度和辐照时间的关系.同时探讨超声显像法实时监控生物学焦域的图像变化规律.方法采用重庆医科大学医学超声工程研究所自主研制的JC-A型HIFU肿瘤治疗系统(1MHz,5500W*cm-2),对18只山羊的肝脏组织进行体外定点脉冲辐照,辐照深度为距皮肤3cm和4cm,辐照时间为5s、10s、15s和20s.辐照过程中系列测量靶区超声灰度和强回声区面积的变化.辐照后3～5天处死动物,剖腹观察并测量所形成的肝脏HIFU生物学焦域的体积.结果肝脏经体外HIFU辐照后即刻,靶区内出现明显的回声增强并随观测时间延长而逐渐降低.强回声区面积随辐照时间增加而增大.辐照时间为5s、10s、15s和20s,辐照深度为3cm时,形成的生物学焦域体积分别为(85±28.0)mm3、(274±55.0)mm3、(410±90.0)mm3和(694±131.0)mm3;而辐照深度为4cm时,肝脏HIFU生物学焦域体积则分别为:(63±7.0)mm3、(167±25.0)mm3、(273±56.0)mm3和(472±104.0)mm3.结论在相同辐照声强作用下,肝脏HIFU生物学焦域体积随辐照时间的增加而增加,随辐照深度的增加而减小.
-
超声消融技术在子宫肌瘤治疗中的应用
20世纪40年代,美国科学家提出了将超声波从体外聚焦到体内,杀死肿瘤细胞而不伤害周围正常组织的科学假设[1-2].20世纪80年代,超声热疗技术蓬勃发展,而超声消融研究则几乎停滞不前.20世纪90年代,中国在聚焦超声技术的理论和应用方面均取得重大突破,解决了超声波在组织内形成生物学焦域(biological focal region,BFR)即"刀尖"的难题,并成功应用于临床[3].通过"刀尖"的机械运动扫描,适形"切除"肿瘤.2000年,第1例应用聚焦超声消融治疗子宫肌瘤成功[4].历经10年,在治疗设备、临床方案、安全性、有效性、剂量学等方面的研究均有了长足的发展.
-
生物学焦域概念及HIFU治疗剂量的研究
目的:探讨HIFU的生物学焦域形态及变化规律及其在HIFU治疗剂量研究中的作用.方法:观察离体牛肝、肾、肌肉组织及活体猪肝、肾、腿的生物学焦域形态及变化规律.结果:本研究发现,生物学焦域形态可为椭圆形,长轴与短轴比为2～3:1,它可以小于、等于或大于声学焦域;通过点、线、面、体的组合,可以达到对不同大小、形状的组织进行完全性覆盖的目的.HIFU的生物学焦域受到许多因素的影响,其中组织结构、功能与辐照深度的影响尤为明显.结论:生物学焦域是以声学焦域的形态、大小为基础,是声强、辐照时间、辐照深度、组织结构及功能状态(血液灌注速率、生理性位移等)的函数.这为体外"切除”肿瘤提供了基本单元,也是HIFU治疗剂量学的理论基础.肿瘤防治杂志,2001,8(特):164-168
-
超声对高强度聚焦超声生物学焦域的监控研究
目的探讨高强度聚焦超声(HIFU)治疗中超声监控的准确性和可靠性.方法通过比较离体牛肝组织在HIFU不同声强和辐照时间辐照时,靶区辐照前后的超声声像图变化和灰度值变化,进而观测超声图像面积(SUSI)与生物学焦域面积(SBFR)的关系.结果 HIFU辐照后超声回声强度明显增强,灰度值增高;辐照结束后1 min的SUSI 与SBFR 几乎相等(t=0.308,P>0.05).结论通过观察超声的灰度值变化,可以间接地指导制定治疗剂量和判断治疗效果.
-
肝脏高强度聚焦超声在体生物学焦域的超声实时监控研究
生物学焦域(biological focal region,BFR)是高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)领域的一个重要概念,也是HIFU临床治疗的基本单元.本研究采用超声监测和解剖观察比较分析的方法,观察活体肝脏经体外HIFU辐照前后超声图像的动态变化,探讨超声用于体内HIFU生物学焦域实时监控的价值.
-
全麻复合胸段硬膜外阻滞与全麻下肝癌患者高强聚焦超声治疗时应激反应的比较
高强聚焦超声(HIFU)治疗方法是利用超声波具有的可穿透性和聚焦性将超声波聚焦到靶区,形成一个生物学焦域(BFR),其温度达到85℃左右,从而使病变的组织细胞发生急性凝固性坏死,精确"切除"病变组织.HIFU治疗肝癌,消除了传统手术给机体组织器官带来的出血、感染等并发症,但治疗时局部高温伴全身体温升高、肿瘤组织凝固、周围肝脏肿胀等可能是机体主要的应激原,引起应激反应,进而影响患者的治疗和预后.研究表明,全麻复合胸段硬膜外阻滞可明显抑制手术应激反应[1-2].
-
超声消融剂量与生物学焦域特征
目的 了解超声消融剂量与其产生的生物学焦域特征之间的关系.方法 以JC型聚焦超声肿瘤治疗系统(治疗头频率1.6 MHz)定点辐照方式消融离体牛肝组织,消融深度固定为20 mm.声功率为60～200 W,对应每级声功率,消融时间分别为1～20 s.相同荆量重复3次.消融毕观察靶区形态特征,测量坏死区域长、宽径,计算形态指数和面积.结果 生物学焦域形态具有多样性,形态指数随消融剂量增大而变小.生物学焦域与超声消融剂量之间存在正相关关系(y=0.0164X1.0591,R2=0.9238,P<0.05).结论 了解超声消融剂量与生物学焦域之间的关系有利于消融过程中选择消融剂量.
-
多元凹面换能器聚焦超声系统损伤离体牛肝的实验研究
目的评价多元凹面换能器聚焦超声系统的有效性和安全性,为临床应用提供基础研究资料.方法在不同治疗剂量条件下,以该聚焦超声系统定点辅照离体牛肝,测定焦点温升及辅照后凝固性坏死体积,观察比较治疗前后靶区域超声灰度和病理变化.结果辅照后靶点温升可达80 ℃以上;随治疗剂量增大凝固性坏死长径和直径增大,体积增大;靶区超声灰度明显增强;光镜下见损伤区组织呈凝固性坏死,损伤区与正常组织分界清晰.结论该系统能有效地损伤靶点组织,使之发生凝固性坏死;并且辐照区域与周围组织分界清晰,诊断探头可实时监控靶点的灰度变化,具有良好的治疗安全性.
-
高强度超声聚焦焦域大小的剂量学研究
目的:体外体模辐照实验研究高强度聚焦超声(HIFU)不同辐照剂量下焦域形成规律,为临床提供参考.方法:运用PRO2008型聚焦超声子宫肌瘤治疗系统,超声换能器频率为1.3MHz、焦距130mm,设置声强5×103W/cm2、辐照深度19mm,采用脉冲波辐照仿组织体模,通过改变辐照功率及时间,测量焦域的长短轴,同时,在辐照功率恒定时,改变单点打击时间和次数,测量焦域长短轴.结果:随辐照功率和时间的增加,HIFU形成的焦域长轴和短轴长度均增加,但其比值减小,当辐照功率恒定时,HIFU生物学焦域的长轴和短轴长度均随单点打击时间和打击次数增加而增加.结论:辐照剂量影响HIFU焦域形态,HIFU辐照体模所形成的焦域大小呈剂量依赖型.
-
聚焦超声换能器焦距与直径比值对高强度聚焦超声透过条状障碍物的生物学焦域的影响
目的 探讨聚焦超声换能器的物理参数换能器焦距与直径的比值(f-number)对高强度聚焦超声(HIFU)透过条状障碍物的生物学焦域的影响.方法 分别选用f-number为0.65(1.0-200-130)和f-number为0. 85(1.0-200-170)型换能器在离体牛肝中进行HIFU辐照.将肋骨置于换能器与焦平面之间,HIFU声束轴线在B超的引导下,分别沿肋间隙正中聚焦、肋骨边缘聚焦和正对肋骨聚焦.在每种聚焦方式下,肋骨置于距焦平面3、6、9 cm处.HIFU声束透过肋骨聚焦,在牛肝中的辐照深度为20 mm,辐照功率250 W,辐照时间10 s;辐照方式采用定点辐照.辐照结束后切开牛肝,观察和记录生物学焦域的形成率与体积.结果 在其他辐照参数相同的情况下,f-number为0.65透过肋骨后生物学焦域的形成率和体积均较f-number为0.85时大(除f-number为0.85正对肋骨聚焦,肋骨距焦平面3 cm外).结论 聚焦超声换能器f-number不同,HIFU透过肋骨所形成的生物学焦域形成率与体积不同.
-
一种评价高强度聚焦超声聚焦性能的仿组织体模的建立
目的 建立一种用于评价高强度聚焦超声(HIFU)在组织中的聚焦性能、与生物组织的声学特性和热学性质一致的仿组织体模.方法 用水、明胶、生物组织等材料制成仿组织体模,并对其进行声学特性、热学性质和HIFU生物学效应等测试.结果 自制体模结构均匀,具有与人体软组织相似的声衰减系数、比热容、导热系数及与人体软组织相似的HIFU生物学效应.结论 本实验自制的仿组织体模可以用于进行HIFU生物学效应的实验研究,检测HIFU治疗头的聚焦性能.
-
高强度聚焦超声辐照离体及在体心肌组织的比较研究
目的探讨并比较高强度聚焦超声(HIFU)定位损伤离体心肌及活体心肌的量效关系.方法采用不同功率(3W,4W,5W)的HIFU,在不同辐照时间(5S,8S,10S,15S,20S,60S,180S)的作用下,对5只正常猪离体心脏及8只活体兔心脏进行定位损伤,观察并测定损伤区形态及体积,并对损伤区进行病理学检查.结果不同剂量下HIFU所致的生物学焦域范围为1～300 mm3,不同处理因素间损伤体积具有显著性差异(P＜0.05),相同剂量下离体心肌受损体积大于在体心肌的受损体积.损伤形态随剂量增大由椭球形向锥体形、不规则形发展.组织学观察可见凝固性坏死及损伤区与正常心肌组织的明显分界.结论HIFU可定点使离体心肌及活体心肌发生坏死而不伤及周围组织.
-
高强度聚焦超声定位损伤离体牛肝的量效学研究
目的探讨不同频率、不同治疗剂量的高强度聚焦超声(HIFU)定位损伤新鲜离体牛肝的量效关系.方法采用治疗头频率分别为5.4 MHz和7.4 MHz的高强度聚焦超声治疗系统在不同的治疗功率40W和50 W时,分5 s、8 s、10 s、15 s、20s的治疗时间定位损伤新鲜离体牛肝,记录并测量靶区的温度和生物学焦域体积.结果HIFU辐照5～8 s可迅速提高靶区温度至64～75℃,随着治疗时间增加,温度高可达85℃;在治疗头频率和输出功率相同时,随着辐照时间的延长,HIFU辐照部位的生物学焦域体积增大,同一部位辐照时间越长(15～20s),生物学焦域中心越易产生炭化和空洞现象;在治疗头频率和辐照时间相同时,输出功率增大,生物学焦域体积增大;在输出功率和辐照时间相同时,频率为7.4 MHz的治疗头较频率为5.4 MHz的治疗头所产生的生物学焦域体积大.结论HIFU生物学焦域的形成与治疗头的工作频率、输出功率和治疗时间密切相关,在一定的参数条件下,生物学焦域可控制,这将有助于HIFU在肿瘤治疗领域的临床应用.
-
高强度聚焦超声形成生物学焦域的剂量学研究
目的研究辐照剂量对高强度聚焦超声生物学焦域形状、大小的影响,探讨高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)形成生物学焦域的剂量学.方法运用JC-A型Haifu聚焦超声肿瘤治疗系统,使用1.6 MHz、焦距120mm聚焦超声换能器,以7×103～27.7×103W/cm2、辐照时间1～20s的剂量定点辐照深度为20mm的新鲜离体牛肝脏,辐照结束后沿凝固性坏死大面剖开,测量生物学焦域的长、短轴和体积.结果 HIFU生物学焦域不等于声焦域.随着声强和辐照时间的增加,HIFU生物学焦域体积增加,其形态亦由椭圆体演变成圆锥体,且当声强增加时,圆锥体HIFU生物学焦域出现的更早.当声强一定,随着辐照时间的增加,HIFU生物学焦域形态指数(K)逐渐减小.结论辐照剂量影响HIFU生物学焦域的形状和大小,为研究HIFU剂量学提供了依据.
