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Principio degli ultrasuoni focalizzati ad alta intensità

Visualizzazioni: 9 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2018-10-17 Origine: Sito

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L’attuale metodo preferito per curare i tumori è ancora la resezione chirurgica. I progressi nella scienza e nella tecnologia hanno portato allo sviluppo della chirurgia a cielo aperto per traumi minori. Vari metodi di trattamento interventistico e minimamente invasivo, tra cui l'ablazione percutanea con radiofrequenza e la coagulazione con microonde, che sono stati ampiamente utilizzati nella pratica clinica. Per decenni, le persone si aspettavano di ottenere l’ablazione del tumore non invasiva. Già nel 1942, Lynn propose il concetto di ultrasuoni focalizzati ad alta intensità Trasduttore ceramico HIFU . nel 1958, che utilizza la tecnologia HIFU. Nello studio sperimentale sulla craniotomia per il morbo di Parkinson, si è scoperto che il raggio ultrasonico può produrre una migliore regione focale alla profondità selezionata del corpo per distruggere il tessuto bersaglio senza danneggiare il tessuto adiacente. Nel 1956, Burov propose per la prima volta per lungo tempo il trattamento degli ultrasuoni transitori ad alta intensità. L'irradiazione ultrasonica a bassa intensità è migliore alla fine degli anni '90, Wang Zhisheng ha utilizzato l'HIFU per prevenire la gravidanza precoce ed è stato il primo a utilizzare questa tecnologia per il trattamento clinico del cancro al fegato, al seno e altre malattie.

Il principio di base dell'HIFU:

Effetti termici: la causa principale attualmente riconosciuta dell'uccisione o del danneggiamento delle cellule è l'effetto locale dell'alta temperatura prodotto dall'HIFU. La temperatura critica per inattivare le cellule tumorali è compresa tra 42,6 e 43,0°C, mentre le cellule normali sono 45°C. La termoterapia precoce si basa sui difetti istologici emorragici del cancro e sui diversi trattamenti di ultrasuoni e dissipazione del calore. Il raggio ultrasonico focalizzato HIFU non solo ha la stessa funzione, ma può anche raggiungere il fuoco. L'elevata intensità sonora consente all'energia sonora di essere rapidamente assorbita dai tessuti e convertita in energia termica. In un istante locale, viene generata una temperatura elevata di 70°C o superiore e le cellule tumorali possono essere coagulate necrotiche per ottenere l'ablazione termica dopo che il tempo di irradiazione è inferiore a 1 s. Il trasduttore HIFU ultherapy ha scoperto che 10 carcinomi del rene di maiale e delle cellule renali esfoliate, l'HIFU può causare necrosi coagulativa, necrosi disciolta, necrosi litica e degenerazione delle cellule dei tessuti. La necrosi dei tessuti presenta evidenti cambiamenti patologici e, sebbene i cambiamenti morfologici non siano evidenti al microscopio ottico, le cellule hanno perso la loro funzione e hanno inibito la crescita del tumore. L'effetto meccanico si riferisce all'oscillazione ad alta frequenza della struttura molecolare delle cellule tissutali sottoposte agli ultrasuoni nel corpo. Gli effetti meccanici di forti cambiamenti hanno effetti meccanici che causano lisi cellulare, cambiamenti funzionali, degradazione macromolecolare del DNA e denaturazione delle proteine e possono causare coefficienti di viscosità intercellulare, separazione e spargimento cellulare.

Informazioni sull'effetto cavitazione di piezoelettrico focalizzato ad alta intensità , quando l'intensità ultrasonica è troppo elevata, l'ampiezza della pressione sonora è grande e le pressioni positiva e negativa si alternano. Le microbolle all'interno dell'impacco tissutale si espandono e si rompono sotto l'azione di questa pressione positiva e negativa causando il rilascio di energia e un aumento transitorio della temperatura locale, che porta alla necrosi cellulare, combinazione microscopica di trazione meccanica e danno termico. Tuttavia, l'effetto di cavitazione viene generato in modo casuale ed è più probabile che il danno tissutale si verifichi in prossimità delle microbolle, la distruzione dei tessuti non è uniforme e l'intera area bersaglio non può essere trattata completamente. L'HIFU può avere i seguenti effetti: (1) Distruzione dei vasi sanguigni che nutrono il tumore: l'irradiazione ultrasonica ad alta intensità del fegato ha rilevato che i vasi sanguigni con diametro inferiore a 0,2 mm possono essere distrutti direttamente, ma sono sicuri per i vasi sanguigni di grandi dimensioni. Viene utilizzata una combinazione di tecnica microvascolare, perfusione del colorante ed esame patologico per stabilire un modello animale di fegato di ratto. Si è riscontrato che i microvasi tumorali con un diametro inferiore a 200 μm venivano immediatamente distrutti (550 W / cm 2 , 4 s). Inoltre, l'HI IFU previene la produzione di fattori angiogenici, distrugge le cellule endoteliali rigenerate e i lumi che formano e blocca l'angiogenesi tumorale in più segmenti. Altri ritengono che gli ultrasuoni ad alta intensità Il cristallo piezoelettrico HIFU può anche causare la chiusura della contrazione microvascolare, danneggiare le cellule endoteliali vascolari, formare un coagulo di sangue, in modo che non possa continuare a fornire sangue al tumore, il che è utile per prevenire le metastasi tumorali; inoltre, il tessuto ritardato può anche inibire i tumori. La proliferazione e la metastasi possono essere causate da danni al microcircolo nell'area secondaria irradiata. I grandi vasi sanguigni, come l’aorta addominale, hanno un grande diametro, un flusso sanguigno rapido e un lungo tempo di irradiazione.