اولتراسوند متمرکز با شدت بالا (HIFU) یک درمان حرارتی غیرتهاجمی در مراحل اولیه است که برای درمان انواع بیماری‌ها از جمله اختلالات عصبی و برخی سرطان‌ها استفاده می‌شود. در حال حاضر، محققان در دانشگاه شهر هنگ کنگ یک سیستم HIFU مبتنی بر آرایه را توسعه داده اند که سونوگرافی بلادرنگ (US) و تصویربرداری فوتوآکوستیک (PA) را برای بهبود ارائه درمان یکپارچه می کند. این سیستم اطلاعات دما و ساختاری را ارائه می‌کند که با آن می‌توان درمان را هدایت کرد، بر چالش‌های قبلی زمان‌های طولانی درمان و راهنمایی تصویر نادرست یا پرهزینه غلبه کرد.

HIFU مزایای نفوذ عمیق، اندازه نقطه قابل کنترل و هزینه سخت افزار کم را ارائه می دهد. با این حال، یک نقطه ضعف عمده، زمان درمان اغلب طولانی است، به دلیل نقاط کانونی کوچکتر از ابعاد واقعی منطقه درمان و عمق تمرکز ثابت. اسکن مکانیکی طولانی ممکن است باعث ایجاد ناهماهنگی بین نقطه درمان تعیین شده و فوکوس HIFU واقعی شود. برای به حداقل رساندن آسیب به بافت های سالم اطراف، کنترل دقیق و به موقع دوز بسیار مهم است.

ترکیب تصویربرداری اولتراسوند با HIFU می‌تواند نظارت در زمان واقعی را با هزینه کم ارائه دهد، اما برای استفاده بالینی نامناسب بوده است زیرا حساسیت دمایی کافی برای هدایت دقیق درمان HIFU وجود ندارد. سیستم جدید، توسعه یافته توسط یاچائو ژانگ و لیدای وانگ و شرح داده شده در Biomedical Optics Express، بسیاری از مشکلات را با اتصال مبدل تصویربرداری PA/US و مبدل HIFU به یک سیستم جمع آوری داده واحد و برنامه ریزی تصویربرداری PA/US و انتقال HIFU به طور همزمان حل می کند.

مبدل HIFU مبتنی بر آرایه دارای محدوده فرمان دینامیکی گسترده ای در هر دو جهت محوری (40 میلی متر) و جانبی (16 میلی متر) است. لکه های درمان با تنظیم نقشه فاز تحریک به صورت الکترونیکی جابجا می شوند و درمان چندین نقطه نسبتاً سریع، در 15 ثانیه در نقطه امکان پذیر می شود. ژانگ و وانگ توصیه می‌کنند که از آنجایی که مبدل HIFU چند عنصری را می‌توان برای گرفتن تصاویر اولتراسوند و همسویی با مبدل تصویربرداری در جهت محوری استفاده کرد، می‌توان از فرآیند کالیبراسیون فضایی خسته‌کننده بین مبدل‌های درمانی و تشخیصی اجتناب کرد. اپلیکاتور HIFU بر اساس بازخورد از تصاویر دو حالته، منطقه فرسایش را به طور خودکار انتخاب می کند.

سیستم جدید HIFU/PA/US از چهار جزء اصلی تشکیل شده است. یک پروب HIFU/تصویربرداری یک مبدل HIFU 128 کانالی و یک مبدل تصویربرداری آرایه فازی خطی را ادغام می کند. سیستم اکتساب داده دارای 256 کانال است که نیمی برای درمان هایفو و نیمی دیگر برای تصویربرداری PA/US استفاده می شود. این راه‌اندازی همچنین شامل یک سیستم نوری است که شامل یک لیزر نوسان‌گر پارامتری نوری قابل تنظیم و یک لیزر Nd: YAG با سوئیچ Q است. در نهایت، واحد کنترل شامل یک کنترل‌کننده حرکت برای ترجمه نمونه، و یک کنترل‌کننده توالی برای همگام‌سازی انتقال HIFU، تصویربرداری PA و US، و نظارت بر دمای مبتنی بر PA است.

برای نشان دادن ابلیشن پویا چند نقطه ای با استفاده از مبدل HIFU، محققان یک الگوی فرسایش دایره ای با 15 نقطه هدف طراحی کردند و از آن برای از بین بردن یک فانتوم پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) استفاده کردند. با استفاده از اطلاعات موقعیت، سیستم HIFU به طور خودکار هر نقطه را به مدت XNUMX ثانیه قطع کرد. الگوی فرسایش در نمونه PDMS به خوبی با طراحی برنامه ریزی شده مطابقت داشت.

سونوگرافی متمرکز سرطان پروستات را با عوارض جانبی کمتر کنترل می کند

محققان همچنین این سیستم را با استفاده از بافت سینه مرغ تازه آزمایش کردند. آنها از انتقال متوالی HIFU، تصویربرداری PA، دماسنج PA و تصویربرداری ایالات متحده برای نمایش تصاویر دو حالته و ثبت تغییرات دمای نقطه مورد نظر استفاده کردند، و تأیید کردند که سیستم می تواند پیشرفت درمانی HIFU را در زمان واقعی نظارت کند. آزمایش‌ها قابلیت فرمان دقیق و پویا ابلیشن HIFU را تأیید کردند و نشان دادند که اطلاعات ساختاری و عملکردی تولید شده توسط تصاویر دوگانه ثبت‌شده مشترک می‌تواند به‌طور دقیق درمان HIFU را قرار دهد و کنترل دوز را حفظ کند.

ژانگ و وانگ نتیجه می‌گیرند: «به دلیل مزایای تصویربرداری چندوجهی و درمان غیرتهاجمی، سیستم سه‌وجهی هنوز چشم‌اندازهای خوبی در کاربرد بالینی نشان می‌دهد.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• ضرب کردن آینده با آدرین اشلی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/image-guided-hifu-system-shows-potential-for-clinical-treatments/