專利名稱：一種聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生附加熱量補(bǔ)償流動(dòng)熱量損失的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚焦超聲領(lǐng)域，具體涉及到一種利用聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生 的附加熱量對(duì)流動(dòng)帶走熱量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
當(dāng)超聲在介質(zhì)中傳播時(shí)，部分超聲能量被介質(zhì)吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，從而引起介質(zhì) 溫度的升高。利用聚焦超聲可體外匯聚、快速、局部加熱等方面的優(yōu)勢(shì)，特別是使用高強(qiáng)度 聚焦超聲，在臨床腫瘤熱療中取得了令人鼓舞的開創(chuàng)性成果。但這種聚焦超聲局部加熱技 術(shù)仍存在效率低、時(shí)間長等問題有待解決。由于熱傳導(dǎo)，特別是介質(zhì)中含有較多流動(dòng)液體 時(shí)，由于流動(dòng)帶走熱量阻礙介質(zhì)溫度的升高，降低了聚焦超聲局部加熱的效率。因此，需要 提高含有流動(dòng)液體的介質(zhì)中聚焦超聲加熱效率。增加單次超聲功率或作用時(shí)間可以提高目 標(biāo)區(qū)域溫度，但同時(shí)會(huì)使超聲傳播路徑上和目標(biāo)區(qū)域周邊正常組織的溫度過高，產(chǎn)生毒副 作用。此外，借助阻斷血供和注射碘油等方式可減少流動(dòng)帶走熱量的影響，但這類侵入方式 增加人的痛苦和加大風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明結(jié)合微泡超聲空化增效機(jī)制，提出一種在聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)利用流動(dòng)微泡空化 產(chǎn)生附加熱量補(bǔ)償流動(dòng)帶走熱量的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的解決方案一種聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生附加熱量補(bǔ)償流動(dòng)熱量損失的方法，其特征 在于聚焦超聲場(chǎng)作用于含有流動(dòng)液體的介質(zhì)時(shí)，微泡注入介質(zhì)內(nèi)并隨流動(dòng)液體到達(dá)聚焦 超聲場(chǎng)焦區(qū)，在聚焦超聲作用下，利用微泡超聲空化增效機(jī)制產(chǎn)生的附加熱量，補(bǔ)償液體流 動(dòng)帶走的熱量，從而促進(jìn)管道附近介質(zhì)溫度的升高。本發(fā)明中，流動(dòng)微泡在超聲作用下發(fā)生空化等瞬態(tài)物理，并增強(qiáng)對(duì)超聲的反射、散 射等作用，可利用流動(dòng)微泡超聲空化增效機(jī)制產(chǎn)生附加熱量，補(bǔ)償流動(dòng)帶走的熱量，提高超 聲加熱效率。


圖1是本發(fā)明提出的聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)利用流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生附加熱量補(bǔ)償流動(dòng)熱 量損失的方法示意圖；圖2是聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)利用流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生附加的熱量對(duì)流體帶走的熱量進(jìn)行 補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果。
具體實(shí)施例方式為了更清楚的理解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明實(shí)施例1 一種聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)利用流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生附加的熱量對(duì)流體帶走的熱 量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，如圖1所示。在微泡輔助的聚焦超聲熱療中，使用內(nèi)部可流通微泡溶液的仿組織透明體模，仿 體中的管道垂直于超聲治療聲軸，并且通過三維移動(dòng)裝置調(diào)節(jié)超聲治療焦點(diǎn)位于管道中。 將微泡溶液注入管道內(nèi)，通過微泡流速控制泵控制其流速。之后使用聚焦超聲焦域作用于 靶區(qū)局部，利用微泡超聲空化增效機(jī)制產(chǎn)生附加熱量，從而補(bǔ)償流動(dòng)帶走的熱量，促進(jìn)管道 附近溫度的升高。實(shí)施例2 聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)利用流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生附加的熱量對(duì)流體帶走的熱量進(jìn) 行補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果，如圖2所示。室溫條件下，在透明仿體管道內(nèi)注入不同濃度的微泡溶液，在超聲功率、作用時(shí)間 以及管道內(nèi)液體流動(dòng)速度相同的條件下，測(cè)量得到透明仿體內(nèi)管壁溫度在不同的微泡溶液 濃度條件下隨時(shí)間的變化曲線。按照比例，將不同劑量的微泡和IOOml 0.9%注射用生理 鹽水均勻混合，從而形成不同濃度的微泡溶液。所使用的微泡溶液濃度范圍從0.001%到 0. 1%。當(dāng)透明仿體管道中僅有0.9%的生理鹽水時(shí)(即微泡溶液濃度為0%)，管壁溫度隨 著聚焦超聲作用時(shí)間的增加而升高，但是液體流動(dòng)帶走熱量，限制了管壁溫度的升高，在超 聲作用結(jié)束后即刻，管壁溫度升高至37°C。之后將配制好的微泡溶液注入管道中，并使微泡 溶液流通足夠時(shí)間保證透明仿體管道內(nèi)均勻充滿微泡溶液。當(dāng)微泡溶液濃度為0. 001%時(shí)， 管壁溫度隨著聚焦超聲作用時(shí)間的增加而升高的速度加快，微泡空化產(chǎn)生附加的熱量對(duì)流 體帶走的熱量進(jìn)行補(bǔ)償，使得超聲作用結(jié)束后即刻的管壁溫度高于僅有0. 9%的生理鹽水 時(shí)的管壁溫度。隨著微泡溶液濃度的提高，在超聲作用結(jié)束后即刻的管壁溫度不斷增高。當(dāng) 微泡溶液濃度達(dá)到0. 時(shí)，微泡空化產(chǎn)生更多附加的熱量對(duì)流體帶走的熱量進(jìn)行補(bǔ)償，使 得超聲作用結(jié)束后即刻的管壁溫度比僅有生理鹽水時(shí)的管壁溫度高出近5°C。該結(jié)果證實(shí)， 在聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)可利用流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生附加的熱量對(duì)流體帶走的熱量進(jìn)行補(bǔ)償，從而促 進(jìn)管道附近介質(zhì)溫度的升高。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所 提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生附加熱量補(bǔ)償流動(dòng)熱量損失的方法，其特征在 于在聚焦超聲作用于含有流動(dòng)液體的局部介質(zhì)時(shí)，微泡注入介質(zhì)內(nèi)并隨流動(dòng)液體到達(dá)聚 焦超聲場(chǎng)焦區(qū)；在聚焦超聲作用下，利用微泡超聲空化增效機(jī)制產(chǎn)生的附加熱量，補(bǔ)償液體 流動(dòng)帶走的熱量，從而促進(jìn)管道附近局部介質(zhì)溫度的升高。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚焦超聲場(chǎng)內(nèi)利用流動(dòng)微泡空化產(chǎn)生附加熱量補(bǔ)償流動(dòng)熱量損失的方法。在聚焦超聲作用于含有流動(dòng)液體的局部介質(zhì)時(shí)，微泡注入介質(zhì)內(nèi)并隨流動(dòng)液體到達(dá)聚焦超聲場(chǎng)焦區(qū)。在聚焦超聲作用下，利用微泡超聲空化增效機(jī)制產(chǎn)生的附加熱量，補(bǔ)償液體流動(dòng)帶走的熱量，從而促進(jìn)管道附近局部介質(zhì)溫度的升高。本發(fā)明中，流動(dòng)微泡在超聲作用下發(fā)生空化等瞬態(tài)物理，并增強(qiáng)對(duì)超聲的反射、散射等作用，可利用流動(dòng)微泡超聲空化增效機(jī)制產(chǎn)生附加熱量，補(bǔ)償流動(dòng)帶走的熱量，提高超聲加熱效率。
文檔編號(hào)A61N7/02GK102049109SQ20111000201
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者丁婷, 萬明習(xí), 周凡渝, 張思遠(yuǎn), 楊旭, 王素品, 符權(quán)有 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)