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可治疗焦域文献资料
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HIFU经颅脑肿瘤治疗参数筛选的数值仿真研究
目的:筛选相控换能器不同输入总功率和工作频率条件下高强度聚焦超声(HIFU)经颅脑肿瘤安全治疗参数.方法:以志愿者的头颅电子计算机断层扫描(cT)图像数据和82阵元相控换能器建立HIFU经颅治疗的数值仿真模型,以43℃下连续辐照时间大于90 min的热剂量、机械指数阈值1.9作为是否形成热损伤和空化损伤的条件,数值仿真研究不同输入总功率和频率时形成的温度场分布,筛选避免颅骨和正常脑组织损伤的HIFU治疗参数及其形成焦域大小.结果:当HIFU辐照的输入总功率较低时,HIFU经颅形成焦域达到治疗温度所需时间较长,且随着频率的升高在设定目标焦点与换能器之间的组织受到热损伤的可能性增大;当HIFU辐照的输入总功率过高时,HIFU经颅形成焦域达到治疗温度所需时间缩短,且随着频率的升高在焦域与换能器之间的焦域区域外的组织可能出现空化损伤.不同频率下避免正常组织伤害的输入总功率的范围为:①0.5 MHz时输入总功率为20.6～61.8 W;②0.6 MHz时输入总功率为41.2～82.4 W;③0.7 MHz时输入总功率为41.2～61.8 W;④0.8 MHz时输入总功率为41.2～61.8 W;⑤0.9 MHz时无可治疗的输入总功率;⑥1.0 MHz时输入总功率为61.8 W.结论:为了避免颅骨和正常脑组织的热损伤和空化损伤,HIFU经颅治疗脑部疾病时,需要筛选相控换能器工作频率下换能器的输入总功率范围.
