聚焦超声治疗中的非傅里叶生物传热研究

批准号:
12004059
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
李成海
依托单位:
学科分类:
超声物理与技术
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李成海
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中文摘要
聚焦超声(Focused Ultrasound, FU)消融被认为是一种新型无创的肿瘤治疗方法,已被广泛应用于各种良/恶性实体肿瘤的治疗,但治疗过程中的声能量投放主要根据临床医生的经验进行控制,缺乏严格的理论依据。原因在于超声消融时靶组织的物理性质动态连续变化,其中的生物传热机制至今尚未明确。本项目据此立项,开展“聚焦超声治疗中的非傅里叶生物传热研究”。项目首先研究FU所致空化/沸腾气泡的动力学行为及对组织热动力学特性的影响,基于热波效应和组织微结构相互作用的热弛豫,初步建立FU治疗的非傅里叶生物传热的理论模型;在此基础上,综合考虑气泡动力学特性、组织热动力学特性的贡献完善生物传热模型;进一步结合离体/活体实验,阐明温度、累积热量与血流灌注相互作用的机制。项目成果将为FU治疗中生物传热的研究和临床剂量投放、评估提供坚实的理论依据。
英文摘要
Focused Ultrasound (FU) ablation is an emerging non-invasive method for tumor treatment, has been widely used in the treatment of various benign and malignant solid tumors. However, the sound energy delivery during the treatment depends mainly on the experience of clinicians, there is no strict theoretical basis for control. The reason is that the physical properties of target tissue are continuously and dynamically changed by ultrasonic ablation, the mechanism of bio-heat transfer has not been clarified so far. Based on this, the project proposes “The study on Non-Fourier Bio-heat Transfer in Focused Ultrasound Therapy”. Firstly, we will explore the dynamic of cavitation/boiling bubbles induced by FU and their effect on tissue thermodynamic properties, establish a preliminary theoretical model of non-Fourier bio-heat transfer in FU therapy base on the thermal relaxation of thermal wave and tissue microstructure interaction. On this basis, the contribution of bubble dynamics and tissue thermodynamics will be comprehensively considered to improve the bio-heat transfer model. Lastly, combining with ex vivo/in vivo experiments, we will clarify the mechanism of interaction between temperature, thermal dose and blood perfusion. The results of the project will provide a strong theoretical basis for the research on bio-heat transfer and clinical dose delivery and assessment in FU therapy.
期刊论文列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2021
期刊:医学研究杂志
影响因子:--
作者:周野;李成海;陈思瑶;杜宇翎;李发琪
通讯作者:李发琪
DOI:10.1186/s12938-023-01182-z
发表时间:2023-12-13
期刊:BIOMEDICAL ENGINEERING ONLINE
影响因子:3.9
作者:Zhou, Ye;Zhang, Jinwei;Li, Chenghai;Chen, Jinyun;Lv, Fajin;Deng, Yongbin;Chen, Siyao;Du, Yuling;Li, Faqi
通讯作者:Li, Faqi
DOI:10.3969/j.issn.1005-202x.2021.11.017
发表时间:2021
期刊:中国医学物理学杂志
影响因子:--
作者:陈思瑶;李成海;周野;杜宇翎;李发琪
通讯作者:李发琪
DOI:--
发表时间:2022
期刊:临床超声医学杂志
影响因子:--
作者:孙廷宇;王琦;叶合敏;曾超;李婧男;李发琪
通讯作者:李发琪
DOI:DOI: 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2022.08.039
发表时间:2022
期刊:中国医学装备
影响因子:--
作者:郭兆君;李成海;刘菁;尤开军;宋丹;罗曼;曾德平;李发琪
通讯作者:李发琪
基于柔性可穿戴超声调控Ⅱ型糖尿病血糖水平
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:李成海
- 依托单位:
国内基金
海外基金
