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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 醫學工程學研究所
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dc.contributor.advisor林文澧(Win-Li Lin)
dc.contributor.authorKuan-Chou Panen
dc.contributor.author潘冠州zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-13T04:15:19Z-
dc.date.available2008-07-28
dc.date.copyright2006-07-28
dc.date.issued2006
dc.date.submitted2006-07-25
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/32775-
dc.description.abstract子宮肌瘤是女性最常見的骨盆腫瘤,嚴重時甚至可以影響到其之生育能力。針對子宮肌瘤的手術治療方式有子宮肌瘤切除術、子宮切除術和子宮纖維肌瘤栓塞術等,治療方式均屬於侵入性的治療,直至聚焦型超音波熱手術的出現。它除了可以提供非侵入式的治療外,並可以大大地減少術後併發症產生的機率以及術後病患臥床休養的時間。基於以上的優點,超音波熱手術是子宮肌瘤治療的理想方式,但是根據以往的臨床經驗,治療時間過長和治療所可能導致的表層皮膚燒傷,一直是亟待改善的問題。為此,本研究以一套具MRI相容性的超音波治療系統為基礎,進行簡化的雙層介質模擬子宮肌瘤之治療。此系統由四個換能器所組成,將換能器以30度的入射角配置,由四個分散的路徑對目標進行加熱,與目前所使用的單向入射路徑堆疊治療相比較,可以在相同的總功率輸出下,分散超音波行進路徑上表層皮膚所吸收的能量,同時在治療時予以較為低溫的去氣水進行表層皮膚的冷卻,期許能達到避免表層皮膚過熱的目標,若以對角線上的換能器同時驅動治療,亦可以減少所需要的治療時間。利用此系統的多向路徑入射治療與目前所使用的單向入射路徑堆疊治療模擬結果相比較,可以在較短的時間,減少表層皮膚溫度的升高,提供更為精準的加熱治療。zh_TW
dc.description.abstractUterine fibroids are the most common pelvic tumors in women and even it may affect fertility. The interventions for uterine fibroid are myomectomy, hysterectomy and uterine fibroid embolization (UFE). All of these surgical interventions are invasive until the exposure of focused ultrasound surgery. It can provide non-invasive intervention and largely decrease the probability of complications and post-operation bedrid time. Because of less invasive, focused ultrasound has become a promising tool for localized tumor therapy. Clinical tests, however, have shown that the main problems are long treatment time and skin burn which the ultrasound propagates through. In this study, based on a MRI compatible ultrasound treatment system, we carry out a simplified two - medium simulation for uterine fibroid intervention. The system is composed of four transducers which are oriented in an incident angle of 30 degrees to the skin – water interface to heat the target from four separate paths. Compared with single path stacking treatment which is used commonly on the present, using the system could disperse absorbed power in the skin under the condition of the same total power output. Soaking skin behind the target region in cooling degased water during operation aims to prevent over- heating in the skin. If the two transducers of the diagonal line operate simultaneously, it could lessen the treatment time. Compared with simulation results of multiple path treatment of our system and single path stacking treatment, multiple path treatment could provide precise heating intervention in a shorter time and diminish temperature elevation of the skin.en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-13T04:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2006
en
dc.description.tableofcontents目 錄
目 錄 I
圖 目 錄 2
表 目 錄 6
第一章 緒論 7
1-1 前言 7
1-2 腫瘤熱治療的歷史 9
1-3 超音波熱手術在子宮肌瘤的應用 10
1-4 研究目的 12
第二章 理論分析和模擬方法 13
2-1 前言 13
第三章 治療規劃 25
3-1 換能器的架構 25
3-2 加熱計畫原則 25
3-3 系統配置 27
第四章 模擬結果 28
4-1 換能器中心軸垂直表層皮膚入射的聚焦型態 28
4-2 換能器中心軸與表層皮膚入射角為30°的聚焦型態 30
4-3 深層子宮肌瘤之加熱治療 33
4-4 淺層子宮肌瘤之加熱治療 50
第五章 討論與結論 71
第六章 未來展望 76
第七章 參考文獻 78

圖 目 錄
圖1.1 子宮纖維肌瘤栓塞術示意圖 8
圖1.2 熱治療史上細胞存活率的實驗結果與曾提出細胞受熱死機制 9
圖1.3 超音波熱手術系統EXABLATE 2000 11
圖1.4 進行子宮肌瘤超音波熱手術所引起的表層皮膚燒灼傷 12
圖2.1 海更斯原理與雷利–薩瑪菲德繞射積分式示意圖 14
圖2.2 次波源模型示意圖 16
圖2.3 介質設定示意圖 22
圖3.1 單向的照射路徑進行堆疊治療 26
圖3.2 單向照射路徑進行堆疊治療與傾斜換能器後進行多向路徑治
療時表層皮膚吸收能量區域概廓圖 26
圖3.5 系統設置 27
圖4.1 表層皮膚正規化能量吸收功率分布圖 28
圖4.2 體表內部正規化聲場強度分布圖 29
圖4.3 聚焦點設置於XY平面中心,Z=-4公分處,表層皮膚正規化能
量吸收功率分布圖 30
圖4.4 聚焦點設置於XY平面中心,Z=0公分處,表層皮膚正規化能量
吸收功率分布圖 31
圖4.5 體表內部正規化聲場強度分布圖 32
圖4.6 換能器中心軸垂直表層皮膚入射,設定聚焦點於XY平面中
心,Z=0公分處,以25W總聲功率進行10秒鐘的加熱治療(A)
聚焦加熱區域(上圖)和表層皮膚(下圖)於加熱過程中之
最高溫度變化,(B)體表內部達到240分鐘熱劑量的輪廓
圖,(C)體表內部達到240分鐘熱劑量的XY平面圖,(D)體
表內部達到240分鐘熱劑量的YZ平面圖 33
圖4.7 換能器中心軸與表層皮膚入射角為30°,設定聚焦點於XY平面
中心,Z=0公分處,以25W總聲功率進行10秒鐘的加熱治療
(A)聚焦加熱區域(上圖)和表層皮膚(下圖)於加熱過程
中之最高溫度變化,(B)體表內部達到240分鐘熱劑量的XZ
平面圖,(C)體表內部達到240分鐘熱劑量的XY平面圖,
(D)體表內部達到240分鐘熱劑量的YZ平面圖。Z=-6公分處之
藍色部份為皮膚 34
圖4.8 單向照射路徑堆疊治療 36
圖4.9 傾斜換能器後進行多向路徑治療 36
圖4.10 經過四次單向照射路徑堆疊治療後的熱劑量分布圖 38
圖4.11 傾斜換能器後經過四次多向路徑治療的熱劑量分布圖 39
圖4.12 傾斜換能器後將對角線上的換能器同時驅動之兩次多向路徑
治療的熱劑量分布圖 40
圖4.13 利用單向照射路徑堆疊治療和傾斜換能器後進行多向路徑治
療形成單一治療單位過程中,聚焦加熱區域(每一小圖之上
部)和表層皮膚(每一小圖之下部)之最高溫度變化(A)
經過四次單向照射路徑堆疊治療,(B)傾斜換能器後經過
四次多向路徑治療,(C)傾斜換能器後將對角線上的換能
器同時驅動之兩次多向路徑治療 41
圖4.14 利用四個治療單位組合成一較大的治療區域示意圖 42
圖4.15 利用單向照射路徑堆疊治療方式,以四個治療單位組合成一
較大的治療區域後的熱劑量分布圖 43
圖4.16 利用單向照射路徑堆疊治療方式,在治療單位間予以50秒的
冷卻時間,以四個治療單位組合成一較大的治療區域後的熱
劑量分布圖 45
圖4.17 利用傾斜換能器後進行多向路徑治療方式,在治療單位間予
以50秒的冷卻時間,以四個治療單位組合成一較大的治療區
域後的熱劑量分布圖 46
圖4.18 利用傾斜換能器後,將對角線上的換能器同時驅動來進行多
向路徑的治療方式,在治療單位間予以50秒的冷卻時間,以
四個治療單位組合成一較大的治療區域後的熱劑量分布圖 47
圖4.19 利用單向照射路徑堆疊治療和傾斜換能器後進行多向路徑治
療形成較大治療區域過程中,聚焦加熱區域(每一小圖之上
部)和表層皮膚(每一小圖之下部)之最高溫度變化,分別
採用(A)單向照射路徑堆疊治療,(B)傾斜換能器後經過
多向路徑治療,(C)傾斜換能器後將對角線上的換能器同
時驅動之多向路徑治療 48
圖4.20 換能器中心軸垂直表層皮膚入射,設定聚焦點於XY平面中
心,Z=-4公分處,以16W總聲功率進行10秒鐘的加熱治療
(A)聚焦加熱區域(上圖)和表層皮膚(下圖)於加熱過程
中之最高溫度變化,(B)體表內部達到240分鐘熱劑量的輪
廓圖,(C)體表內部達到240分鐘熱劑量的XY平面圖,
(D)體表內部達到240分鐘熱劑量的YZ平面圖。Z=-6公分處
之藍色部份為皮膚 50
圖4.21 換能器中心軸與表層皮膚入射角為30°,設定聚焦點於XY平
面中心,Z=-4公分處,以16W總聲功率進行10秒鐘的加熱治
療(A)聚焦加熱區域(上圖)和表層皮膚(下圖)於加熱
過程中之最高溫度變化,(B)體表內部達到240分鐘熱劑量
的XZ平面圖,(C)體表內部達到240分鐘熱劑量的XY平面
圖,(D)體表內部達到240分鐘熱劑量的YZ平面圖。Z=-6公
分處之藍色部份為皮膚 51
圖4.22 經過四次單向照射路徑堆疊治療後的熱劑量分布圖 53
圖4.23 利用25°C水做為表層皮膚的冷卻,在經過四次單向照射路徑
堆疊治療後的熱劑量分布圖 54
圖4.24 利用傾斜換能器後四次多向路徑治療後的熱劑量分布圖 55
圖4.25 利用25°C水做為表層皮膚的冷卻,傾斜換能器後以四次多向
路徑治療後的熱劑量分布圖 56
圖4.26 傾斜換能器後將對角線上的換能器同時驅動之兩次多向路徑
治療的熱劑量分布圖 57
圖4.27 利用25°C水做為表層皮膚的冷卻,傾斜換能器後將對角線上
的換能器同時驅動之兩次多向路徑治療的熱劑量分布圖 58
圖4.28 利用單向照射路徑堆疊治療和傾斜換能器後進行多向路徑治
療形成單一治療單位過程中,聚焦加熱區域(每一小圖之上
部)和表 層皮膚(每一小圖之下部)之最高溫度變化,右
側之圖為利用25°C水做為表層皮膚的冷卻,而左側之圖則
否。(A)經過四次單向照射路徑堆疊治療,(B)傾斜換能
器後經過四次多向路徑治療,(C)傾斜換能器後將對角線
上的換能器同時驅動之兩次多向路徑治療 60
圖4.29 利用單向照射路徑堆疊治療方式,在治療單位間予以50秒的
冷卻時間,以四個治療單位組合成一較大的治療區域後的熱
劑量分布圖 63
圖4.30 利用25°C水做為表層皮膚的冷卻,單向照射路徑堆疊治療方
式,在治療單位間予以50秒的冷卻時間,以四個治療單位組
合成一較大的治療區域後的熱劑量分布圖 64
圖4.31 利用傾斜換能器後進行多向路徑治療方式,在治療單位間予
以50秒的冷卻時間,以四個治療單位組合成一較大的治療區
域後的熱劑量分布圖 65
圖4.32 利用25°C水做為表層皮膚的冷卻,傾斜換能器後進行多向路
徑治療方式,在治療單位間予以50秒的冷卻時間,以四個治
療單位組合成一較大的治療區域後的熱劑量分布圖 66
圖4.33 利用傾斜換能器後,將對角線上的換能器同時驅動來進行多
向路徑的治療方式,在治療單位間予以50秒的冷卻時間,以
四個治療單位組合成一較大的治療區域後的熱劑量分布圖 67
圖4.34 利用25°C水做為表層皮膚的冷卻,傾斜換能器後,將對角線
上的換能器同時驅動來進行多向路徑的治療方式,在治療單
位間予以50秒的冷卻時間,以四個治療單位組合成一較大的
治療區域後的熱劑量分布圖 68
圖4.35 利用單向照射路徑堆疊治療和傾斜換能器後進行多向路徑治
療形成較大治療區域過程中,聚焦加熱區域(每一小圖之上
部)和表層皮膚(每一小圖之下部)之最高溫度變化,右側
之圖為利用25°C水做為表層皮膚的冷卻,而左側之圖則否。
分別採用(A)單向照射路徑堆疊治療,(B)傾斜換能器後
經過多向路徑治療,(C)傾斜換能器後將對角線上的換能
器同時驅動之多向路徑治療 69
圖5.1 比較單向照射路徑堆疊治療(左側)與傾斜換能器後經過多
向路徑之治療(右側)時,表層皮膚吸收能量範圍與每個
LESION周圍強度較其最高點低3DB之範圍,治療(A)深層子
宮肌瘤的情形與(B)淺層子宮肌瘤的情形 74
圖6.1 MRI相容性測試 76

表 目 錄
表2.1 組織之聲學參數 22
表2.4 組織之熱傳參數 23
表4.1 利用三種加熱方式形成治療單位之加熱過程中,表層皮膚之
最高溫度變化,聚焦加熱區域之最高溫度,和經過加熱形成
一個治療單位所需的加熱時間之模擬結果 42
表4.2 利用三種加熱方式形成較大的治療區域之加熱過程中,表層
皮膚之最高溫度變化,聚焦加熱區域之最高溫度,和所需的
加熱時間之模擬結果 49
表4.3 利用三種加熱方式伴隨著有無利用25°C水來冷卻表層皮膚而
形成治療單位之加熱過程中,表層皮膚之最高溫度變化,聚
焦加熱區域之最高溫度,和經過加熱形成一個治療單位所需
的加熱時間之模擬結果 61
表4.4 利用三種加熱方式伴隨25°C表層皮膚的冷卻水有無,來形成
較大的治療區域之加熱過程中,表層皮膚之最高溫度變化,
聚焦加熱區域之最高溫度,和所需的加熱時間之模擬結果 70
表5.1 利用三種加熱方式伴隨25°C表層皮膚的冷卻水有無,針對不
同深淺度(深度為2CM和6CM)的子宮肌瘤予以介入,以四個
加熱單位形成較大的治療區域之加熱過程中,表層皮膚之最
高溫度變化,聚焦加熱區域之最高溫度,和所需的加熱時間
之模擬結果 72
dc.language.isozh-TW
dc.subject併發症zh_TW
dc.subject高能聚焦超音波zh_TW
dc.subject子宮肌瘤zh_TW
dc.subject皮膚燒灼傷zh_TW
dc.subjectHIFUen
dc.subjectcomplicationen
dc.subjectskin burnen
dc.subjectuterine fibroiden
dc.title高強度聚焦超音波應用於子宮肌瘤熱治療之應用zh_TW
dc.titleHigh Intensity Focused Ultrasound for Uterine Fibroid Thermal Therapyen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear94-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.coadvisor陳永耀(Yung-Yaw Chen)
dc.contributor.oralexamcommittee陳文翔(Wen-Shiang Chen),江惠華(Hui-Hua Chiang)
dc.subject.keyword高能聚焦超音波,子宮肌瘤,皮膚燒灼傷,併發症,zh_TW
dc.subject.keywordHIFU,uterine fibroid,skin burn,complication,en
dc.relation.page81
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2006-07-25
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept醫學工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:醫學工程學研究所

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