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उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड का सिद्धांत

दृश्य: 9 लेखक: साइट संपादक प्रकाशन समय: 2018-10-17 उत्पत्ति: साइट

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ट्यूमर को ठीक करने के लिए वर्तमान पसंदीदा तरीका अभी भी सर्जिकल रिसेक्शन है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी में प्रगति के कारण छोटे आघात के लिए ओपन सर्जरी का विकास हुआ है। परक्यूटेनियस रेडियो फ्रीक्वेंसी एब्लेशन और माइक्रोवेव जमावट सहित विभिन्न इंटरवेंशनल न्यूनतम आक्रामक उपचार विधियां हैं, जिनका व्यापक रूप से नैदानिक अभ्यास में उपयोग किया गया है। दशकों से, लोग गैर-आक्रामक ट्यूमर एब्लेशन प्राप्त करने की उम्मीद कर रहे हैं। 1942 की शुरुआत में, लिन ने उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड की अवधारणा का प्रस्ताव रखा HIFU सिरेमिक ट्रांसड्यूसर । 1958 में, जिसमें HIFU तकनीक का उपयोग किया गया। पार्किंसंस रोग के लिए क्रैनियोटॉमी के प्रायोगिक अध्ययन में, यह पाया गया कि अल्ट्रासोनिक किरण आसन्न ऊतक को नुकसान पहुंचाए बिना लक्ष्य ऊतक को नष्ट करने के लिए शरीर की चयनित गहराई पर एक बेहतर फोकल क्षेत्र का उत्पादन कर सकती है। 1956 में, बुरोव ने पहली बार लंबे समय तक क्षणिक उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड के उपचार का प्रस्ताव रखा। 1990 के दशक के उत्तरार्ध में कम तीव्रता वाला अल्ट्रासाउंड विकिरण बेहतर है, वांग ज़िशेंग ने प्रारंभिक गर्भावस्था को रोकने के लिए HIFU का उपयोग किया, और यकृत कैंसर, स्तन कैंसर और अन्य बीमारियों के नैदानिक उपचार के लिए इस तकनीक का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे।

HIFU का मूल सिद्धांत:

थर्मल प्रभाव: कोशिकाओं को मारने या क्षतिग्रस्त करने का वर्तमान में मान्यता प्राप्त प्राथमिक कारण HIFU द्वारा उत्पन्न स्थानीय उच्च तापमान प्रभाव है। ट्यूमर कोशिकाओं को निष्क्रिय करने के लिए महत्वपूर्ण तापमान 42.6 से 43.0°C होता है, जबकि सामान्य कोशिकाओं के लिए 45°C होता है। प्रारंभिक थर्मोथेरेपी कैंसर के हिस्टोलॉजिकल रक्तस्राव दोषों और अल्ट्रासाउंड और गर्मी अपव्यय के विभिन्न उपचारों पर आधारित है। HIFU केंद्रित अल्ट्रासाउंड बीम का न केवल समान कार्य है, बल्कि यह फोकस तक भी पहुंच सकता है। उच्च ध्वनि तीव्रता ध्वनि ऊर्जा को ऊतकों द्वारा शीघ्रता से अवशोषित करने और ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित करने में सक्षम बनाती है। स्थानीय तत्काल में, 70 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक का उच्च तापमान उत्पन्न होता है, और विकिरण समय 1 एस से कम होने के बाद ट्यूमर कोशिकाओं को थर्मल एब्लेशन प्राप्त करने के लिए नेक्रोटिक रूप से जमाया जा सकता है। HIFU अलथेरेपी ट्रांसड्यूसर ने पाया कि 10 सुअर की किडनी और एक्सफ़ोलीएटेड रीनल सेल कार्सिनोमा, HIFU जमावट परिगलन, विघटित परिगलन, लिटिक नेक्रोसिस और ऊतक कोशिकाओं के अध: पतन का कारण बन सकता है। ऊतक परिगलन में स्पष्ट रोग संबंधी परिवर्तन होते हैं, और यद्यपि रूपात्मक परिवर्तन प्रकाश माइक्रोस्कोपी के तहत स्पष्ट नहीं होते हैं, कोशिकाओं ने अपना कार्य खो दिया है और ट्यूमर के विकास को रोक दिया है। यांत्रिक प्रभाव शरीर में अल्ट्रासाउंड के अधीन ऊतक कोशिकाओं की आणविक संरचना के उच्च आवृत्ति दोलन को संदर्भित करता है। मजबूत परिवर्तनों के यांत्रिक प्रभावों में यांत्रिक प्रभाव होते हैं, जो कोशिका लसीका, कार्यात्मक परिवर्तन, डीएनए मैक्रोमोलेक्यूलर क्षरण और प्रोटीन विकृतीकरण का कारण बनते हैं, और अंतरकोशिकीय चिपचिपाहट गुणांक, कोशिका पृथक्करण और बहा का कारण बन सकते हैं।

के गुहिकायन प्रभाव के बारे में उच्च तीव्रता केंद्रित पीजो , जब अल्ट्रासोनिक तीव्रता बहुत अधिक होती है, तो ध्वनि दबाव का आयाम बड़ा होता है, और सकारात्मक और नकारात्मक दबाव वैकल्पिक होते हैं। इस सकारात्मक और नकारात्मक दबाव की कार्रवाई के तहत ऊतक संपीड़न के अंदर सूक्ष्म बुलबुले फैलते हैं और टूट जाते हैं, जिससे ऊर्जा रिलीज होती है और स्थानीय तापमान में क्षणिक वृद्धि होती है, जिससे कोशिका परिगलन, यांत्रिक कर्षण और थर्मल क्षति का सूक्ष्म संयोजन होता है। हालाँकि, गुहिकायन प्रभाव बेतरतीब ढंग से उत्पन्न होता है, और सूक्ष्म बुलबुले के आसपास के क्षेत्र में ऊतक क्षति होने की अधिक संभावना होती है, ऊतक विनाश एक समान नहीं होता है, और पूरे लक्ष्य क्षेत्र का पूरी तरह से इलाज नहीं किया जा सकता है। एचआईएफयू के निम्नलिखित प्रभाव हो सकते हैं: (1) ट्यूमर पोषण वाहिकाओं का विनाश: यकृत के उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड विकिरण से पता चला कि 0.2 मिमी से कम व्यास वाली रक्त वाहिकाएं सीधे नष्ट हो सकती हैं, लेकिन बड़ी रक्त वाहिकाओं के लिए सुरक्षित हैं। चूहे के जिगर के पशु मॉडल को स्थापित करने के लिए माइक्रोवैस्कुलर तकनीक, डाई परफ्यूजन और पैथोलॉजिकल जांच के संयोजन का उपयोग किया जाता है। यह पाया गया कि 200 माइक्रोन से कम व्यास वाले ट्यूमर माइक्रोवेसल्स तुरंत नष्ट हो गए (550 डब्ल्यू / सेमी 2, 4 एस)। इसके अलावा, एच आईएफयू एंजियोजेनिक कारकों के उत्पादन को रोकता है, पुनर्जीवित एंडोथेलियल कोशिकाओं और उनके द्वारा बनाए गए लुमेन को नष्ट कर देता है, और कई खंडों में ट्यूमर एंजियोजेनेसिस को अवरुद्ध करता है। दूसरों का मानना है कि उच्च तीव्रता वाला अल्ट्रासाउंड HIFU पीजो क्रिस्टल भी माइक्रोवस्कुलर संकुचन को बंद कर सकता है, संवहनी एंडोथेलियल कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकता है, रक्त का थक्का बना सकता है, जिससे यह ट्यूमर को रक्त की आपूर्ति जारी नहीं रख सकता है, जो ट्यूमर मेटास्टेसिस को रोकने के लिए फायदेमंद है; इसके अलावा, विलंबित ऊतक ट्यूमर को भी रोक सकता है। प्रसार और मेटास्टेसिस द्वितीयक विकिरणित क्षेत्र में माइक्रोसिरिक्युलेशन क्षति के कारण हो सकता है। बड़ी रक्त वाहिकाएँ, जैसे उदर महाधमनी, का व्यास बड़ा, तीव्र रक्त प्रवाह और विकिरण का लंबा समय होता है।

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