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高强度聚焦超声螺旋扫描形成的组织损伤研究被引量：1: 2016年; 为满足高强度聚焦超声(HIFU)治疗对组织损伤均匀性和高效性的需求,理论及实验研究了连续扫描模式下HIFU沿螺旋扫描路径形成的组织损伤。基于Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov方程和生物传热方程建立了声热耦合模型,数值模拟了螺旋路径栅格距离为3 mm和4 mm时不同扫描速度下HIFU辐照体模的温度场和组织损伤分布,并采用凝胶体模进行了实验验证。结果表明,采用连续螺旋模式可以使热扩散均匀化,产生分布均匀的热损伤;选择适当的栅格距离和扫描速度,发挥螺旋路径内外圈热扩散的相互影响,可以产生大范围的整体性的热损伤,同时提高治疗效率。本文工作对优化HIFU治疗效果具有指导意义。; 钱魁倪正阳李成海杨慧宇陆沁宇章东; 关键词：高强度聚焦超声生物传热方程 HIFU

低强度脉冲超声激发的声微流增强藻酸钙凝胶支架材料的孔隙率和通透性研究: 2016年; 低强度脉冲超声(LIPUS)激发的声微流场所产生的剪切应力可作用于细胞膜表面,从而显著增强细胞膜的通透性。构建了三维藻酸钙凝胶支架培养系统,来模拟有利于细胞生长的营养供给和新陈代谢体内微环境;基于扫描电子显微镜、体内荧光图像和激光共聚焦图像观测技术,对LIPUS增强三维藻酸钙凝胶支架材料的孔隙率和通透性的作用机制和参数相关性进行了系统的研究。结果表明,三维藻酸钙凝胶支架材料的孔隙率和通透性可随着LIPUS的驱动声压的升高而显著增强。此外,通过对三维支架材料内的细胞增殖情况分析,发现在适当的LIPUS驱动声压(如P-=0.055 MPa)下,HeLa细胞在LIPUS作用下的三维藻酸钙凝胶支架材料中可获得更高的增殖率。; 聂欣宇马勇郭霞生屠娟章东; 关键词：通透性孔隙率低强度凝胶

超声造影剂微泡非线性动力学响应的机理及相关应用被引量：7: 2015年; 随着生命科学及现代医学的发展,一体化无创精准诊疗已经日益成为人们关注的焦点问题,而关于超声造影剂微泡的非线性效应的相关机理、动力学建模及其在超声医学领域中的应用研究也得到了极大的推动.本文对下列课题进行了总结和讨论,包括:1)基于Mie散射技术和流式细胞仪对造影剂微泡参数进行定征的一体化解决方案;2)通过对微泡包膜的黏弹特性进行非线性修正,构建新的包膜微泡动力学模型;3)探索造影剂惯性空化阈值与其包膜参数之间的相关性;4)研究超声联合造影剂微泡促进基因/药物转染效率并有效降低其生物毒性的相关机理.; 于洁郭霞生屠娟章东; 关键词：非线性动力学

微泡双重击破效应对裸鼠HepG2肿瘤微血管的损伤作用被引量：11: 2013年; 目的研究微泡双重击破效应对裸鼠HepG2移植肿瘤微血管的损伤作用以及对血流灌注的阻断作用。方法28只皮下荷人类肝癌HepG2肿瘤的裸鼠随机分为3组，超声微泡组经静脉推注脂质微泡0．1ml并联合空化治疗仪辐照肿瘤3min，单纯超声组以等量生理盐水代替微泡，单纯微泡组推注微泡时进行超声假照。各组肿瘤治疗前后行超声造影检查，分析肿瘤造影的峰值强度及曲线下面积，最后获取肿瘤标本行光镜观察。结果超声微泡组肿瘤造影的峰值强度百分比由（26．9±10．9）％下降至（8．2±5．8）％，曲线下面积由1210．4±823．1下降至291．6±255．2，差异有统计学意义（P〈0．05）；但两对照组肿瘤治疗前后造影峰值强度及曲线下面积变化均无显著差异。病理观察发现超声微泡组肿瘤血管内皮细胞肿胀、血管断裂，组织间隙内出血、水肿。结论微泡双重击破效应可造成裸鼠HepG2肿瘤微血管物理损伤和血流灌注显著下降。; 高文宏钟渝乔璐张莉刘政; 关键词：新生血管化病理性

B模式实时成像定量监控超声空化时空行为的研究被引量：5: 2015年; 提出一种采用B超图像实现高强聚焦超声(HIFU)治疗时声空化的时空量化监控的方法。首先,采用B模式实时成像系统对不同声辐照能量下的HIFU在凝胶仿体中引发的超声空化进行实验监测;接着,利用二维数字图像处理算法消除高强聚焦超声(HIFU)在B超图像中产生的干涉条纹,并在此基础上,对B超成像中观察到的高亮区域的面积变化情况进行量化分析;最后,进一步讨论了驱动声压或脉冲宽度对超声空化产生的高亮区域的生成速度和面积大小的影响。结果显示该方法可以有效去除B超图像中的干涉条纹,并对HIFU引发的空化现象进行实时监测。实验结果还表明辐照声能量的提高将引发更强烈的声空化行为,并且显著缩短HIFU引发的空化泡群的初始生成时间。研究结果对进一步优化HIFU治疗有重要意义。; 陈楚怡于洁陈功马勇郭霞生屠娟章东; 关键词：超声空化干涉条纹实时成像高强聚焦超声空化泡灰度阈值

超声造影剂微气泡的包膜黏弹特性的定量表征研究被引量：4: 2015年; 包膜黏弹特性显著影响微气泡超声造影剂的诊断及治疗应用效果.本文结合原子力显微镜技术及声衰减特性测量提出了一种对微气泡造影剂包膜黏弹特性定量表征的新方法.首先采用原子力显微镜技术进行机械特性分析得到包膜微气泡的有效硬度及体弹性模量;然后测量声衰减特性,基于微气泡动力学理论,计算包膜微气泡的体黏度系数.为验证方法的有效性,实验制备了直径为1—5μm的白蛋白包膜微气泡造影剂,原子力显微镜测量的有效硬度和体弹性模量分别为0.149±0.012 N/m和8.31±0.667 MPa,并与粒径无关.声衰减特性测量和动力学理论拟合的包膜微气泡的体黏度系数为0.374±0.003 Pa·s.该方法可推广至其他种类包膜微气泡的黏弹特性表征,对超声造影剂的制备及其诊断和治疗应用有积极意义.; 郭各朴张春兵屠娟章东; 关键词：原子力显微镜

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国家高技术研究发展计划(2012AA022702)