对超声理疗的研究(含毕业设计概要)

摘要： 自20世纪30年代出现超声理疗后，超声开始作为一种能量应用于医学治疗领域。近年来随着对超声研究的深入和成像等技术的发展，超声治疗在医学领域扮演的角色越来越重要。尤其是在在肿瘤治疗，癌细胞切除等方面，超声治疗取得越来越多的成就。几十年来，超声理疗逐渐发展。70年代后期出现的湿热疗法在治疗癌症方面得到较快发展，有多探头聚焦式商品超声热疗机上市并应用于临床。九十年代初国际上兴起一种旨在治疗肿瘤的高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrasound-HIFU）外科手术。 我国上海交通大学，重庆医科大学，北京医科大学，西安交通大学等开展了有关HIFU的基础与工程研究。重庆医科大学结合临床实践，率先研制成功了HIFU肿瘤治疗设备，在国内国际上居于领先地位。迄今，重庆医大HIFU治疗中心已接待多名癌症患者，在对肝癌，乳腺癌，骨癌及软组织肉瘤等癌种的治疗取得了大量的研究资料，有效地证明了HIFU治疗肿瘤的有效性与安全性。 高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrasound-HIFU）外科手术的机制是：对低MHz的超声束施以聚焦，使焦点处的高强超声能量定位在组织内局部区域（靶组织）上，高强超声能量（可达几千、甚至上万 ）短时间（0.5-5S）照射，即可使耙组织升温至70℃以上，使蛋白热固化，从而使耙组织坏死，又基本上不损伤周围的组织 。在HIFU治疗中，超声通过热效应，机械效应，空化效应对生物组织发生作用。随着超声功率的增大，当超声功率较大时，容易产生空化效应，使空化损伤前移，其大小和形状难以控制，影响治疗效果。这种空化型损伤，有时可有效地加以利用，有时又应极力避免，对此仍在研究中。 对声空化的研究是目前国际上的热点课题之一。在许多超声应用中需要考虑声空化及其相关效应，以及非线性声学声化学等。简言之，声空化是许多超声应用的重要机理。 对声空化的研究也有几十年的历史了。目前国际上对声空化的研究主要有这几种方法：声致发光法、激光散射法、回声分析法、荧光法（对由空化产生的独特产物的测量进行空化的分析）。20世纪90年代，美国科学家Crum、Barber及Putterman等人对单泡空化进行了声致发光的研究 。 本论文将对超声治疗中的HIFU技术及其机制作些简要的介绍，对HIFU治疗中的空化效应现象和产生的原因等进行详细的描述，重点是如何探测空化效应及通过实验了解HIFU的剂量与空化阈值关系。