高强聚焦超声治疗肿瘤的剂量学研究

高强聚焦超声(HIFU)治疗技术出现在1940年代,到1990年代后进入迅速发展时期,被誉为是21世纪无创治疗肿瘤技术.HIFU无创治疗肿瘤的原理,是利用HIFU声焦域中的高能量短时间内"消融"(ablation)靶区的癌症变组织,同时又不伤及周围的健康组织.HIFU剂量学是关系到HIFU治疗技术能否安全、有效地用于临床的关键问题.本文将对HIFU治疗剂量学的实验和理论研究给出系统论述.HIFU治疗剂量通常称作HIFU辐照剂量,由辐照声强I和辐照时间t共同决定.本文主要研究:(1)I和t各自对热消融靶组织的贡献.研究表明,I与t对靶组织热消融的贡献呈关系式It0.43=C,式中常数C代表热消融组织体积的大小.(2)HIFU辐照剂量与其产生的组织热消融体积之间的定量关系,研究结果表明,组织的消融体积随辐照剂量增大而增大.在较小辐照剂量下,线性声学理论的计算结果与实验结果符合很好;在较高辐照剂量下,消融体积的理论值低于实验值,说明此时需要计及到非线性声学的贡献.(3)组织厚度(表面到靶组织距离)的对消融靶组织体积大小的影响.(4)HIFU剂量学有关消融微米级组织体积的最新研究成果正催生HIFU无创细胞外科技术的出现.