持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法。先設(shè)定高強(qiáng)度聚焦超聲的發(fā)射時(shí)間和間歇時(shí)間；由注熱單點(diǎn)開始注熱，完成一個(gè)注熱單點(diǎn)后水平移動(dòng)再繼續(xù)下個(gè)注熱單點(diǎn)，依次完成五個(gè)注熱單點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)注熱單元；再依次進(jìn)行各個(gè)注熱單元的注熱直到覆蓋待處理組織的整個(gè)截面面積從而完成注熱面的注熱；再依次進(jìn)行待處理組織不同截面下各個(gè)注熱面的注熱，直到覆蓋待處理組織的整個(gè)區(qū)域。本發(fā)明方法利用熱擴(kuò)散和熱累積來控制生物焦域，使用高強(qiáng)度聚焦超聲的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)低功率地注入熱量，以達(dá)到殺死熱敏組織細(xì)胞的目的。
【專利說明】持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法，尤其是涉及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高強(qiáng)度聚焦超聲(high-1ntensityfocused ultrasound, HIFU)技術(shù)被廣泛用于殺滅熱敏細(xì)胞。其原理主要是利用聚焦于生物組織中的高強(qiáng)度超聲產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使焦域處的組織凝固性死亡或變性死亡，焦域以外組織無顯著損傷，死亡組織最終可逐漸被吸收或瘢痕化。
[0003]傳統(tǒng)高強(qiáng)度聚焦超聲技術(shù)注重高功率、短時(shí)間地注入熱量。它主張精確定位,在極短的時(shí)間(數(shù)十秒)里使目標(biāo)組織達(dá)到凝固性死亡的劑量，然后冷卻數(shù)十秒，排除熱量累積，再進(jìn)行下一點(diǎn)的注熱。在實(shí)際操作中根據(jù)待處理組織的實(shí)際大小、形態(tài)進(jìn)行適形注熱。其典型描述是在高強(qiáng)度聚焦超聲作用下焦點(diǎn)組織內(nèi)溫度瞬間即可上升到65°C以上，可達(dá)到靶向破壞熱敏組織之目的。這種技術(shù)可達(dá)到精確“切除”熱敏組織之目的。但由于聚焦超聲波聲場(chǎng)在生物體內(nèi)分布和各個(gè)組織界面反射、折射、聲熱轉(zhuǎn)換的過程相當(dāng)復(fù)雜，而機(jī)體介質(zhì)存有差異，產(chǎn)熱、熱累積和散熱過程等都會(huì)影響操作結(jié)果，因此要使目標(biāo)組織達(dá)到符合理想的凝固性死亡而不損傷周圍正常組織在實(shí)際應(yīng)用上相當(dāng)困難。所以在近十年的發(fā)展中，高強(qiáng)度聚焦超聲技術(shù)在應(yīng)用中依然面臨很大的困難。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明給出一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法，用于離體組織的處理。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括如下步驟:
O設(shè)定高強(qiáng)度聚焦超聲的發(fā)射時(shí)間Tl和間歇時(shí)間T2 ；
2)由注熱單點(diǎn)開始注熱，每個(gè)注熱單點(diǎn)發(fā)射40次，完成一個(gè)注熱單點(diǎn)后水平移動(dòng)2毫米，再繼續(xù)下一個(gè)注熱單點(diǎn)的注熱，依次完成五個(gè)注熱單點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)注熱單元；
3)依次進(jìn)行各個(gè)注熱單元的注熱直到覆蓋待處理組織的整個(gè)截面面積從而完成注熱面的注熱；
4)依次進(jìn)行待處理組織不同截面下各個(gè)注熱面的注熱，直到覆蓋待處理組織的整個(gè)區(qū)域。
[0006]所述的步驟I)中高強(qiáng)度聚焦超聲的發(fā)射時(shí)間Tl、間歇時(shí)間T2分別設(shè)為990毫秒、10毫秒。
[0007]所述的步驟2)中相鄰兩個(gè)注熱單元之間的注熱時(shí)間間隔為120秒。
[0008]所述的步驟3)中任意相鄰兩個(gè)注熱單元之間的距離為0.3~0.8厘米。
[0009]所述的步驟4)中相鄰兩個(gè)注熱面之間的距離為0.5~I厘米。
[0010]所述的待處理組織整個(gè)區(qū)域注熱結(jié)束后，消融灶為橢球形。[0011]所述的高強(qiáng)度聚焦超聲操作的功率為5(T350W。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明利用熱擴(kuò)散和熱累積來控制生物焦域，相對(duì)傳統(tǒng)高強(qiáng)度聚焦超聲，其特征為相對(duì)低功率，長(zhǎng)時(shí)間熱累積。在低功率的條件下，通過產(chǎn)生長(zhǎng)達(dá)200秒的連續(xù)注熱，使熱擴(kuò)散和熱累積效應(yīng)最大化。由于待處理組織的體積與有效的能量沉積成正相關(guān)，因此低功率下熱擴(kuò)散和熱累積的速度比較和緩，熱損傷區(qū)域的穩(wěn)定性與安全性比較高。其穩(wěn)定的消融灶更接近于橢球形，更有利于待處理組織邊緣的控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是注熱單元、注熱面與待處理組織關(guān)系的示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的高強(qiáng)度聚焦超聲輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。
[0015]圖3是本發(fā)明實(shí)施例離體牛肝超聲操作后的消融結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附 圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]本發(fā)明方法包括:
O設(shè)定高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)的發(fā)射時(shí)間Tl和間歇時(shí)間T2 ；
2)由操作起始的注熱單點(diǎn)開始注熱，每個(gè)注熱單點(diǎn)發(fā)射40次，完成一個(gè)注熱單點(diǎn)后水平移動(dòng)2毫米，再繼續(xù)下一個(gè)注熱單點(diǎn)的注熱，依次完成五個(gè)注熱單點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)注熱單元；
3)依次進(jìn)行各個(gè)注熱單元的注熱直到覆蓋待處理組織的整個(gè)截面面積從而完成注熱面的注熱；
4)依次進(jìn)行待處理組織不同截面下各個(gè)注熱面的注熱，直到覆蓋待處理組織的整個(gè)區(qū)域以至殺死待處理組織中的熱敏細(xì)胞。
[0018]步驟I)中高強(qiáng)度聚焦超聲的發(fā)射時(shí)間Tl、間歇時(shí)間T2分別設(shè)為990毫秒、10毫秒。
[0019]步驟2)中相鄰兩個(gè)注熱單元之間的注熱時(shí)間間隔為120秒。
[0020]步驟3)中任意相鄰兩個(gè)注熱單元之間的距離為0.3~0.8厘米。
[0021]步驟4)中相鄰兩個(gè)注熱面之間的距離為0.5~I厘米。
[0022]待處理組織整個(gè)區(qū)域注熱結(jié)束后，消融灶為橢球形。
[0023]高強(qiáng)度聚焦超聲操作的功率為30-350W，即高強(qiáng)度聚焦超聲操作時(shí)功率可在30-350W的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)設(shè)定。
[0024]每個(gè)注熱面在注熱結(jié)束后應(yīng)檢查下表面狀態(tài)與超聲通道。
[0025]本發(fā)明方法也可稱為“鍋底法”，利用熱擴(kuò)散和熱累積來控制生物焦域，使用高強(qiáng)度聚焦超聲的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)低功率地注入熱量，以達(dá)到殺死熱敏組織細(xì)胞的目的。本發(fā)明首先可以根據(jù)收集到的待處理組織的厚度與大小、最大靶皮距(熱敏細(xì)胞距離組織表面的距離)和最小靶皮距進(jìn)而確定采用本方法進(jìn)行高強(qiáng)度聚焦超聲操作。
[0026]本發(fā)明的實(shí)施例:
采用本發(fā)明方法進(jìn)行超聲操作，注熱過程如圖1所示，每五個(gè)注熱單點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)注熱單元，數(shù)個(gè)注熱單元構(gòu)成一個(gè)注熱面，數(shù)個(gè)注熱面構(gòu)成整個(gè)待處理組織全覆蓋。待處理組織的上部是不需要注熱的，注熱單元的構(gòu)成形狀類似于鍋底。
[0027]如圖3所示，在離體牛肝的高強(qiáng)度聚焦超聲實(shí)驗(yàn)中，低功率長(zhǎng)時(shí)間熱累積高強(qiáng)度聚焦超聲有很好的可重復(fù)性和穩(wěn)定性，在參數(shù)200w，Tl/T2 990ms/10ms，焦點(diǎn)深度為2厘米時(shí)，一個(gè)注熱單元可以在離體牛肝中形成大小形狀相似的穩(wěn)定消融灶。
[0028]在離體牛肝的高強(qiáng)度聚焦超聲實(shí)驗(yàn)中，采用本發(fā)明方法對(duì)離體牛肝的輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖如圖2所示，其穩(wěn)定的消融灶更接近橢球形，而采用傳統(tǒng)高強(qiáng)度聚焦超聲輻照牛肝，其穩(wěn)定的消融灶是雪茄形，如圖2的右側(cè)所示。因此低功率長(zhǎng)時(shí)間熱累積高強(qiáng)度聚焦超聲可以在離體牛肝中形成穩(wěn)定的消融灶，并隨功率增加消融灶體積增加，而且形狀不是傳統(tǒng)上如圖2右側(cè)的雪茄形，更是接近于圖2左側(cè)的橢球形。
[0029] 上述【具體實(shí)施方式】用來解釋說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法，其特征在于包括以下步驟: 1)設(shè)定高強(qiáng)度聚焦超聲的發(fā)射時(shí)間Tl和間歇時(shí)間T2； 2)由注熱單點(diǎn)開始注熱，每個(gè)注熱單點(diǎn)發(fā)射40次，完成一個(gè)注熱單點(diǎn)后水平移動(dòng)2毫米，再繼續(xù)下一個(gè)注熱單點(diǎn)的注熱，依次完成五個(gè)注熱單點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)注熱單元； 3)依次進(jìn)行各個(gè)注熱單元的注熱直到覆蓋待處理組織的整個(gè)截面面積從而完成注熱面的注熱； 4)依次進(jìn)行待處理組織不同截面下各個(gè)注熱面的注熱，直到覆蓋待處理組織的整個(gè)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法，其特征在于:所述的步驟I)中高強(qiáng)度聚焦超聲的發(fā)射時(shí)間Tl、間歇時(shí)間T2分別設(shè)為990毫秒、10毫秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法，其特征在于:所述的步驟2)中相鄰兩個(gè)注熱單元之間的注熱時(shí)間間隔為120秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法，其特征在于:所述 的步驟3)中任意相鄰兩個(gè)注熱單元之間的距離為0.3~0.8厘米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法，其特征在于:所述的步驟4)中相鄰兩個(gè)注熱面之間的距離為0.5~I厘米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法，其特征在于:所述的待處理組織整個(gè)區(qū)域注熱結(jié)束后，消融灶為橢球形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種持續(xù)低熱注入殺死熱敏細(xì)胞的高強(qiáng)度聚焦超聲操作方法，其特征在于:所述的高強(qiáng)度聚焦超聲操作的功率為5(T350W。
【文檔編號(hào)】A61N7/02GK103908752SQ201410136407
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】胡曉曄 申請(qǐng)人:胡曉曄