双频本征阈值组织粉碎术中的气泡云特征与消融效率
医学物理
2023-07-10 v1
摘要
组织粉碎术是一种非热聚焦超声消融方法，通过声空化的产生与活动来破坏组织。本征阈值组织粉碎术在单周期脉冲的主导负压相位超过约25-30 MPa的本征阈值时产生气泡云。消融效率取决于气泡云内气泡的尺寸与密度。本工作研究双频脉冲方案对本征阈值组织粉碎术中气泡云行为与消融效率的影响。一个模块化组织粉碎换能器向组织体模施加双频组织粉碎脉冲，来自500 kHz与3 MHz频率单元的压强比为1:1，并改变3 MHz脉冲相对于500 kHz脉冲到达的时序(-100 ns、0 ns与+100 ns)。高速光学成像捕获空化效应以表征气泡云及单个气泡的动力学。同时在红细胞(RBC)体模中研究损伤形成与消融效率。结果表明，双频情况下的单气泡与气泡云尺寸介于已发表的500 kHz与3 MHz单频分量结果之间。气泡云尺寸与动力学也显示出受3 MHz脉冲相对于500 kHz脉冲到达时间的影响，较早(-100 ns)到达时观察到更均匀的云膨胀与塌缩。最后，红细胞体模实验表明，双频照射能够产生精确损伤，其面积更小且消融效率高于先前发表的500 kHz或3 MHz结果。总体而言，结果表明双频组织粉碎术调控气泡云尺寸与动力学的能力可被利用来产生比先前单频脉冲观测到更高消融效率的精确损伤。
引用
@article{arxiv.2307.03245,
title = {Bubble Cloud Characteristics and Ablation Efficiency in Dual-Frequency Intrinsic Threshold Histotripsy},
author = {Connor Edsall and Laura Huynh and Tim Hall and Eli Vlaisavljevich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03245},
year = {2023}
}
备注
22 pages, 10 figures, 2 tables