高强度聚焦超声技术的发展与应用

高强度聚焦超声(HIFU)技术是起源于二十世纪40年代,利用高强度超声波束在体内聚焦,并对目标区域内的病变组织作选择性损坏的一种高强度聚焦超声外科治疗技术.虽然该技术在许多方面优越于传统的外科手术,并且具有极大的潜在临床应用价值,但是由于当时缺乏高精度的成像和定位技术,该技术在临床应用方面的潜能并没有得到广泛的研究和开发利用.近二十几年来,随着计算机、成像及材料等科学技术的迅速发展,众多研究人员对高强度聚焦超声技术再次产生了浓厚的兴趣,并从声源设计、组织损坏机理、消融区域的影像学特征、应用范围的推广等方面进行了广泛而细致的研究.     

高强度聚焦超声在肿瘤治疗中的焦域模型

高强度聚焦超声 (High intensity focused ultrasound,HIFU)技术作为一种新兴的肿瘤微创外科治疗技术 ,正日益引起人们的高度重视。尤其是相对于某些浅表肿瘤 ,如乳腺癌 ,HIFU技术可以在保证治疗效果的同时 ,最大限度的减低治疗过程对患者的伤害。本文根据细胞热致死理论 ,利用 Ω值表达式法对 HIFU治疗过程中的焦域形成进行了仿真数学模型的建立 ,并通过非相干多元阵自聚焦系统建立实验模型进行试验 ,结果表明本文提出的焦域模型对实际加热过程的模拟是可靠的 ,可以对其形成大小和时间进行准确的预测     

数据仓库及其在医学领域中的应用

本文介绍了数据仓库和数据集市的基本概念，并通过数据仓库在医学领域中的应用，说明了创建数据仓库的一般方法。     

纳米科技在医学领域的应用前景

纳米科学技术是在纳米尺度范围内认识和改造自然的科学 .采用纳米技术可以直接操作和排列原子与分子 ,可以创造新物质 .纳米科学技术与医学相结合 ,对医学的发展会产生巨大的促进作用 ,从而更好地为人类健康与延年益寿造福于全人类 .1　纳米科技与医学纳米 (ｎａｎｏｍｅｔｅｒ,ｎｍ)是一个尺度单位 ,1纳米即 1毫微米 ,等于十亿分之一米 ,约为10个原子之和的尺度 .纳米科学技术 (ｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ,ＮＳＴ)是指运用原子、分子制造物质的科学技术 .也就是在单个原子、分子层次上对物质存在的种类、数量、结…     

Internet在医学领域的应用及发展

在阔步进入二十一世纪之际 ,医学科学技术飞速发展 ,知识创新总量迅速增加 ,Internet也正以迅猛之势席卷电脑界、医学界和其他各种行业。面对纷繁复杂的信息 ,Internet的崛起和信息高速公路的兴建 ,使人们处理和传播医学信息的能力空前增加。本文讨论了 Internet在医学领域的应用及发展。1　 Internet的医学信息资源极大地满足了医学工作者的需要Internet不仅向用户提供了全球范围的快速通信手段 ,而且 Internet本身已经构成了人类有史以来最大的全球信息资源系统。在这个信息的海洋里 ,Internet提供的和医学信息有关的服务种类极其丰富…     

传感器在医学领域的应用进展

传感器是能感受特定的信息并将其转换成可用信号的器件或装置,是各种医疗设备必不可少的核心组件之一。医用传感器在医学领域中有着广泛的应用,已经成为促进医学发展的一个关键因素。本文就传感器在医学检查、监测、治疗和疾病预防等方面的应用及其发展趋势进行详细的综述。     

POCT在检验医学领域的应用进展

关于POCT（Point—of—Care Testing）这一外来词汇，中文可翻译为“床旁检测”、“即时检测”等名称。POCT是指在患者身边分析患者样品的一种检测技术，它能在患者床旁、护理部、病房或检验科以外的其它地方进行，其主要特点是操作简单、使用方便、结果快速、设备小型化。随着检验医学技术的飞速发展，POCT在检验医学领域的应用取得了长足的发展，目前与传统的检验手段一起，     

纳米材料在医学领域的应用及安全性研究进展

随着纳米技术的快速发展,纳米材料在医学领域的应用越来越广泛。但是,当纳米材料与生物体发生相互作用时,有可能产生负面生物学效应,带来安全隐患。本文就纳米材料在生物医学领域的应用以及应用的安全性进行了综述。     

医学超声工程研究新进展

80年代中,医学超声工程与高新技术结合,在医学图象诊断技术、外科、治疗和康复工程中获得了重大发展。本文主要综述了超声换能器技术、信号与图象处理技术方面的新进展。在超声换能器技术方面,涉及高分子压电材料探头、高密型超声探头、环形阵探头、随机相位超声探头、复合功能探头、三维扫描探头和专用探头等。在信号与图象处理技术中,涉及128通道处理技术、彩色多普勒血流成象技术、彩色三维经颅多普勒技术、三维声成象技术和组织弹性超声成象技术等。     

基于磁共振温度图的高强度聚焦超声治疗热剂量研究

本实验研究基于磁共振T-Map的HIFU损伤组织的热剂量与实际凝固性坏死的关系。运用磁共振导航高强度聚焦超声治疗系统,使用1 MHz、焦距为150 mm、直径150 mm的聚焦超声换能器,定点辐照深度为20 mm的新鲜离体牛肝脏,辐照过程中用磁共振的测温序列采集各体素随时间变化的温度值并计算各体素的Eq43值,比较计算结果与发生凝固性坏死的Eq43参考阈值,判断该体素是否发生坏死。最后比较通过等效热剂量积分法得到的凝固性坏死面积和组织实际发生坏死的情况。结果表明基于磁共振T-Map的等效热剂量积分法得到的凝固性坏死的面积值能很好的反应实际发生凝固性坏死的情况,为HIFU治疗提供了一种新的判断凝固性坏死发生的方法,这种方法可以实时地反馈控制超声辐照剂量,提高了治疗的安全性。     

高强度聚焦超声治疗中空化效应的研究进展

高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)作为一种新技术已经成功的应用于临床治疗,其治疗机制一直是研究热点。本文就HIFU治疗中空化效应进行综述。     

新型相控聚焦超声声场测量实验研究

目的:相控聚焦超声是热物理治疗领域的研究热点之一,而对其声场的研究是其中最重要的技术环节.本文分析了新型相控聚焦超声声场仿真和实验测量的声场结果.方法:运用LabVIEW虚拟仪器平台开发了超声声场测量系统.该系统用水听器声场扫描法测量了单焦点模式下新型相控聚焦超声声场分布,并用MATLAB等工具包对单焦点模式下的声场分布进行仿真.结果:仿真数据和实验结果基本一致.结论:本文验证了理论模型的正确性及本系统测量相控型聚焦超声声场可行性和有效性.     

Flooded Lung Generates a Suitable Acoustic Pathway for Transthoracic Application of High Intensity Focused Ultrasound in Liver

Background: In recent years, high intensity focused ultrasound (HIFU) has gained increasing clinical interest as a non-invasive method for local therapy of liver malignancies. HIFU treatment of tumours and metastases in the liver dome is limited due to the adjacent ultrasound blocking lung. One-lung flooding (OLF) enables complete sonography of lung and adjoining organs including liver. HIFU liver ablation passing through the flooded lung could enable a direct intercostal beam path and thus improve dose deposition in liver. In this study, we evaluate the feasibility of an ultrasound guided transthoracic, transpulmonary HIFU ablation of liver using OLF.Methods: After right-side lung flooding, ultrasound guided HIFU was applied transthoracic- transpulmonary into liver to create thermal lesions in three pigs. The HIFU beam was targeted five times into liver, two times at the liver surface and three times deeper into the tissue. During autopsy examinations of lung, diaphragm and liver located in the HIFU path were performed. The focal liver lesions and lung tissue out of the beam path were examined histologically.Results: Fifteen thermal liver lesions were generated by transpulmonary HIFU sonication in all targeted regions. The lesions appeared well-demarcated in grey color with a cigar-shaped configuration. The mean length and width of the superficial and deeper lesions were 15.8 mm (range: 13-18 mm) and 5.8 mm (range: 5-7 mm), and 10.9 mm (range: 9-13 mm) and 3.3 mm (range: 2-5 mm), respectively. Histopathological, all liver lesions revealed a homogeneous thermal necrosis lacking vitality. There were no signs of damage of the overlying diaphragm and lung tissue.Conclusions: Flooded lung is a suitable pathway for applying HIFU to the liver, thus enabling a transthoracic, transpulmonary approach. The enlarged acoustic window could enhance the ablation speed for targets in the hepatic dome.     

高强度聚焦超声治疗子宫肌瘤与腹腔镜下子宫肌瘤剔除术的比较

目的 对比高强度聚焦超声（HIFU）治疗子宫肌瘤与腹腔镜下子宫肌瘤剔除术（LM）的临床疗效。方法 将我院妇科诊断收治的子宫肌瘤患者64例随机分为观察组和对照组,各32例。观察组应用HIFU对肌瘤进行消融治疗,对照组应用腹腔镜进行肌瘤剔除术治疗。比较两组患者手术时间、住院时间、术中出血量、术后恢复正常生活时间、治疗费用以及术后并发症发生情况;比较两组术后6个月症状改善情况,术后12个月肌瘤复发情况。结果 观察组手术治疗时间（62.48±13.27）min低于对照组的（86.92±15.54）min;住院时间（3.56±0.73）d低于对照组的（6.15±0.87）d;观察组术中无出血,低于对照组出血量（102.76±12.15）ml;术后恢复正常生活时间观察组（4.15±0.76）d,低于对照组的（9.85±1.38）d,差异均有统计学意义（P＜0.05）;观察组治疗费用高于对照组,差异有统计学意义（P＜0.05）;观察组并发症发生4例（12.50%）,对照组并发症发生5例（15.62%）,差异无统计学意义（P＞0.05）;两组6个月症状改善情况与12个月复发情况比较,差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 HIFU消融治疗子宫肌瘤与LM治疗相比,具有安全、无创、治疗时间短、术中出血量少、术后恢复正常生活时间快等优点,临床治愈效果无明显差异,但治疗花费相对较高,临床可根据患者实际情况选择最佳治疗方案。     

高强度聚焦超声技术治疗甲状腺结节的临床观察

目的探讨高强度聚焦超声(HIFU)治疗甲状腺结节的方法、安全性及近期疗效。方法治疗组20例单发甲状腺良性实性结节行高强度聚焦超声(HIFU)治疗,治疗后采用常规超声随访(1月、3月、6月、12月)观察结节大小、血供,并观察并发症的发生情况及监测甲状腺功能。对照组20例单发甲状腺良性实性结节未经任何治疗,随访方法及时间与治疗组相同。结果治疗组20例患者均成功进行了高强度聚焦超声(HIFU)治疗,术后超声随访结节的体积较术前逐渐缩小(P<0.05),血流信号消失。治疗前、后检测甲状腺功能(FT_3、FT_4及TSH)无明显变化(P>0.05)。对照组随访12个月结节体积及甲功均无明显变化(P>0.05)。结论高强度聚焦超声(HIFU)是治疗甲状腺良性结节安全性高、创伤小、可控性强、疗效确切、具有临床应用潜质。     

双频共焦高强度超声增强仿组织体模毁损效果的初步研究

目的：比较双频共焦模式和单频模式高强度聚焦超声（HIFU）单次辐照毁损灶的大小。方法：分别采用相同声强度的双频共焦HIFU与传统单频HIFU对透明仿组织体模进行不同时间长度的辐照，直接在透明的仿组织体模上测量HIFU毁损灶的长度和直径。结果：双频和单频模式下，随辐照时间的延长毁损灶逐渐增大；相同声强相同辐照时间下，双频HIFU产生的毁损灶显著大于单频模式所致毁损灶。结论：双频共焦模式可以增大HIFU单次辐照毁损灶的体积．为HIFU治疗效率的提高提供了一种新技术。     

Image-Guided High-Intensity Focused Ultrasound for Conduction Block of Peripheral Nerves

The objective of our work has been to investigate the use of ultrasound image-guided high-intensity focused ultrasound (HIFU) to non-invasively produce conduction block in rabbit sciatic nerves in vivo, a technique that could become a treatment of spasticity and pain. The work reported here involved the investigation of the duration of such conduction blocks after HIFU treatment and whether they resulted in axon degeneration. The right sciatic nerves of 12 rabbits were treated, under guidance of ultrasound imaging, with repeated 5-s applications of 3.2 MHz HIFU with in situ intensity of 1930 W/cm² (spatial-average, temporal-average) until conduction block was achieved. Survival endpoints were 0, 7, or 14 days after HIFU treatment, at which point the nerve conduction was assessed. Qualitative and quantitative histological analysis of nerve sections proximal and distal to the HIFU site was performed. Conduction block of all 12 nerves was achieved with average HIFU treatment time of 10.5±4.9 s (mean±SD). The volume of necrosis of adjacent muscle was measured to be 1.59±1.1 cm³ (mean±SD). For all nerves, conduction block remained at the survival endpoint and the block resulted in degeneration of axons distal to the HIFU site, as confirmed by electrophysiological and histological methods. Potential clinical applications include treatment of spasticity in patients with spinal cord injury or pain in cancer patients.     

高强度聚焦超声治疗剂量对组织温升影响的研究

测量了高强度聚焦超声(HIFU)定点辐照新鲜离体牛肝脏时，不同声强和辐照时间下的组织焦点温升。根据Pennes传热方程，从理论上分析了高强度聚焦超声定点辐照生物组织前后组织温度变化的规律，研究结果表明；一定的声强下，总有一个辐照闻值时间存在，当辐照时间超过辐照阐值时间后，温升缓慢，声强越大，辐照阐值时同出现得更早l组织焦点温升、相对累积热剂量随声强、辐照时间的增加而增大，当治疗剂量一定时，声强对组织焦点温升的影响大于辐照时间对组织焦点温升的影响。因此，HIFU最适治疗剂量应满足：适度的声强、辐照时间为该声强下的辐照阈值时间。