HIFU焦域的温度分布模拟及其疗效分析.pdfVIP

第 40卷第1期 南京师大学报（自然科学版） Vol. 40 No. 1 2017年 3 月 JOURNAL OF NANJING NORMAL UNIVERSITY( Natural Science Edition) M ar,2017 doi ：10.3969/j .issn .l 001-4616.2017.01.021 HIFU 焦域的温度分布模拟及其疗效分析 宿 慧 丹 1 ，戴 思 捷 ，郭 各 朴1 ，马 青 玉1 (1.南京师范大学物理科学与技术学院，江苏南京21〇〇23) ( 2.南京师范大学强化培养学院，江苏南京21〇〇23) [ 摘要] 高强度聚焦超声（HIFU )是一种非侵人性、对正常组织无损伤且不易引起癌细胞转移的肿瘤治疗手段， 对其治疗过程中的疗效以及肿瘤周围正常组织破坏情况的监测是实现HIFU治疗剂量精准控制的关键.本文首 先从 HIFU局部组织加热出发，建立了 HIFU治疗系统模型，利用有限元数值模拟了 HIFU焦域的声场以及温度 场分布，并研究了换能器参数、超声功率、治疗时间对焦域温度分布的影响.结果表明，随着治疗时间的增长，焦 点温度上升，逐渐形成椭球状的焦域;在达到治疗疗效时，即焦域径向±0.4 mm椭球范围内的组织温度达到了 343 K ( 70 t )时，随着换能器结构系数(半径/焦距）的减小，所需要的治疗时间增长，所形成的焦域不断扩大，其 轴向宽度与径向宽度比值增大，焦域变得细长，焦点处的温度逐渐降低.本研究对已知结构系数的聚焦换能器的 焦域温度场仿真，可以为 HIFU治疗中的温度估计和监控提供新方法，也可为疗效评估和剂量控制提供新技术. [ 关键词] HIFU治疗，结构系数，温度分布，疗效评估 [ 中图分类号] 0426.2 [ 文献标志码] A [ 文章编号] 1001-4616(2017)01-0144-07 Numerical Studies on Temperature Distribution Analysis and Treatment Efficacy Evaluation for High Intensity Focused Ultrasound Therapy Su Huidan^Dai Sijie2,Guo Gepu^Ma Qingyu 1 (1. School of Physics and Technology, Nanjing Normal University, Nanjing 210023 , China) (2 .Honors College, Nanjing Normal University, Nanjing 210023 , China) A bstract High ： intensity focused ultrasound( HIFU) is a non-invasive therapeutic medical treatment modality, which can destroy tumor tissues without damaging to the surrounding normal tissues and has less possibility of cancer metastasis. The key issue of accurate HIFU therapeutic dosage control is how to monitor the efficacy in the proces