短脉冲聚焦超声无创推移结石的应用基础研究

Ultrasonopropulsion is a noninvasive therapy strategy for lithiasis management using acoustic radiation force. This technique aims to push stones moving out of physiological ducts naturally or to a specific location where stones can be easily reached by surgerical instruments, at meantime, maintain the intact of physiological ducts or the adjacent parechymal. There is no such acoustic machine used in the clinical setting, very few preliminary equipment is under studied though. Based on noninvasive ultrasonopropulsion prototype equipment developed by our team, this project will focus on the following three points: 1. Dose-response relationship and the infuence factors for stone displacement under acoustic radiation force pushing, and analyze the stone moving discipline. 2.Describes the control measures and monitoring methods for cavitation and thermal effect. 3.Evaluate the safety on this new technique for lithiliasis treatment. 4.According to the experimental data, optimize the parameters and develop the prototype instrument towarding to integration functions for ultrasound guidance, mornitor and therapy.

超声无创推移结石是利用声辐射力推移结石到自然腔道后自行排出或到达特定部位便于术中取出的一项新技术，全球尚无临床应用。本项目组前期研发出具自主知识产权的超声无创推移结石治疗仪原型机“结石推手”，发现聚焦超声产生的声辐射力具有推移物体的物理特性，并具有非特异性。因此假设声辐射力可帮助解决部分肝内胆管结石和难以手术取出的泌尿系结石位移到容易取出的部位或直接排出体外，而不损伤器官实质。本项目从超声推移结石的有效性和安全性出发，展开超声无创推移结石的应用基础研究，包括：⑴声辐射力推移结石的量效关系；⑵结石的运动规律及结石位移大小的决定因素；⑶安全性，包括热、空化效应的程度和范围，监控方法，控制措施，并评价其对组织的生物效应；⑷研究使治疗有效且安全的超声参数，优化现有设备的软硬件，使其功能更优。本研究预期结果可为该技术的系统临床前研究提供实验设备，研发数据及治疗学理论依据。

超声无创推移结石是利用声辐射力推移结石到自然腔道后自行排出或到达特定部位便于术中取出的一项新技术，全球尚无临床应用。本项目组前期研发出具自主知识产权的超声无创推移结石治疗仪原型机“结石推手”，发现聚焦超声产生的声辐射力具有推移物体的物理特性，并具有非特异性。在此基础上，研制出第三代“结石推手”超声无创推移结石治疗仪原型机，完成聚焦治疗头的性能测试，试制小型化治疗头，进一步通过体模和离体牛肝实验，活体动物实验研究超声推移结石的有效性，推移的量效关系及安全性评估；课题组研发出与原有聚焦模式不同的新的机械式聚焦治疗头并申请国家发明专利。实验结果表明：超声无创推移结石有效、可行，体模实验发现，对于直行管道内结石移动较弯曲管道容易，当结石位于超声焦点时，被推移的距离最远。推移距离与声功率，声压幅值有关。结石的光滑程度，结石直径与管径的比值，管道走行方向等均可影响推移效果。活体动物实验显示超声推移结石有潜在可行性，周围组织无损伤，对肝肾功无影响。综上所述，超声推移结石未来是一种潜在有效、安全的治疗结石的方式。