ИСТИНА

В современных направлениях неинвазивной хирургии широко применяется мощный фокусированный ультразвук (HIFU),который используется, например, для локального разрушения опухолей. Нелинейные эффекты, возникающие при фокусировке ультразвукового пучка, приводят к образованию высоко-амплитудных ударных фронтов. В фокусе, за счет образовавшихся разрывов, происходит резкое увеличение поглощения энергии пучка, что позволяет быстро нагревать ткань до температур тепловой абляции. Для теплового разрушения клинически значимых объемов ткани фокус излучателя перемещают внутри заданной области, либо механически, либо электронным образом, создавая последовательность дискретных участков локального нагрева. В данной работе численно исследовалась возможность ускорения тепловой абляции биологической ткани с использованием ударно-волновых режимов работы многоэлементной решетки клинической системы MR-HIFU (Sonalleve V1 3.0T, Philips Healthcare). Фокус пучка перемещался электронным образом по круговым траекториям в одной плоскости, перпендикулярной оси пучка, а также в трех плоскостях, расположенных на расстояниях -5 мм и 5 мм от среднего слоя. Использовались режимы облучения, в которых постоянной оставалась средняя по времени мощность пучка, а увеличение пиковой мощности компенсировалось уменьшением коэффициента заполнения в каждом из импульсов. При больших пиковых мощностях в фокальной области пучка образовывались ударные фронты большой амплитуды, приводящие к увеличению эффективности нагревания ткани. Контролирование температуры нагреваемой области производилось с помощью расчета тепловой дозы на радиусе каждой облучаемой круговой окружности. Было показано, что использование нелинейных режимов в совокупности с облучением трех слоев ткани по сравнению с гармоническим облучением одного слоя ткани с той же средней мощностью, приводит к гораздо более быстрому и локализованному тепловому разрушению ткани. Стоит отметить, что равномерность нагревания при высоких интенсивностях была достигнута путем усовершенствования начальной клинической траектории и добавления нескольких слоев облучения. Дальнейшие планы работы будут направлены на учет перфузии кровеносных сосудов. Планируется экспериментально подтвердить правильность данных расчетов с помощью облучения на животных.