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基于声辐射力成像的磁共振监控HIFU治疗的研究

许宗为  
【摘要】:高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)是一种新兴的肿瘤精确治疗技术。它将低能量的超声通过聚焦,瞬时(0.5~5s)在体内形成一个高温的区域(65℃以上),并通过热效应、空化效应及机械效应等使该区域内病变组织产生不可逆的凝固性坏死,而不损伤周围正常组织。这一技术以其非侵入、无创口的优势,已被应用于子宫肌瘤等各类良恶性肿瘤的治疗。准确有效的监控手段对与保证治疗的安全性和有效性至关重要。目前,常见的监控手段有超声和磁共振成像。相比超声监控,磁共振成像因其具有良好的软组织对比度及实时无损的温度成像能力而成为监控HIFU治疗的首选方式。基于质子共振频率漂移的磁共振温度测量方法,可以实现组织温度的快速精确测量,然而该方法对于高脂肪含量的组织无效。为了能更安全、高效地监控HIFU治疗的过程,本课题基于磁共振声辐射力成像方法,基于双TE的ARFI序列,拟合得到组织的T2和质子密度。基于拟合得到的T2和质子密度及其加权像,研究其与脂肪温度的线性关系,实现了基于ARFI序列的组织温度与位移同时测量的磁共振监控方法。基于有梯度和无梯度的ARFI序列,对ARFI测量组织表观扩散系数的可行性进行了探究,证实了ARFI序列测量组织T2的可行性。HIFU作用过程中可能产生空化现象,空化会使组织温度迅速升高,监控不当会产生不必要的周围组织损伤。合理利用空化作用,可以提高HIFU的治疗效率。本课题通过基于质子共振偏移的测温方法,研究不同超声功率下组织的温升曲线;基于磁共振位移成像方法,研究不同功率作用后组织的位移变化规律;以及检测了不同功率的HIFU作用下组织的被动空化噪声,均没有发现明显的空化阈值,证实了本课题的超声功率没有达到空化阈值。


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