超声热疗中非线性效应对组织升温的影响

在准线性条件下,计及谐波间能量转移,分析了超声热疗换能器及组织特性参数对组织内温度场的影响,并与线性条件下的结果进行了比较．     

高能聚焦超声热治疗恶性肿瘤的初步探索

目的 了解HIFU技术治疗癌瘤的临库效果和安全性。方法 应用FEP-BY01型高能聚焦超声肿瘤治疗机临床治疗78例中晚期腹腔、盆腔、多种脏器癌瘤，并将全部病例分为空腔脏器和实质脏器癌瘤两大类，按各自的标准进行疗效判断，并从疼痛、皮肤的灼伤、腔肠出血、穿孔及其它方面进行安全判断。结果 空腔脏器肿瘤32例，出院时65.6%肿瘤脱落消失，34.4%萎缩。实质脏器癌瘤46例；治疗后15.6%显著疗效，80.4%有效，无效4.3%（因肋骨阻挡），与放化疗合用可加速肿瘤脱落或萎缩。结论 HIFU技术对控制肿瘤有肯定疗效，并且安全可靠，值得推广应用；其相关医学基础研究须尽快开展。     

超声热疗中媒质特性对声聚焦的影响

以凹球面自聚焦超声换能器为例,用瑞利积分进行数值模拟计算,研究声衰减、声速、温度等参数对声聚焦的影响,并对不同生物组织中声聚焦的特点进行了比较.研究表明,不同的媒质的特性参数聚焦表现出不同的特点.声衰减系数增大,则焦斑向声源靠近且焦斑缩短;声速越大,则焦距越小,但焦域最大声压值升高,焦斑的面积增大;温度变化不大时,对声聚焦的影响不明显.     

肿瘤热疗超声无创监测技术研究进展

 肿瘤热疗是用加热方式杀死癌细胞,已成为肿瘤治疗的一种重要手段.肿瘤热疗分为传统热疗(41～45℃)和热消融治疗(>60℃).在肿瘤热疗中,对治疗区组织温度及热凝固区进行无创测控是保证热疗安全和提高疗效的关键,本文综述肿瘤热疗超声无创测温及热凝固区检测技术的研究进展.超声无创测温主要基于声速和热膨胀、超声衰减系数、背向散射能量、B 超图像纹理等参数的温度相关性.热凝固区超声检测主要基于超声组织定征技术,包括Nakagami 统计模型、超声衰减、超声背向散射积分、超声弹性成像、组织散射子平均间距、次谐波低频声发射等.提出了肿瘤热疗超声无创监测技术的未来发展方向,包括监测精度验证方法的研究、针对组织个体差异自适应调整参数的研究、减少组织运动干扰的方法研究、多维多参数监测方法研究、实时计算技术的研究及肿瘤热疗实验数据共享中心的建立.     

超声治癌热疗系统上位机软件的设计

超声治癌热疗系统是一种利用超声加热技术和热的生物效应原理治疗人体肿瘤的医疗设备．其中的上位机控制系统是整个系统的智能化部分,它负责管理全系统的自动化运行．文中论述了该上位机软件中自调整ＰＩＤ温度控制、通信协议控制、人机交互、病历管理等各个功能的实现机制;如何利用面向对象思想与事件驱动技术,设计软件系统的静态、动态模型．从而将上述诸功能的实现结合成一个有机的整体．该软件已在所建模型的基础上采用ＶＢ程序语言设计实现．     

高强度聚焦超声相控阵列的优化设计方法

高强度聚焦超声相控阵列的诸多参数直接影响着该系统的性能和制作成本。为此，提出了一种高强度聚焦超声相控阵列设计参数优化方法，用此法优化球面相控阵列的参数，合理地选择阵列排列方式、激发频率、阵元大小和球面曲线，可大大减少阵元的数目，从而实现了具有高性价比的高强度聚焦超声相控阵列。该方法对球面不等间距同心圆阵列的优化设计结果，既表明了这种优化设计方法的可行性，又给出了阵列优化设计中的一些有价值的规律。     

热疗的发展历程与展望

 热疗是一种历史悠久的疾病治疗方法,在中国和世界各地都有用热疗治愈疾病的历史记载.本文主要从技术、产品和临床3 个方面综合回顾了现代热疗的发展历程,分析了微波、射频、超声等热疗技术的进步和磁感应热疗等新型热疗技术的出现.分析表明,目前热疗已经发展到了一个新的高度,可以实现更高的治疗温度,温度控制更精确,副作用更小,疗效更好;在肿瘤治疗领域,热疗甚至有可能成为一种新的主流治疗手段,在一些常见的良性疾病治疗方面也将得到更广泛的应用.     

高强聚焦超声辐照剂量与组织热坏死体元之间的关系

利用Pennes方程和Rayleigh方程,对一种环状高强聚焦超声(HIFU)换能器在发射声强为7000～25400W·cm-2和辐照时间为0～20s辐照剂量范围内,对于辐照剂量和它在离体牛肝2 cm深处引起的热坏死体元(即"生物学焦域")体积之间的关系进行了数值模拟计算,计算获得的系列理论曲线与在相应条件下实验测量曲线符合较好.表明,在现有的超声生物物理学理论框架内,对于HIFU辐照引起的热坏死体元的体积是可以进行理论预测的.对于在较高辐照剂量下理论与实验之间存在的分歧也进行了讨论.     

MRIgHIFU治疗的热损伤阈值研究

研究基于磁共振T-Map的等效热剂量积分法监控高强度聚焦超声治疗的可行性.并筛选出高强度聚焦超声损伤组织的热剂量阈值.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,用不同辐照声功率和辐照时间定点辐照深度为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,得到发生凝固性坏死的热剂量区域轮廓和面积.辐照结束后沿凝固性坏死最大面剖开牛肝组织,测量凝固性坏死的面积.选择不同的Eq43参考阈值,并将热剂量计算得到的坏死面积与实际坏死面积进行比较.筛选出离体牛肝组织发生凝固性坏死的最佳热剂量参考阈值.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地反应实际发生凝固性坏死的情况,当Eq43参考阈值选为31.2 min时,各辐照声功率和辐照时间下两者大小均无统计学差异.热剂量法为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和有效性.     

磁感应热疗治疗肿瘤研究进展和临床试验

 靶向磁感应治疗癌症在肿瘤治疗方面是一项突破性的技术,该技术基于磁感应热疗（MIH）应用于癌症的治疗,具有广阔的发展前景。德国、美国及日本在该领域的研究已有显著成果,并进入临床试验。中国在该领域经过十多年的探索,一些研究所已进入国际前沿。其中,清华大学在磁感应热疗方面得到了许多成果,尤其是将磁感应热疗系统应用于临床试验。本文概述磁感应热疗用于癌症治疗方面的研究进展。     

超声技术抑制藻类生长的研究

以超声技术为基础,讨论了低强度超声(×106数量级)对藻细胞产生抑制作用的机理,提出5分钟/次的处理剂量,每4-5天处理一次的处理频次是最优经济效益的处理参数.指出低强度超声抑藻过程中破坏了藻胆体的结构功能,干扰了叶绿素的合成途径,从而有效控制了生物量的增长.     

聚焦声源声场的有限元研究

以声波动方程及其边界条件为基础,建立了高强度聚焦超声的声场有限元模型,用该模型对水中的声场分布进行了数值模拟计算。首先与实验结果进行了对比,然后计算了轴向声场分布,并与瑞利积分的结果进行了比较,表明二者计算结果基本一致,并分析了造成误差的原因,从而,验证了该方法的正确性。     

不同高温对HepA细胞的杀伤作用

目的 :研究不同温度对肿瘤细胞的杀伤作用。方法 :将肝癌腹水型瘤株HepA细胞分为 37℃、4 0℃、4 5℃和 5 0℃ 4个温度组 ,每组又分为 15min、30min、1h和 2h 4个时间亚组。经相应的温度和时间处理后 ,以MTT比色法检测细胞活性。结果 :不同温度对HepA细胞的杀伤作用有所不同。在一定的温度下 ,伴随作用时间的延长 ,细胞死亡率也随之增加。结论 :随着温度的增高和作用时间的延长 ,其对HepA细胞的杀伤作用逐渐增强。4 0℃作用较长时间后 ,细胞的死亡率明显升高     

肿瘤磁致温热治疗设备研发的进展

介绍了肿瘤磁场热疗设备的基本原理和主要构成，分析了主要的几类设备的特点和应用范围．此外，还介绍了当前国内外相关设备研发的基本现状和发展趋势。     

低强度脉冲超声和低频电磁场联合治疗兔桡骨骨折中外骨痂和骨折线的影像评价

目的探讨低强度脉冲超声与低频电磁场联合作用促进骨折愈合的效果。方法对40只普通级成年健康日本大耳白兔进行前腿双侧桡骨中段横断面骨折建模,并将实验兔随机分为Ⅰa、Ⅰb和Ⅱa、Ⅱb4个组,每组10只。Ⅰa和Ⅱa左侧进行低强度脉冲超声和低频电磁场联合治疗(U组),右侧仅进行低频电磁场治疗(E组);Ⅰb和Ⅱb左侧仅进行低强度脉冲超声治疗(B组),右侧进行假治疗作为实验对照(C组)。低强度脉冲超声治疗强度为40m W/cm2,每天1次治疗20min,低频电磁场强度0.9m T,每天1次治疗40min。Ⅰa、Ⅰb组治疗2周和Ⅱa、Ⅱb治疗4周后,采用X线片指标评价骨折愈合情况。结果 X线片评分半定量分析表明,不论治疗2周还是治疗4周,U、B、E 3组骨折愈合速度明显快于与实验对照C组(P<0.05),但U、B、E组之间的差异无统计学意义(P>0.05)。结论低强度脉冲超声和低频电磁场体外治疗都可以通过影响骨折愈合的愈合期和塑形期而促进骨折愈合,但两者叠加使用加速促进骨折愈合的疗效并不明显。     

超声对细胞膜通透性影响的研究现状

不同剂量和强度的超声对细胞会产生一定生物效应.当超声参数设置合适时,能使细胞膜通透性明显增强.加入声学造影剂,由于造影剂中存在很多微泡,微泡在超声波的作用下被激活,泡核表现为振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程,在此过程中局部产生高温高压,使细胞膜通透性进一步增强.细胞膜通透性增强能使细胞内物质释放,细胞外物质进入细胞,这样可用于释放代谢物质或中间产物,化学方法治疗肿瘤及基因转导等.根据近几年的研究,超声对细胞膜通透性的影响可以部分用于解释超声杀菌的机理,但这还有待于我们进一步的深入研究.     

高温下Bapta四酸甲酯对人红细胞的影响

Bapta[1,2-双(邻一氨基酚氧基)乙烷-N,N,N′,N′-四乙酸]酯可以透过细胞膜,近年来已成为研究细胞Ca~(2+)生理功能的有力工具。本文以含1mM Bapta四酸甲酯的人红细胞悬液置于不同温度中保温60分钟,采用扫描电镜观察细胞形态变化,并测定细胞溶血作用,膜结合Na·K-ATP酶活力变化,分析不同温度下Bapta四酸甲酯对人红细胞的影响。实验结果表明,人红细胞形态和溶血作用实验组与对照组的变化相似,而Na·K-ATP酶活力变化实验组的均比对照组的低,其变化最大的为45℃高温处理组,对照组酶活力最高值为50℃处理组。实验结果看出,1mM Bapta四酸甲脂对人红细胞无明显的破坏作用。