1. 基本信息

    高強度聚焦超聲（high-intensity focused ultrasound, HIFU）腫瘤治療系統（以下稱HIFU腫瘤治療系統）主要由功率源、治療控制、定位及實時評估、運動控制等系統組成。其治療原理主要是利用聚焦于生物組織中的高強度超聲產生的熱效應使焦域處的組織瞬間凝固性壞死，焦域以外組織無顯著損傷，凝固壞死組織可逐漸被吸收或瘢痕化。這種局部治療腫瘤的新技術又稱為熱“切除”，主要適用于治療組織器官的惡性與良性實體腫瘤。HIFU治療最重要的要素是準確性和安全性，但是治療時間過長是目前HIFU治療的問題點之一。

    典型的HIFU治療，是在100mm³左右的領域進行一次3秒到20秒左右的超聲波照射使其加熱凝固，然后多次反復進行治療。除此之外，因為HIFU在傳播過程中會導致正常組織的部位溫度略有上升，為了降溫需要在每次照射后設置休息時間，這樣就導致了治療時間變長的結果。因此為了大幅度縮短治療時間，HIFU除了縮短照射時間以外，還有必要進行高效率的加熱，縮短整體的休息時間。具體來說，HIFU的聚焦區域一邊掃描一邊大范圍的燒灼，讓治療區域的溫度分布均勻的同時也可以降低治療區域外的熱量擴散比例，正是目前針對提高治療效率在研究的事情。

    另外，就研究超聲波加熱效率化一事上目前有利用氣泡的手法。超聲波一旦照射氣泡，氣泡會因體積振動導致周圍組織的變形量增大從而使能量散失變大。最終使得超聲波加熱效果增強。在患處導入氣泡的手法是屬于穩定性微型氣泡或者微型氣泡的原料而成的納米粒子導入手法。和空化現象讓其產生氣泡的手法很大區別。在此，我們來介紹關于如果利用空化現象從而增強加熱效果進行高效照射。

     2，實驗方法

     2-1 超聲波照射方法

    用于HIFU治療的頻率常見的有1~4MHZ左右,作為頻率范圍空泡發生的閾值，是以水或者以水為主要成分組織為對象施加1.1兆2波左右的照射，報告顯示壓力大約-30MPa。這種情況下，超過閾值區域可監測到基本均一的空化現象的產生。-30MPa的空化閾值屬于非常大的值，一般的HIFU超聲波強度是無法承受如此大的負壓。但是，隨著超聲照射的時間變長空化產生的氣泡閾值也會下降，在產生駐波之前照射時間越長這種下降就越明顯，相比之下，人體內可能更容易產生空化泡。另一方面，一旦使體內產生駐波，其他非目標部位也極有可能產生空化泡，導致正常身體組織有被損傷的風險。所以，這次研究就是利用多次反復的短時間照射來抑制駐波的同時也可以產生空化泡的實驗手法。大概原理可參考下圖1。