肾脏高强度聚焦超声治疗的非线性三维模拟
医学物理
2018-11-12 v1
摘要
肾癌是一种严重疾病，可通过高强度聚焦超声（HIFU）治疗进行无创处理。然而，换能器前方的组织以及肾脏的深部位置可能导致治疗效率的显著损失。使用非线性超声模拟模型研究了不同组织类型引起的衰减、折射和反射对肾脏 HIFU 治疗的影响。组织几何结构来源于一位患者的计算机断层扫描（CT）数据集，该数据集已被分割为水、骨骼、软组织、脂肪和肾脏。研究发现，非均匀衰减和声速的综合效应导致肾脏中的空间峰值时间平均（SPTA）强度与纯水相比下降了 11.0 dB。不考虑折射效应的模拟显示下降了 6.3 dB，表明衰减和折射均导致了焦点强度的损失。软组织界面处的反射造成的损失小于 0.1 dB。折射效应引起的焦点偏移在 x、y 和 z 方向上分别产生了 -1.3、2.6 和 1.3 mm 的位移。此外，还观察到焦点分裂为多个较小的子区域。次级焦点的总体积约为最大初级焦点的 46%。这可能导致目标位置之外的非期望加热以及更长的治疗时间。
引用
@article{arxiv.1608.08919,
title = {Nonlinear 3-D simulation of high-intensity focused ultrasound therapy in the kidney},
author = {Visa Suomi and Jiri Jaros and Bradley Treeby and Robin Cleveland},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.08919},
year = {2018}
}
备注
Conference proceeding