高强度聚焦超声螺旋扫描形成的组织损伤研究

作     者：钱魁 倪正阳 李成海 杨慧宇 陆沁宇 章东 QIAN Kui;NI Zhengyang;LI Chenghai;YANG Huiyu;LU Qinyu;ZHANG Dong

作者机构：近代声学教育部重点实验室南京大学声学研究所南京210093 复旦大学信息科学与工程学院上海200433 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2016年第41卷第5期

页      面：724-730页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1002[医学-临床医学] 07[理学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(81127901,81227004,11374155) 国家科技部863项目(2012AA022702) 

主　　题：高强度聚焦超声 组织损伤 螺旋扫描 生物传热方程 扫描路径 HIFU 治疗效果 扫描速度 

摘      要：为满足高强度聚焦超声(HIFU)治疗对组织损伤均匀性和高效性的需求,理论及实验研究了连续扫描模式下HIFU沿螺旋扫描路径形成的组织损伤。基于Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov方程和生物传热方程建立了声热耦合模型,数值模拟了螺旋路径栅格距离为3 mm和4 mm时不同扫描速度下HIFU辐照体模的温度场和组织损伤分布,并采用凝胶体模进行了实验验证。结果表明,采用连续螺旋模式可以使热扩散均匀化,产生分布均匀的热损伤;选择适当的栅格距离和扫描速度,发挥螺旋路径内外圈热扩散的相互影响,可以产生大范围的整体性的热损伤,同时提高治疗效率。本文工作对优化HIFU治疗效果具有指导意义。