Page 69 - 《应用声学》2021年第3期

第 40 卷 第 3 期 桂逢烯等： 高强度聚焦超声间歇式治疗中焦域温度分布的仿真研究 387

率较后者慢。图 7(a) 表示该模式治疗结束即刻，不
同治疗深度的焦域温度场；随着治疗深度的增加， 90 ງए
10 mm
焦域在声轴方向上的温度逐渐降低，有效温升 (温 80 20 mm
30 mm
升大于 40 C) 面积逐渐减小。如图 7(b) 所示，凝固 70 40 mm
◦
性坏死面积随深度的增加逐渐减小，4 种深度下的 ພए/Ć 60
2
2
凝固性坏死面积大小分别为41.48 mm 、22.4 mm 、 50
40
2
11.04 mm 、4.52 mm 。
2
30
随着治疗深度的增加，超声波在传播过程中由
20
于反射、散射等现象和组织对超声波能量的吸收增 0 5 10 15 20 25 30 35
௑ᫎ/s
大，部分超声能量衰减，传递到焦域的超声能量减
图 6 不同深度下焦域内相同点的温度随时间的变
少，导致深层组织焦域温度较浅层低。对于深部肿
化曲线
瘤的治疗，可根据病人的反映情况切换为单次治疗
Fig. 6 The temperature change curve of the same
时间长、时间间隔短的治疗模式，使更多能量聚焦 point in the focal region at different depths
于焦点达到彻底杀死病变组织的目的。
C C C C
-20 -20 -20 70 -20
ງए: 10 mm 80 ງए: 20 mm 70 ງए: 30 mm ງए: 40 mm 60
-10 -10 60 -10 60 -10 50
x/mm 0 60 x/mm 0 50 x/mm 0 50 x/mm 0 40
10 40 10 40 10 40 10
30 30 30
20 20 20 20
20 40 60 80 20 40 60 80 20 40 60 80 20 40 60 80
y/mm y/mm y/mm y/mm
(a) ˀՏງएʾཥ۫ພएڤ

-20 ງए: 10 mm -20 ງए: 20 mm -20 ງए: 30 mm -20 ງए: 40 mm
-10 -10 -10 -10
x/mm 0 x/mm 0 x/mm 0 x/mm 0
10 10 10 10
20 20 20 20
20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60
y/mm y/mm y/mm y/mm
(b) ˀՏງएʾіڍভڮ൫᭧ሥ

图 7 不同深度下焦域温度场与不同深度下凝固性坏死面积
Fig. 7 Temperature field in focal region at different depths and the coagulative necrotic area at different depths

3.3.2 组织类型对HIFU焦域温度的影响
140
保持治疗深度、治疗模式 (f 2 (t)) 相同，探索不 ᑠᐬ20 mm
120 ᐤᑦ20 mm
同组织类型下 HIFU 焦域温升的影响。图8∼9 分别
100
为不同组织 HIFU 治疗时焦域的温升结果和温度场 80
分布结果。由图 8 可知，肝脏组织在相同条件较脂 ພए/Ć
60
肪组织焦域温度低，温升速率肝脏组织更慢；肝脏
40
组织达到最高温度用时 15 s，而脂肪组织在第一个
20
治疗回合就达到相同温度，时间缩短约2/3。相同治 0 5 10 15 20 25 30 35
௑ᫎ/s
疗模式下，肝脏组织和脂肪组织的焦域温度场分布
如图9(a) 和(b)所示，在相同时间内脂肪组织的有效 图 8 不同组织焦域内同一点温度曲线
温升面积较肝脏组织大。图9(c)和(d)中肝脏组织和 Fig. 8 The temperature curve of the same point
2
脂肪组织凝固性坏死面积分别为22.4和290 mm 。 in the focal region of different tissues