血流对高强度聚焦超声治疗时温度场影响的仿真实验

实验于2007-10/2008-07在天津医科大学生物医学工程系超声医学实验室完成。依据森田长吉等人提出的非线性传播的时域有限差分仿真方法，结合生物热传导方程，仿真计算高强度聚焦超声靶区温度的分布。结果显示有血管时聚焦区域内血管处的温升明显低于无血管时周边组织的温升；随着血管直径的增加，血管周边组织的最大温升降低，60 ℃以上的可治疗区域在减小。血管直径大小对血管周围组织的温升影响很大，在高强度聚焦超声肿瘤治疗时，应该考虑因治疗靶区不同管径血管对高强度聚焦超声温升的影响而导致不同的治疗效果。     

超声图像诊断技术的发展及应用现状

超声图像诊断技术是临床诊断中应用最广泛的图像诊断技术之一，其快速发展促进了临床诊断水平的进一步提高。主要论述超声图像诊断技术的发展历史和A型、M型、B型超声诊断技术、超声多普勒成像技术、三维成像技术以及谐波成像技术及其临床应用现状。     

高强度聚焦超声波治疗的现状及其展望

高强度聚焦超声波（high—intensity focused ultrasound，H1FU）治疗具有非侵人性等特点，在临床治疗方面得到广泛应用。HIFU治疗的临床应用研究已成为众多研究者关注的热点。文章主要论述HIFU治疗的现状及其展望。     

超声成像换能器技术的发展

作为超声波发射和回波接收器件的换能器,始终是医学超声成像系统中最为关键的声学部件.随着超声成像换能器技术的不断发展使超声图像更清晰,更直观.主要论述新型压电复合材料换能器、压电单晶材料换能器、宽频带换能器、三维成像换能器和电容式微加工换能器的技术发展及其展望.     

骨骼对于高强度聚焦超声聚焦影响的实验研究

目的:测定HIFU经过羊肩胛或人体离体颅骨形成的声压场及焦域,研究骨骼对HIFU聚焦的影响。方法:单阵元换能器发射超声波,经羊肩胛骨或者人体颅骨聚焦,通过水听器测量形成声场,通过含蛋清仿组织体模测量不同辐照条件形成的焦域大小。结果:羊肩胛骨及人体颅骨均可对声压造成极大的衰减;经骨骼后在激励功率达80 W时焦点声压与纯水中激励功率2 W相近,羊肩胛骨激励条件250 W、辐照时间3 min下可使仿体组织产生焦域;颅骨则在最大强度300 W、5 min下无焦域产生。结论:HIFU经骨骼聚焦时,增大输入功率或辐照时间,焦域体积增大。在单阵元换能器辐照环境下,经骨骼聚焦困难,焦点声压较低,形成焦域较小或无焦域形成,增大时间骨骼易产生热损伤。?     

体外冲击波碎石焦点区域声压分布的数字仿真研究

1980年,德国道尼尔(Dornier)公司研制了第一台体外冲击波碎石机,并应用于临床治疗。现在,体外冲击波碎石疗法(extracoipeal wave lithotripsy,ESWL)已成为治疗泌尿系统结石的首选方法。ESWL装置是根据人体的软组织与水体的声学特性相近而研究开发出来的一种破碎人体结石的设备,但是实际上人体软组织与水的声学参数不同,如声波传播速度、吸收系数、非线性特性系数等都不同。同时,不同的患者又具有不同的体质,实际在ESWL治疗中人体内形成的焦点区域大小、位置、声压大小及其分布各有差异。     

血管对高强度聚焦超声焦域影响的体模实验研究

目的:通过含蛋清的仿组织体模模拟血管,实验研究血流、血管位置及管径对高强度聚焦超声（HIFU）形成焦域的影响。方法:以模拟血液流动的仿组织体模血管模型为对象,在水槽进行HIFU辐照实验,分析一定超声治疗剂量条件下不同血流、血管位置和管径对血管周边形成变色焦域体积的影响及其变化规律。结果:血流对HIFU焦域有一定的冷却效应;焦点与血管距离越近,焦域受血管影响越明显;直径2 mm血管在声轴上且位于焦点之后时与焦点的距离大于3 mm,血管位于焦点之前且距离大于8 mm,血管对HIFU焦域的影响可以忽略不计;直径2 mm血管中心垂直偏离声轴大于3 mm时,血管对焦域的影响同样也可以不予考虑;管径越大在其周边形成的焦域体积越小。结论:血管与焦点的相对距离越远,血管对HIFU焦域的影响越小,当血管远离焦点一定距离时其影响可以忽略不计。     

相控阵激励信号对经颅HIFU焦域影响的仿真研究

目的:研究相控阵激励信号对高强度聚焦超声（HIFU）经颅骨聚焦形成焦域的影响,解决HIFU经颅聚焦焦点偏离并对颅骨及其周边组织造成热损伤的问题。方法:基于时间反转法提出利用互相关关系调制阵元激励信号相位及幅值的方法,根据临床实际建立人头颅CT数据和相控阵的三维头颅数值仿真模型,以时域有限差分法数值仿真HIFU经颅形成的声压及温度场,分析相控阵激励信号对HIFU经颅形成焦域的影响。结果:通过调制相控阵激励信号的相位,可使HIFU在设定焦点处聚焦;通过调制激励信号的幅值,可使焦点处最大声压和最高温度升高;通过调制不同环阵元激励信号的幅值,可降低聚焦时颅骨处的温度。结论:调制相控阵激励信号可实现经颅HIFU精准高效聚焦,增大在焦点处的声能量聚积;调制不同环阵元激励信号的幅值,可降低颅骨的温度,防止对颅骨周边组织造成热损伤。     

HIFU热疗生物学焦域温场的研究及其现状(综述)

高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)热疗是利用超声的易聚焦性、生物体内穿透性强等物理特性,将超声波发生器发射出的低能量超声波聚焦于人体内肿瘤组织处,在焦点处产生的瞬态高温效应(>65℃)、空化效应、机械效应和声化学效应的作用下,使靶区肿瘤组织凝固性坏死的肿瘤治疗方法。由于这种治疗方法具有非创伤性、不易引起癌细胞转移、病人痛苦小、治疗后康复快等优点而被应用于临床。现在,HIFU热疗研究也是众多研究者关注的热点。     

高强度聚焦超声换能器声场的数值仿真与实验测量

目的 高强度聚焦超声(HIFU)肿瘤治疗过程中,HIFU换能器形成的声场分布是决定其治疗效果的关键因素之一,为了提高HIFU肿瘤治疗的安全性和可靠性,需要对HIFU换能器形成的声场进行预测.方法 采用时域有限差分(FDTD)法数值仿真水体内形成的声压分布与实验测量结果对比的研究方法,分析讨论了HIFU换能器在不同激励功...