论文部分内容阅读
高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound, HIFU)是近年来迅速发展的肿瘤治疗技术,由于其无创或微创的特点,广泛应用于临床治疗。目前,HIFU临床治疗中形成可治疗焦域的位置、大小及其温度监控等问题尚未得到解决,可能导致靶区肿瘤组织残留,皮肤烫伤等临床问题的发生,使临床治疗的安全性和有效性不能保障。在HIFU肿瘤治疗中,输入功率、辐照时间和辐照深度等治疗参数直接影响形成焦域的形状、大小以及温度分布,通过实验研究这些参数对HIFU形成可治疗焦域的影响很有必要。研究目的通过加入液晶感温膜的仿组织体模和离体牛肝、牛肌肉、猪肌肉组织实验,研究在不同输入功率、不同辐照时间和不同辐照深度等治疗剂量条件下可治疗焦域的温度分布、大小、形状、位置及其变化规律,为HIFU临床治疗剂量的设定提供有效的理论数据和参考依据。研究方法1.通过不同输入条件下对含有液晶感温膜的仿组织体模进行HIFU辐照,分析讨论焦域的形状、大小变化和温度分布。2.在不同输入条件下对离体牛肝、牛肌肉、猪肌肉组织进行HIFU辐照,分析讨论焦域大小变化趋势,并对比不同离体动物组织焦域变化差异。研究结果1.HIFU仿组织体模实验(1)HIFU辐照仿组织体模温度分布实验中,65.7℃以上可视焦域形状基本为椭圆形。(2)HIFU辐照仿组织体模,设定辐照深度为15mm,随着输入功率和辐照时间的增加,65.7℃以上区域逐渐变大,焦域长、短轴均逐渐变大,且长轴变化幅度大于短轴。当输入功率增大或辐照时间增长时,焦域向换能器方向移动。(3)设定输入功率为20W,不同时刻随着辐照深度的增加,65.7℃以上区域逐渐减小,焦域长、短轴均逐渐减小,长轴变化范围约为4mm,而短轴变化幅度约为1mm,长轴变化幅度大于短轴。(4)当设定的辐照深度较浅、辐照时间较长时,焦域为不规则椭圆形,且对于辐照时间,只有高于某一个时间阈值,才会出现可视焦域。2.HIFU离体动物组织实验(1)在辐照深度为15mm,不同辐照时间条件下,离体牛肝、牛肌肉和猪肌肉组织焦域长、短轴均随着输入功率的增加而增大,且长轴变化幅度大于短轴。(2)当输入功率达到190W时,牛肝组织焦域呈现不规则椭圆形；而牛肌肉组织只有达到210W时,焦域才呈现不规则椭圆形。(3)在相同的输入功率、辐照时间和辐照深度条件下,牛肝、牛肌肉、猪肌肉组织内形成损伤区域相比,离体牛肝组织形成的损伤区域最小,牛肌肉组织形成的损伤区域最大。结论1.仿组织体模和组织内损伤焦域长、短轴均输入功率和辐照时间的增加而增大；随着辐照深度的增加,仿组织体模焦域长、短轴均逐渐减小,且长轴变化幅度大于短轴。2.仿组织体模焦域随输入功率的增大向换能器方向移动；只有辐照时间高于某一个时间阈值,才会出现可视焦域。3.当辐照深度较浅,输入功率和辐照时间较长时,体模和组织内损伤焦域为不规则的椭圆形；牛肝组织相比牛肌肉和猪肌肉组织不易形成损伤,牛肌肉组织最易形成损伤。