高强度聚焦超声作用下的组织焦域能量分析及实验验证

doi:10.3969/j.issn.0258-8021.2022.05.013

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摘要为研究发生空化前高强度聚焦超声(HIFU)作用的最佳治疗模式, 从声场和热场的仿真计算和新鲜离体牛肝实验验证出发,根据声能转化成热能的原理,分析了组织焦域温度上升造成组织损伤的变化过程;建立了与温度相关的组织损伤预测模型;计算了形成1 mm宽度的生物学焦域所吸收的能量;并在75、100、125、150 W这4种声功率下,按照350 J能量,共进行了24组新鲜离体牛肝组织的实验,验证该能量强度形成的生物学焦域尺寸。结果表明,经组织衰减后生物学焦域吸收的超声能量为350 J时,在新鲜离体牛肝组织中形成的生物学焦域宽度为(1.1±0.1)mm;当换能器物理学焦域的长短轴之比在4~10之间变动时,吸收350 J形成的生物学焦域宽度保持在(1.0±0.2) mm。在充分除气的均匀介质牛肝中,当换能器的物理学焦域长短轴比在4~10之间时,吸收350 J能量,声功率100 ~150 W是形成(1.0±0.2) mm宽度的生物学焦域的最佳治疗模式。

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关键词 ：高强度聚焦超声(HIFU), 生物学焦域, 治疗模式, 能量, 牛肝

Key words： high intensity focused ultrasound(HIFU) biological focal region treatment mode energy bovine liver

收稿日期: 2022-01-10

PACS:

R318

基金资助:浙江省教育厅科技计划项目(Y202147977)

通讯作者: * E-mail: wyb_1963@163.com

引用本文:

陶洁, 王月兵, 佟世琪, 赵鹏, 盛勇杰. 高强度聚焦超声作用下的组织焦域能量分析及实验验证[J]. 中国生物医学工程学报, 2022, 41(5): 631-635.
Tao Jie,Wang Yuebing*,Tong Shiqi,Zhao Peng,Sheng Yongjie. Energy Analysis and Experimental Verification of Tissue Focal Region under the Action ofHIFU. Chinese Journal of Biomedical Engineering, 2022, 41(5): 631-635.

链接本文:

http://cjbme.csbme.org/CN/10.3969/j.issn.0258-8021.2022.05.013 或 http://cjbme.csbme.org/CN/Y2022/V41/I5/631

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