本项目利用与东京大学流体工学实验室共同研制的HIFU换能器,进行了声压场测定、感温仿组织体模和离体组织实验,并以此换能器为例建立数值仿真模型,进行仿真研究。研究结果表明(1)声压场的数值仿真结果与实验结果相一致;(2)随温度变化的组织声速、衰减系数可能导致HIFU焦域位置随着照射时间的延长而移动,焦域大小发生变化,中心温升略有升高;(3)血管位于治疗焦域时,血管内及血管外边缘部分可能形不成可治疗区域,同时由于血管的反射,在血管与换能器之间形成一个边缘为波浪型焦域;当血管偏离治疗声轴,血管的外边缘距声轴的距离小于3mm时,焦域形状会发生改变,大于3mm时,其影响极小;(4)同一位置治疗时间较长或超声换能器的输出功率较高时会发生皮肤烧伤;当换能器的曲率半径与开口直径的比值较小或换能器的驱动频率变化时也可能会发生皮肤烧伤;(5)在治疗剂量方面,研究了焦域长短轴随照射时间、输入声强、治疗深度变化的相应曲线及参数,为HIFU临床治疗参数的选择提供技术参考数据。上述的仿真结果与感温仿组织体模和离体组织实验的结果的变化趋势相一致。本项目的研究结果对制定临床治疗计划、降低治疗并发症有重要的指导意义。
英文主题词HIFU;Nonlinear;Blood vessel;Tissue acoustic properties;Therapeutic dose