高强度聚焦超声治疗剂量对组织温升影响的研究

此/ 为了使生物学焦域的形态和大小可控 / 确立合适 的 治 疗 剂 量 及 治 疗 方 案 就 非 常 重 要2 本 文 从 研 究 辐照时间对组织温升的影响入 手 / 探讨 34 ! " 声强 A 34 ! " 最适治疗剂量应遵循的原则 2
v ‘ I J K H 8 mO : # 9 1 w v a ] ^ 它表示初始辐照时组织温升率 2 此式说明 G 在 qK r s 辐照初始阶段 / 组织温度将随时间近似线性上升 / 外 即声强越大 / 组 加能量沉积对组织温升起主导作用 / 织温升率越大 2 # x 1 qK r s辐 照 中 继 阶 段2随 着 辐 照 时 间 的 延 长/ 由 于温 度 较 快 升 高 / 温 度 梯 度 急 剧 增 大/ 热传导 项起 显著散 热作 用 / 此时凝固性坏死组织的体积显 著 增 加/ 而 组 织 温 度 不 再 线 性 增 长/ 而逐渐稳定下 来/ 呈缓慢上升 2 此阶段 G
I 普遍又被称为比吸收率# / C E 61 D P > ) % + % )* Q R & , > S 它 反 映 外 加 热 源 的 特 性 及 热 源 场 / / T % & ., * T P U01
生物医学工程学杂志 H! $ 42 #I 3 6
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高强度聚焦超声治疗剂量对组织温升影响的研究 !
李发琪 " 张 伍 樯 # 杜永洪 " 许贵华 " 文 烽 " 王芷龙 " 王智彪 " 冯 爽" 白 若# 晋"
重庆医科大学 医学超声工程研究所 % 重庆 " $ 南京大学 近代声学国家重点实验室 % 南京 # $
& ’ ’ ’ " ( ) # " ’ ’ * + )
第 k期
李发琪等 2
高强度聚焦超声治疗剂量对组织温升影响的研究
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摘要
测量了高强度聚焦超声 $ 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0 ,. /)
根据 1 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 2 3 3 2 4 明5 一定的声强下% 总有一个辐照阈值时间存在% 当 辐 照 时 间 超 过 辐 照 阈 值 时 间 后% 温升缓慢% 声强越大% 辐照阈值 组织焦点温升 7 相对累积热 剂 量 随 声 强 7 辐照时间的增加而增大6 当治疗剂量一定时% 声强对组织 时间出现得更早 6 焦点温升的影响大于辐照时间对组织焦点温升的影响 0 因此 % 适度的声强 7 辐照时间为 ,. / 最适治疗剂量应满足 5 该声强下的辐照阈值时间 0 关键词 高强度聚焦超声 治疗剂量 组织温升 辐照阈值时间
8 9 9 : ; < = > 9 ? @ : A B C : D < E ;F > = :> G? : HC : A B < D A :I E = :J G K D ; : KL MNE O @ J G < : G = E < MP > ; D = : KQ R < A B = > D G KE G? E = = D :
声 剂量直接与入 射 声 波 的 强 度 和 辐 照 时 间 有 关 ; 而 细胞坏死的热剂 细 胞 坏死决定于 温 度 和 加 温 时 间 /
@ : 量是温度和维持该温度时间的一个函数关系 8 2因
_ ‘ o ] ^ unD _ a _ ‘ I J K 即 u # V 1 _ a ] ^ 在 qK 焦点处组织温升有 G r s 辐照初始阶段 /
8 9 : 8 ? : 与 治 疗 剂量有关 ; < = * > ’ & .等 认 为 超 声 能 量 或 超
则有 ‘H‘ / ‘ t t 为初始温度即室温 2 几秒 1 / # B 1 qK r s 辐照初始阶段 2 由于时间短 # / cI ‘ut b 则有 G
组织内热传导项的温度梯度尚未有显著改变 / 此时 G
) %’2" ~ L = < A B ; < ! " 4 2 #$ 3% & 2’2 ( ( * 3 $ ’31 2 3 3 2 4 + , $ & 2 " % 2 . / " % $ 3 3 " ( 0 1 2 #% & 2 $ 2 2 % 3 " ( ( 0% & 2% 2 45 2 2 " % / 2 22 4 2 $ %" ,. /)3% 4 4 / 2# / 2 3 6& 6 &3 % 2 3 4 % 07 $ 3 / 4 2 #/ ( % 2 " 4 $ / 3 # 2 2 " # " % $ 3 3 #42 " 4 / 2 2 #% & 27 $ 3 " ( % 2 45 2 2 " % / 2 22 4 23 ) : # / 3 2 #, 0,. /3% & 2% 2 2 " % 42 3 % $ 7 7 2 2 4 & ( 02 8 3 4 2 #3 $ ’( 9 2 2’% &# 7 7 2 2 2 3 %" 3 $ / 4 % 33 % 2 3 4 % 0" 3 #2 8 5 $ 4 / 2 2% 42 :; ; & 22 2 4 / ( % 44 & $ ’2 #% & " % "% & 2 2 4 & $ ( #2 8 5 $ 4 / 2 2% 42" ( ’" 0 42 8 4 % 2 #/ 3 # 2 2 "3 2 2 % " 3" 3 $ / 4 % 33 % 2 3 4 % 0 2 45 2 2 " % / 2 2 : % 2 4 2’" 44 ( $ ’ ’& 2 32 8 5 $ 4 / 2 2% 422 8 3 2 2 # 2 #% & 2% & 2 2 4 & $ ( #2 8 5 $ 4 / 2 2% 42 ; & 26 2 2 " % 2 2% & 2" 3 $ / 4 % 33 % 2 3 4 % 0’" 4 :; % & 22 " 2 ( 2 2% & 2% & 2 2 4 & $ ( #% 42" 5 5 2 " 2 2 # & 27 $ 3 " (% 2 45 2 2 " % / 2 22 4 2" 3 #% & 22 2 ( " % 9 23 / 4/ ( " % 9 2% & 2 2 4" (# $ 4 2 $ ):. % < = ; > 3 3 2 2 " 4 2 #’% &% & 23 3 2 2 " 4 2 42 3 % $ 7 " 3 $ / 4 % 33 % 2 3 4 % 0" 3 #2 8 5 $ 4 / 2 2% 42 $ 2"3 2 2 % " 3% & 2 2 " 5 2 / % 3# $ 4 2 % & 22 7 7 2 3 % 4$ 7 " 3 $ / 4 % 3 3 % 2 3 4 % 0$ 37 $ 3 " ( % 2 45 2 2 " % / 2 2 2 4 2 ’2 2 2 4$ 2 2 # 4 % 3 3 % % & " 3% & 2 2 7 7 2 3 % 4 $ 7 2 8 5 $ 4 / 2 2 % 42 $ 37 $ ) :; %% %: :4$ 3 " ( % 2 45 2 2 " % / 2 22 4 2 & 2 2 2 7 $ 2 2 & 2$ 5 % 4" ( ,. /% & 2 2 " 5 2 / % 3# $ 4 24 & $ / ( #42 2 % % & 23 2 2 # 2 # 2 2 " % 2" 3 $ / 4 % 3 %" : 3 % 2 3 4 % 0 3 #% & 22 8 5 $ 4 / 2 2% 42, 2% & 2% & 2 2 4 & $ ( #2 8 5 $ 4 / 2 2% 42/ 3 # 2 2% & 4" 3 $ / 4 % 33 % 2 3 4 % 0 ?: M@ > A K = ,6 &3 % 2 3 4 % 07 $ 3 / 4 2 #/ ( % 2 " 4 $ / 3 # $ ( #2 8 5 $ 4 / 2 2% 42 ; & 2 2 " 5 2 / % 3# $ 4 2 ; 4 4 / 2% 2 45 2 2 " % / 2 22 4 2 ; & 2 2 4 & )