利用超声回波时移无创检测癌热疗组织温度的研究

"癌热疗中组织超声回波时移与其温度相关性 (2005年) - 北京工业大学学报 - 关水才, 任新颖, 曾数, 刘有军" 这篇2005年的论文研究了在癌热疗中，组织超声回波时移与温度之间的相关性，旨在开发一种非侵入性的组织温度监测方法。作者设计了一个实验系统，使用去气水和新鲜离体猪肝作为实验材料，观察它们在不同温度（20℃到50℃）下的超声回波信号变化。 在热疗过程中，肿瘤组织被加热到超过其耐受温度（约43℃），以达到杀死癌细胞的目的。为了有效治疗，需要精确控制组织的温度分布。现有的超声无损测温技术包括与频率相关的衰减分析、背向散射功率、声速和热膨胀等方法，但这些技术在实际应用中仍存在挑战。 论文的核心在于，通过分析超声波在生物组织中的传播速度随温度变化的特性，以及加热导致的组织热膨胀，发现回波时间的变化与温度升高之间存在明显相关性。实验结果显示，组织内的超声声速随着温度的升高而变化，这种变化与加热区域内的组织热膨胀共同影响了超声回波的时间延迟。 研究人员构建的实验系统包括超声发射接收器、探头、示波器、PC和电热控温水箱。通过超声发射接收器发送和接收超声脉冲，并对回波信号进行放大和分析。这种方法的初步研究表明，通过精确测量不同温度下组织的背向反射超声波信号，可以利用回波时移的温度相关性来无创地检测组织温度。 这一研究为临床热疗提供了一种潜在的新型监测工具，有助于更精确地控制热疗过程中的温度，从而提高治疗效果并减少对正常组织的损害。尽管该方法尚处于实验阶段，但其理论基础和实验结果为后续的临床应用研究奠定了基础。在未来，这种技术可能被整合到热疗设备中，实时监测肿瘤及周围组织的温度，优化治疗策略。