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无创精准可视化!新一代超声治疗技术亮相工博会

2016-11-02

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在超导核磁共振的引导下将超声波能量从体外以“无创”的方式精确汇聚于肿瘤等病灶部位,利用超声产生的高温“烧死”肿瘤组织。整个治疗过程中,不需要开刀,医生直接通过实时的磁共振图像,就可以精确观测到瘤体的温度变化过程和毁损情况,引导手术进程,从而达到精准治疗的目的。由中国工程院院士、上海交通大学生物医学工程学院讲席教授陈亚珠教授团队研发的新一代超声治疗技术和系列产品将亮相第18届中国国际工业博览会。这项“可视化”的超声治疗技术,可有效地提高了超声治疗的安全性和疗效。

不同于常规手术,聚焦超声治疗技术不需要切开皮肤,超声能量就可以从体外穿过完整的皮肤和软组织达到靶区,使该处组织温度快速升高至65℃以上,使得蛋白质变性,从而杀死肿瘤细胞,而超声穿透的其他组织不会受到损伤。不过,如何才能精准地将超声能量施加于病灶靶点?如何准确快速地感知在超声作用下人体内部组织的变化,实现治疗过程的可视化?如何使超声能量穿透对声传播影响较大的骨骼,对肋骨及颅骨遮挡的病灶进行治疗?这些难题都制约了超声治疗技术的发展和临床推广。为此,国际超声治疗领域的科学家们开展了大量技术和临床研究,试图攻克这些难题。

陈亚珠院士团队,经过18年探索和自主创新,提出了具有国际前沿水平的新一代的利用超导核磁共振引导的相控聚焦超声治疗融合技术。基于相控阵雷达的原理通过对超声激励信号进行优化研发的多阵元相控超声探头、多路大功率超声电驱动系统和超声激励信号控制算法等具有自主知识产权的核心技术,可以灵活、精准的调整超声聚焦位置,实现焦点的快速移动和转换,能够根据治疗区域的实际情况修正病人个体差异带来的影响,并完成快速、适形、多模式的治疗。

这项技术还可以通过关闭部分超声阵元,使高能量声束回避肋骨和重要器官,防止产生损伤。面对颅骨等骨骼对超声的干扰,通过电子相位调控补偿方法,校正颅骨对超声声束传播产生的影响,解决超声经颅传播后散焦的难题。这样,超声技术就不仅可以应用与肿瘤,还可以瞄准神经系统疾病、血脑屏障打开和脑胶质瘤等疾病,免除病人在传统治疗中需要承受的开颅之苦。这意味着帕金森、阿尔茨海默、脑血栓等疾病也都有望通过这项技术得到新的治疗方法。



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