1. 基本信息

    高强度聚焦超声（high-intensity focused ultrasound, HIFU）肿瘤治疗系统（以下称HIFU肿瘤治疗系统）主要由功率源、治疗控制、定位及实时评估、运动控制等系统组成。其治疗原理主要是利用聚焦于生物组织中的高强度超声产生的热效应使焦域处的组织瞬间凝固性坏死，焦域以外组织无显著损伤，凝固坏死组织可逐渐被吸收或瘢痕化。这种局部治疗肿瘤的新技术又称为热“切除”，主要适用于治疗组织器官的恶性与良性实体肿瘤。HIFU治疗最重要的要素是准确性和安全性，但是治疗时间过长是目前HIFU治疗的问题点之一。

    典型的HIFU治疗，是在100mm³左右的领域进行一次3秒到20秒左右的超声波照射使其加热凝固，然后多次反复进行治疗。除此之外，因为HIFU在传播过程中会导致正常组织的部位温度略有上升，为了降温需要在每次照射后设置休息时间，这样就导致了治疗时间变长的结果。因此为了大幅度缩短治疗时间，HIFU除了缩短照射时间以外，还有必要进行高效率的加热，缩短整体的休息时间。具体来说，HIFU的聚焦区域一边扫描一边大范围的烧灼，让治疗区域的温度分布均匀的同时也可以降低治疗区域外的热量扩散比例，正是目前针对提高治疗效率在研究的事情。

    另外，就研究超声波加热效率化一事上目前有利用气泡的手法。超声波一旦照射气泡，气泡会因体积振动导致周围组织的变形量增大从而使能量散失变大。最终使得超声波加热效果增强。在患处导入气泡的手法是属于稳定性微型气泡或者微型气泡的原料而成的纳米粒子导入手法。和空化现象让其产生气泡的手法很大区别。在此，我们来介绍关于如果利用空化现象从而增强加热效果进行高效照射。

     2，实验方法

     2-1 超声波照射方法

    用于HIFU治疗的频率常见的有1~4MHZ左右,作为频率范围空泡发生的阈值，是以水或者以水为主要成分组织为对象施加1.1兆2波左右的照射，报告显示压力大约-30MPa。这种情况下，超过阈值区域可监测到基本均一的空化现象的产生。-30MPa的空化阈值属于非常大的值，一般的HIFU超声波强度是无法承受如此大的负压。但是，随着超声照射的时间变长空化产生的气泡阈值也会下降，在产生驻波之前照射时间越长这种下降就越明显，相比之下，人体内可能更容易产生空化泡。另一方面，一旦使体内产生驻波，其他非目标部位也极有可能产生空化泡，导致正常身体组织有被损伤的风险。所以，这次研究就是利用多次反复的短时间照射来抑制驻波的同时也可以产生空化泡的实验手法。大概原理可参考下图1。