^b Программа биомедицинской инженерии, Университет Цинциннати, Цинциннати, Огайо

T.Дуглас Маст

^b Программа биомедицинской инженерии, Университет Цинциннати, Цинциннати, Огайо

^a Кафедра внутренней медицины, Отдел сердечно-сосудистых заболеваний и болезней, Университет Цинциннати, Цинциннати, Огайо

^{b 902 , Университет Цинциннати, Цинциннати, Огайо}

Abstract

Пассивная кавитационная визуализация обеспечивает мониторинг кавитационных выбросов с пространственным разрешением. Однако дифракционный предел линейного массива изображений приводит к относительно низкому разрешению по дальности. Низкое разрешение по диапазону ограничивало предыдущий анализ пространственной специфичности и чувствительности пассивной кавитационной визуализации для прогнозирования образования теплового поражения. В этом исследовании это ограничение преодолевается за счет ориентации линейного массива, ортогонального направлению распространения HIFU, и выполнения пассивного построения изображений.Четырнадцать очагов образовались в ex vivo образцах бычьей печени в результате воздействия непрерывным ультразвуком с частотой 1,1 МГц. Поражения были классифицированы как очаговые, «головастые» или предочаговые в зависимости от их формы и расположения. Изображения пассивной кавитации были сформированы из излучений на основной, гармонической, ультрагармонической и негармонической частотах с использованием установленного алгоритма. Используя площадь под характеристической кривой оператора приемника (AUROC), было показано, что основная, гармоническая и ультрагармоническая эмиссии являются значимыми предикторами образования поражений для всех типов поражений.Как для гармонических, так и для ультрагармонических излучений наиболее успешно были классифицированы предфокальные поражения (значения AUROC 0,87 и 0,88 соответственно), за ними следуют поражения головастиков (значения AUROC 0,77 и 0,64 соответственно) и очаговые поражения (значения AUROC 0,65 и 0.60 соответственно).

Ключевые слова: мониторинг термоабляции, пассивное акустическое картирование, кавитация, рабочая характеристика приемника, абляция под ультразвуковым контролем

Введение

Темпы развития клинических применений термической абляции с помощью высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука (HIFU) увеличились за последние 10 лет.Сообщалось о клинических испытаниях с успешными результатами при лечении рака (Wu et al., 2004; Liberman et al., 2009; Xu et al., 2011; Ng et al., 2011), неврологических расстройств (Jeanmonod et al. , 2012; Elias et al., 2013) и миома матки (Voogt et al., 2012; Kim et al., 2012). Одновременно с этими успехами были разработаны и внедрены методы прогнозирования того, когда и где образовалось поражение. Невозможность контролировать образование поражения остается ограничением (Zhou, 2011).В настоящее время термометрия МРТ и ультразвук в B-режиме используются в клинической практике для прогнозирования образования поражения (Aubry et al., 2013). Термометрия МРТ может точно и количественно определить повышение температуры от HIFU, но требует использования как дорогостоящей системы МРТ, так и совместимых с МРТ массивов HIFU (Tempany et al., 2003; Chapman and ter Haar, 2007; Köhler et al., 2009) . Кроме того, термометрия МРТ жировых тканей затруднена из-за разной реакции жировой и водной сред на температуру (Rieke and Butts Pauly, 2008; Merckel et al., 2013). С ростом эпидемии ожирения в развитых странах (Alwan, 2011) это текущее ограничение может стать еще более проблематичным. Ультразвук в B-режиме основан на обратной связи от кипящих пузырьков в ткани, что является индикатором чрезмерной обработки (Yu and Xu, 2008). Поэтому желательны альтернативные методы визуализации при термической абляции HIFU.

Акустическая кавитация, вызванная HIFU, ускоряет нагрев тканей (Coussios et al., 2007). Это наблюдение мотивировало использование обнаружения кавитации как средства мониторинга термической абляции HIFU.Один из часто используемых подходов — одноэлементное пассивное обнаружение кавитации. Пассивные детекторы кавитации (PCD) контролируют кавитационные выбросы, вызванные отдельным терапевтическим датчиком. PCD можно использовать для мониторинга различных типов кавитации, которые могут приводить к механически различным формам нагрева (Holt and Roy, 2005). Стабильная кавитация, часто характеризующаяся гармоническим излучением (то есть кратным основной частоте звукового сигнала) или ультрагармоническим излучением (например, нечетным кратным половине основной частоты звукового сигнала), может вызвать вязкий нагрев.Инерционная кавитация может вызвать нагрев за счет поглощения широкополосных излучений, которые регистрируются PCD как энергия в полосах негармонических частот (т.е.полосах, исключающих основные частоты, гармоники и ультрагармоники).

Одноэлементные PCD ограничены компромиссом между пространственной чувствительностью и специфичностью. Сфокусированный одноэлементный преобразователь имеет относительно небольшую область обнаружения, в которой он чувствителен. Кавитационные выбросы, происходящие за пределами чувствительной области, не будут обнаружены.Таким образом, сфокусированные одноэлементные PCD демонстрируют хорошую пространственную специфичность, но плохую пространственную чувствительность. Несфокусированные одноэлементные PCD страдают противоположным ограничением. Область обнаружения относительно велика, что делает их чувствительными к большому пространственному объему. Однако точное происхождение обнаруженных кавитационных выбросов неизвестно, и поэтому несфокусированные одноэлементные PCD обладают плохой пространственной специфичностью. Это ограничение проблематично, поскольку давление HIFU существенно меняется в зависимости от местоположения.Аналогичным образом наблюдаются большие градиенты температуры в аблированной среде. Следовательно, сопутствующая активность пузырьков показывает значительные пространственные вариации.

Обнаружение пассивной кавитации с использованием массивов ультразвуковой визуализации было описано как средство преодоления ограничений одноэлементных PCD. PCD на основе массива позволяют формировать пучок кавитационных выбросов, регистрируемых отдельными элементами массива. Такое формирование луча обеспечивает пространственную специфичность и чувствительность. Во многих отношениях преимущества PCD на основе массивов перед одноэлементными PCD аналогичны ультразвуковому отображению в B-режиме на основе массивов перед одноэлементным обнаружением в A-режиме.Gyöngy et al. (2008), Salgaonkar et al. (2009) и Farny et al. (2009) все описали аналогичные подходы во временной области к формированию изображений пассивной кавитации (также называемых пассивными акустическими картами). Различия в их методах во многом объясняются возможностями используемых ими систем ультразвуковой визуализации. Совсем недавно Хаворт и др. (2012) использовали подход области Фурье, чтобы продемонстрировать, что разрешение изображения определяется дифракцией, а не формой и длительностью ультразвукового импульса.

Jensen et al. (2012) сообщили об использовании изображений пассивной кавитации и изображений в B-режиме для прогнозирования образования термических повреждений в ex vivo бычьей печени. Изображения пассивной кавитации использовались для мониторинга энергии кавитации (широкополосной или гармонической) в окне 10 мм × 10 мм, центрированном вокруг фокуса HIFU. Общая энергия использовалась, чтобы предсказать, образовалось ли поражение. Однако расположение очага внутри окна не было определено. Jensen et al. (2012) обнаружили, что при пиковом отрицательном звуковом давлении выше 5.Пассивная кавитационная визуализация при 4 МПа превосходила визуализацию в B-режиме по скорости правильного прогнозирования образования очага поражения (точность 84% против 53%), доле правильно спрогнозированных поражений (чувствительность 85% против 48%). %), а также доля правильных отрицательных прогнозов (отрицательная прогностическая ценность 53% против 24%). Эти результаты подтверждают возможность визуализации пассивной кавитации для мониторинга образования поражения, но они не решают, можно ли использовать визуализацию пассивной кавитации для определения места образования поражения.

Целью этого исследования было оценить способность визуализации пассивной кавитации количественно прогнозировать формирование очагов термической абляции HIFU. Эта цель была достигнута с использованием установленного алгоритма пассивной кавитационной визуализации (Salgaonkar et al., 2009) и изменения конфигурации преобразователя Jensen et al. (2012). Изображения пассивной кавитации сравнивали с оптическими изображениями после воздействия HIFU. Возможность использования пассивной кавитационной визуализации для прогнозирования места образования поражения оценивалась с использованием кривых характеристик оператора приемника (ROC).Были определены чувствительность и специфичность прогнозирования как наличия, так и пространственного распространения поражений HIFU. Этот анализ является решающим шагом на пути к развитию неинвазивной обратной связи с визуализацией на основе кавитации для HIFU-терапии.

Материалы и методы

Процедура абляции

Общую экспериментальную установку можно увидеть и подробно описал Салгаонкар (2009). Как подчеркивалось в предыдущих исследованиях, изображения пассивной кавитации, полученные с помощью диагностических линейных массивов, обеспечивают разрешение от миллиметра до субмиллиметра в азимутальном направлении, но значительно более низкое разрешение в направлении диапазона (Salgaonkar et al., 2009; Дьёнджи и Кусиос, 2010 г .; Haworth et al., 2012). Поэтому была реализована ортогональная ориентация между терапевтическим датчиком HIFU и массивом пассивной визуализации. Хотя эта геометрия непрактична для некоторых клинических применений из-за имеющихся акустических окон, геометрия позволяла обеспечить хорошее разрешение пассивной кавитационной визуализации по осевой длине термоабляционного поражения. Для линейного массива L7 (Ardent Sound, Меса, Аризона, США), используемого в этом исследовании, азимутальное разрешение и разрешение по дальности основаны на дифракционной картине линейного массива в центре изображений пассивной кавитации при 1.1 МГц составляли 1,5 мм и 9,7 мм соответственно (McGough, 2004; Chen and McGough, 2008; Haworth et al., 2012). Азимутальное разрешение позволило провести количественный пространственный анализ способности изображений пассивной кавитации, которые можно использовать для прогнозирования, где образовалось повреждение от термической абляции вдоль оси распространения HIFU.

Схема экспериментальной установки абляции HIFU (вид сверху).

Четырнадцать образцов ex vivo бычьей печени, полученных с бойни, подвергали воздействию сфокусированного непрерывного (CW) ультразвука с частотой 1,1 МГц при акустической мощности 40 Вт в течение 30 с.Продолжительность воздействия была больше, чем те, которые обычно используются в исследованиях абляции HIFU, чтобы гарантировать, что абляционные поражения были достаточно большими для последовательного оптического обнаружения, как описано ниже. Об аналогичном продолжительном воздействии сообщали McLaughlan et al. (2010). Выходная акустическая мощность калибровалась с помощью баланса радиационной силы. Преобразователь HIFU (H-101, Sonic Concepts, Inc., Woodenville, WA, USA) приводился в действие генератором сигналов (33220A, Agilent, Santa Clara, CA, USA) и усилителем мощности (3100L, ENI, Bell Electronics, Кент, Вашингтон, США) через настраиваемую сеть согласования импеданса (Sonic Concepts, Inc., Вуденвилл, Вашингтон, США). Источник HIFU имел радиус 32 мм и сфокусирован на 63 мм. Полная ширина на полувысоте в латеральном и осевом направлениях для преобразователя HIFU была рассчитана и составила 1,9 мм и 11,8 мм соответственно (Kelly and McGough, 2006; Chen and McGough, 2008; Kelly and McGough, 2009). Фокус HIFU был выровнен примерно на 15 мм внутри образца ткани. Образец печени помещался в акриловый контейнер с акустически прозрачными окнами Tegaderm (3M, St. Paul, MN, USA).Держатель образца помещали в резервуар с деионизированной дегазированной водой, содержание растворенного кислорода которой было ниже 25% насыщения по отношению к воздуху при давлении 1 атм и температуре 22 ° C в воздухе.

Номинальная пиковая интенсивность, пиковое положительное давление и пиковое отрицательное давление были оценены с использованием уравнения Хохлова-Заболоцкой-Кузнецова (KZK) (Soneson, 2011). Расчетные значения составили 2415 Вт / см, ^2, , 11,8 МПа и 7,3 МПа соответственно. Водный путь был смоделирован со скоростью звука 1482 м / с, массовой плотностью 1000 кг / м ³ , затуханием на 1 МГц, равным 0.217 дБ / м, показатель степени затухания по степенному закону, равный 2, и параметр нелинейного B / A, равный 5. Печень моделировалась со скоростью звука 1595 м / с, массовой плотностью 1060 кг / м ³ , затуханием при 1 МГц 50 дБ / м, показатель затухания по степенному закону частоты 1,2 и параметр нелинейного B / A 6,6 (White et al., 1998).

Работа с тканями

Свежий ex vivo бычья печень использовали в течение 4 часов post mortem . В течение этого периода времени образцы ткани погружали в ледяной фосфатно-солевой буфер (PBS).Образцы тканей не дегазировали из-за опасений, что отрицательное давление из-за вакуума может вытолкнуть пузырьки из раствора, которые могут попасть в относительно большой образец печени, и что дегазация увеличит время между иссечением и ультразвуковым облучением, что потенциально может привести к обострению ткани. деградация. Перед экспериментом кусок 6 × 6 × 10 см ³ , который включал неповрежденную капсулу на одной поверхности 6 × 10 см ² , был вырезан из печени и помещен в акриловый контейнер с окнами Tegaderm.К образцу добавляли небольшое количество либо дегазированной воды из резервуара (≈30 мл), либо дегазированного физиологического раствора с фосфатным буфером и манипулировали стенками Tegaderm, чтобы удалить любые видимые воздушные карманы. Никаких различий в целостности ткани при использовании воды или физиологического раствора не наблюдалось на основании обзора сканированных оптических изображений, описанных ниже. Кроме того, поверхность образца печени, которая контактировала с водой или физиологическим раствором, не была включена в анализ, описанный ниже.

Образец ткани был выровнен с использованием изображений в B-режиме таким образом, чтобы поверхность неповрежденной капсулы печени была выровнена с краем массива пассивной визуализации, ближайшим к датчику HIFU ().После воздействия HIFU образцы ткани помещали в жесткую коробку тех же размеров для сохранения формы ткани и замораживали на ночь при -80 ° C. Образцы замороженной ткани имели толщину 2 мм и были нарезаны параллельно плоскости изображения и направлению распространения HIFU. Срезы были сфотографированы в цифровом виде с разрешением 1500 пикселей на дюйм с помощью обычного плоского сканера (CanonScan 8800F, Canon, Lake Success, NY). Изображения анализировали с помощью MATLAB (R2012b, The Mathworks Inc., Натик, США).

Термические поражения можно идентифицировать по крупному изменению цвета тканей.Оптические изображения были преобразованы в изображения в градациях серого. Бинарное изображение, идентифицирующее нормальную или удаленную ткань, было получено с использованием автоматической сегментации на основе порогового значения шкалы серого. Пороговое значение оттенков серого было выбрано, чтобы минимизировать разницу в площадях поражения, вычисленных с помощью автоматической сегментации и ручной сегментации (Mast et al., 2008) для подмножества поражений. Область абляции подтверждали вручную, чтобы избежать артефактов от неоднородностей ткани, таких как кровеносные сосуды. Используемый процесс был аналогичен описанию, предоставленному Mast et al.(2008). Бинарные оптические изображения поражений были уменьшены в размерах путем проецирования по размеру диапазона пассивного массива изображений, чтобы создать одномерный линейный график азимутальной протяженности поражения ().

Схема этапов обработки данных о кавитации и оптического сканирования поражения. (A) Данные о лучевой кавитации как функция времени и азимута линейной решетки. (B) Данные лучевой кавитации обрабатываются в соответствии с формулой. 2 или уравнение. 3 для создания одномерного набора данных.(C) Поражение, которое было создано во время того же эксперимента, что и измерения кавитации в. (D) Оптические данные были обработаны для создания одномерного двоичного набора данных, где значение 1 указывает местоположение ткани, подвергшейся абляции, а 0 — ткань, не подвергшуюся абляции. (E) Одномерный PCI и оптические данные нанесены на график вместе. Горизонтальная оранжевая пунктирная линия представляет одно примерное пороговое значение, используемое во время анализа ROC. (F) Данные PCI преобразуются в двоичные данные в зависимости от того, больше или меньше порогового значения в каждом азимутальном местоположении.Оранжевый цвет представляет собой места, где этот порог может предсказывать образование поражения. Для построения кривой ROC пороговое значение, используемое для прогнозирования образования поражения, варьируется от 0 до 1. Для каждого порогового значения рассчитываются чувствительность и специфичность.

До уменьшения размеров поражения классифицировались как очаговые, головастые или предочаговые в зависимости от их формы и расположения. Ткань была разделена на три области относительно направления диапазона HIFU-терапии.Фокальная зона была определена как аксиальная протяженность в пределах -3 дБ от максимального фокусного давления терапевтического преобразователя. Области дистальнее фокуса (относительно терапевтического преобразователя) были определены как постфокальные, а проксимальные — как предфокальные. Очаговые поражения и поражения головастиков были классифицированы с использованием общей номенклатуры абляции HIFU (Watkin et al., 1996; Khokhlova et al., 2006; Farny et al., 2009). Очаговые поражения имели традиционную форму «сигары» и располагались рядом с фокусом датчика HIFU-терапии, иногда переходя в постфокальную зону, но не в предфокальную зону.Поражения головастиков определялись по их форме, которая была самой узкой дистальнее датчика HIFU и самой широкой проксимальнее датчика HIFU. Поражения головастиков всегда возникали в фокальной зоне, но иногда распространялись либо на предфокальную, либо на постфокальную зоны. Префокальные поражения полностью располагались в префокальной области.

Измерения и обработка кавитации

Линейная матрица из 192 элементов с номинальной центральной частотой 7,5 МГц, управляемая программным обеспечением производителя, установленным на системе ультразвуковой визуализации Iris 2 (Ardent Sound, Меса, Аризона, США), использовалась для захвата B -режимные и пассивные кавитационные изображения.Азимутальное направление и направление дальности описаны в. Поверхность массива определялась как диапазон 0 мм. Центр матрицы формирования изображений был определен как азимут 0 мм, с положительным направлением, являющимся краем массива пассивных изображений, ближайшим к датчику HIFU. Фокус HIFU находился на расстоянии 25–35 мм от лицевой стороны массива изображений и на +6 мм по азимуту. Изображения в B-режиме были получены до и после облучения HIFU для большинства поражений.

Изображения пассивной кавитации были созданы с использованием данных формирования луча, полученных во время воздействия абляции, с использованием методов, аналогичных тем, которые описаны Salgaonkar et al.(2009). Эти методы и модификации от Salgaonkar et al. (2009) кратко описаны следующим образом. Радиочастотные (РЧ) данные записывались каждым элементом массива пассивной визуализации и формировались лучом в желаемое место с использованием алгоритма задержки и суммирования. Местоположение, используемое для формирования луча, представляло собой глубину фокуса HIFU от массива пассивной визуализации и желаемое азимутальное местоположение. Задержка и суммарное формирование луча производили одну РЧ-линию с формированием луча для каждого местоположения, которая оцифровывалась с частотой дискретизации 33.3 МГц. Оцифрованная линия RF обрабатывалась в автономном режиме, как описано ниже, для получения амплитуды в градациях серого в каждом пикселе, соответствующем конкретному азимутальному положению и местоположению по дальности.

После оцифровки процесс повторялся (включая сбор данных) для следующего азимутального местоположения до тех пор, пока не были собраны лучевые ВЧ-линии для 192 азимутальных местоположений, расположенных на расстоянии 0,22 мм. Эта процедура сбора данных и формирования луча повторялась до тех пор, пока не было записано достаточно данных для формирования 9 изображений пассивной кавитации.Сбор данных для 9 кадров занял примерно 43 мс. Сбор данных для 9 изображений пассивной кавитации составлял один цикл сбора данных. Интервал времени между двумя циклами сбора данных составлял приблизительно от 2,5 до 3,0 с, причем большую часть времени требовалось для сохранения оцифрованных радиочастотных линий. Во время каждого воздействия HIFU выполнялось 12 циклов сбора данных. Чтобы получить эталонный уровень шума, перед началом экспонирования HIFU был зафиксирован один цикл сбора данных.

Чтобы преобразовать РЧ-линии с формированием луча в амплитуды пикселей, РЧ-линии с формированием луча обрабатывались окнами во временной области с использованием обобщенного окна Блэкмана и преобразования Фурье.Окно было определено как:

0,5 − α + 0,5cos (2π (t − 0,5TT)) + αcos (4π (t − 0,5TT)),

(1)

где α было установлено равным 0,0359, t — время, а T — длительность радиочастотных данных, записываемых каждым элементом массива изображений. Окно было оптимизировано таким образом, чтобы полоса частот с центром на полпути между соседними гармониками и ультрагармониками была на -85 дБ ниже пиков на гармонике и ультрагармонике, при условии отсутствия негармонических сигналов. Данные показали динамический диапазон около 50 дБ.Таким образом, оконное управление гарантировало, что любой сигнал, обнаруженный в негармонической полосе, был вызван только широкополосным излучением, а не спектральной утечкой из гармоник и ультрагармоник.

Полосы частот, использованные для формирования изображений, включали основную полосу частот (полоса шириной 330 кГц с центром около 1,1 МГц), полосы частот гармоник (полосы шириной 330 кГц с центром в первых тринадцати кратных основной гармонике), ультрагармоническую частоту полосы (полосы шириной 330 кГц и сосредоточенные вокруг первых тринадцати нечетных кратных половине основной частоты) и полосы негармонических частот (полосы 16.5 кГц в центре посередине между первыми тринадцатью гармониками и ультрагармониками). Ширина полосы негармонических составляющих была уже, чтобы гарантировать, что она не содержит основной, гармонической или ультрагармонической спектральной утечки. Энергия в каждой полосе была нормирована шириной полосы для получения спектральной плотности мощности. Спектральная плотность мощности в каждой полосе усреднялась по девяти кадрам в каждом цикле сбора данных, чтобы сформировать усредненную амплитуду пикселей. Усредненные амплитуды пикселей, полученные во время озвучивания HIFU, были нормализованы усредненными амплитудами пикселей, полученными без озвучивания HIFU, для вычисления отношения сигнал / шум (SNR) (Mast et al., 2008).

Оптическая оценка поражения могла быть выполнена только в один момент времени (после облучения HIFU). Поэтому для каждого образца печени оптические данные представляли собой одномерный набор данных. Чтобы сравнить оптические данные с изменяющимися во времени данными о пассивной кавитации, данные о пассивной кавитации были сведены к однолинейному графику. Каждый набор данных по пассивной кавитации состоял из 12 циклов сбора данных. Первый метод уменьшения размерности данных о пассивной кавитации заключался в суммировании амплитуд изображения пассивной кавитации из 12 циклов сбора данных, как показано в уравнении 2:

I (x, ω) = ∑nBn (x, ω) / 12B0 (x, ω).

(2)

B _n ( x , ω) — усредненная амплитуда пикселя пассивного кавитационного изображения в местоположении x (учитывая, что все данные были сформированы на глубину фокуса HIFU) и частота ω во время HIFU-озвучивания для n ^{-й цикл сбора данных} . B ₀ ( x , ω) — амплитуда пикселя пассивного кавитационного изображения, полученная без озвучивания HIFU. I ( x , ω) — это амплитуда пикселя SNR на частоте ω и азимутальном положении x (). I ( x , ω) суммировали по соответствующим частотам, как описано выше, чтобы получить линейный график отношения сигнал / шум (), который можно было бы сравнить с местоположением удаленной ткани, определенным с помощью данных оптического сканирования ().

Второй метод формирования линейного графика SNR был основан на максимальном значении SNR в каждом местоположении пикселя за 12 циклов сбора данных, как показано в уравнении 3.

I (x, ω) = maxn {Bn (x, ω) B0 (x, ω)},

(3)

где max _n указывает, что максимальное значение берется из 12 кадров.

Если пороговое значение для отношения сигнал / шум можно использовать для классификации ткани как аблированной или нормальной, то визуализация пассивной кавитации может использоваться для мониторинга терапии термической абляцией HIFU. Чтобы исследовать эту возможность, линейный график, полученный из оптических данных, был линейно интерполирован, чтобы соответствовать интервалу пикселей на линейном графике пассивной кавитации SNR. Кривые рабочих характеристик приемника (ROC) были вычислены путем сравнения графиков оптических линий с графиками SNR пассивной кавитации () для всех 14 наборов данных вместе и для наборов данных, сгруппированных по типу поражения (очаговое, предфокальное и головастое). .Кривые ROC были рассчитаны для основных излучений, гармонических излучений, ультрагармонических излучений и негармонических излучений. Была вычислена площадь под кривой ROC (AUROC).

Статистический анализ

Тест Уэлча ANOVA использовался, чтобы определить, существуют ли различия между средним значением мощности принятого сигнала ( B _n ( x , ω)), суммированными во времени и пространстве для различных поражений. типы. Уровень значимости был установлен на 0,05. Апостериорная поправка Бонферрони была применена к последующим t-критериям Велча на неравную дисперсию, чтобы определить, какие типы повреждений имеют статистически значимые различия в мощности принимаемого сигнала.Результаты также были оценены графически с использованием прямоугольных диаграмм средней мощности принятого сигнала.

Аналогичный набор данных был проведен для исследования того, различается ли центр тяжести полученного сигнала с формированием луча для разных типов поражения. Центроид определяется:

C = ∑n∑ω∑xBn (x, ω) · x∑xBn (x, ω),

(4)

где данные анализируются для интересующей полосы частот, представленной суммой по ω, а суммирование по времени представлено суммой по n .

Нулевая гипотеза о том, что AUROC меньше или равна 0,5 (что указывает на то, что метод работает не лучше, чем случайное предположение), была проверена в соответствии с Hanley и McNeil (1982). Чтобы вычислить стандартную ошибку, которая была необходима для определения значения p, количество независимых точек данных было вычислено как количество неперекрывающихся функций разброса точек, которые могут быть помещены в поперечную ширину изображения пассивной кавитации. Поперечная ширина функции рассеяния точки была определена как частотно-зависимая ширина -6 дБ (Salgaonkar et al., 2009). Частота, использованная для вычисления функции бокового рассеяния точки, составляла 1,1 МГц, 2,2 МГц, 1,65 МГц и 1,925 МГц для основной, гармонической, ультрагармонической и негармонической излучений соответственно. Эти частоты соответствуют центральной частоте самой нижней полосы, используемой для расчета соответствующего изображения пассивной кавитации. Выбор самого низкого диапазона дал наибольшую оценку размера функции рассеяния точки и, следовательно, наименьшее количество независимых измерений на набор данных.Этот подход является консервативным предположением, что затрудняет отклонение нулевой гипотезы.

Результаты

Примеры трех типов поражений можно увидеть в. Поражения проявляются в виде обесцвечивания тканей белого или светло-желтого цвета. Наблюдались три предочаговых поражения, пять поражений головастиков и шесть очаговых поражений. Предочаговые поражения и поражения головастиков имели большую площадь, чем очаговые поражения. На изображениях наблюдались некоторые другие особенности. Сосуды выглядели как дыры в ткани, которые обычно имели не совсем белую кайму (т.е. стенка сосуда). Иногда наблюдалась только стенка сосуда в виде не совсем белого объекта неправильной формы. По мере оттаивания ткани между тканью и поверхностью ложа для оптического сканирования образовывались воздушные карманы. Эти воздушные карманы имели резко очерченную границу. Во время ультразвукового озвучивания в тканях отсутствовали воздушные карманы.

Репрезентативные изображения образцов печени после воздействия HIFU. Поражения, подвергнутые термической абляции, имеют более светлый цвет и имеют белый или бело-желтый вид по сравнению с необработанной печеночной тканью.На верхнем изображении наблюдается очаговое поражение в постфокальной и фокальной зоне. На среднем снимке наблюдается поражение головастика в фокальной зоне. На нижнем изображении наблюдается предфокальное поражение в предфокальной зоне. Ширина луча -3 дБ источника HIFU (т. Е. Фокальная зона) обозначена толстыми вертикальными линиями. Показаны примеры сосудистой ткани и воздушных карманов между образцом печени и сканером.

Типичные полученные сигналы с формированием луча в зависимости от положения диапазона HIFU с течением времени показаны для предфокального поражения.Фундаментальные и гармонические излучения наблюдались во всех экспериментах, хотя амплитуда и местоположение менялись. Ультрагармонические и негармонические выбросы, как правило, присутствуют временно или вовсе отсутствуют, особенно при очаговых поражениях. В некоторых случаях пространственное расположение повышенной эхогенности на изображениях в B-режиме после облучения HIFU соответствовало пикам на изображениях пассивной кавитации для одного или нескольких типов излучения. Однако это соответствие не было постоянным в испытаниях для каждого типа поражения.

Типичные графики диаграмм направленности принимаемых сигналов как функции времени и местоположения диапазона HIFU для (A) основной, (B) гармонической, (C) ультрагармонической и (D) негармонической эмиссий с использованием шкалы в децибелах. Повреждение, образовавшееся во время исследования, вызвавшее эти выбросы, было предочаговым поражением. Цветовая полоса простирается от максимальной активности до 30 дБ ниже максимума, за исключением негармонических излучений, где динамический диапазон составляет всего 15 дБ из-за минимального уровня шума.

Анализ кривой ROC

Кривые ROC были рассчитаны для проверки использования изображений пассивной кавитации для количественной классификации удаленных и нормальных тканей.Оценивая все 14 поражений вместе, два разных метода обработки полученного сигнала с формированием луча (уравнения 2 и 3) не привели к значительному изменению формы кривых ROC или AUROC. Основные и гармонические выбросы имели самые большие AUROC (0,724 и 0,721 соответственно), за ними следовали ультрагармонические выбросы (0,633) и негармонические выбросы (0,605). Нулевая гипотеза о том, что AUROC существенно не отличается от 0,5, была отвергнута для всех типов выбросов при значении p , равном 0.05 после применения апостериорной коррекции Бонферрони.

Метод расчета также имел небольшое влияние на форму ROC и AUROC, когда поражения были сгруппированы как очаговые, головастые или предфокальные для анализа. Коэффициент вариации AUROC был менее 2,5% для всех случаев, за исключением негармонических выбросов от предочаговых поражений, где коэффициент вариации составлял 11,6%. Поэтому все последующие результаты этого исследования сообщаются с использованием полученных сигналов с формированием диаграммы направленности, суммированных во времени (уравнение 2).Кривые ROC построены для каждого типа поражения с соответствующими AUROC, указанными в. Классификация очаговых и предфокальных поражений с использованием изображений пассивной кавитации, сформированных из негармонических излучений, не увенчалась успехом (p> 0,05). Классификация образования поражения с использованием изображений пассивной кавитации, сформированных из основных, гармонических и ультрагармонических частотных диапазонов, была успешной (p <0,05).

Кривые ROC для каждого типа кавитационной эмиссии, сгруппированные по (A) очаговым поражением, (B) поражением головастика и (C) предочаговым поражением, и (D) всеми поражениями.Сокращения для обозначения типа кавитации: «Fund» для основных выбросов, «Harm» для гармонических излучений, «UH» для ультрагармонических излучений и «IH» для негармонических излучений.

Таблица 1

AUROC для каждого типа поражения и типа выброса.

Распознавание типа поражения с помощью акустической эмиссии

Результаты и демонстрируют, что возможность использования изображений пассивной кавитации для классификации места образования поражения зависит от типа поражения. Основываясь на результатах тестов Уэлча, ANOVA, нулевая гипотеза о том, что полученный сигнал с временной суммированной диаграммой направленности (уравнение 2) имеет одинаковое среднее значение для каждого типа поражения, была отклонена для основных и гармонических излучений, но не для ультрагармонических и негармонических излучений.Последующий t-тест Велча для излучения основной и гармонической составляющих показал значительную разницу между мощностью принятого сигнала с формированием луча только для головастиков и предфокальных поражений. Ящичковые диаграммы () подтверждают тесты ANOVA Уэлча и t-тесты Уэлча, указывая на то, что существует разница в средних лучевых фундаментальных излучениях для поражений головастиков и предфокальных поражений, но не для ультрагармонических или негармонических излучений.

График в виде прямоугольников (A) основных выбросов, (B) гармонических выбросов, (C) ультрагармонических выбросов и (D) негармонических выбросов для каждого типа поражения.Красный кружок указывает на среднее положение центра тяжести полученных сигналов с формированием луча. Толстая синяя линия проходит от 25 ^{-го квартиля} до 75 ^{-го квартиля} . Черные пунктирные усы указывают на данные экстремумов (McGill et al., 1978).

Тесты ANOVA Уэлча на положениях центроидов сформированных с помощью луча сигналов отклонили нулевую гипотезу о том, что положения центроидов были одинаковыми для всех типов повреждений для основных излучений, гармонических излучений и негармонических излучений.Не было обнаружено значительных различий в расположении центра тяжести ультрагармонических излучений по типам поражения. Последующие t-тесты Велча показали, что разница для каждого типа излучения имела место между фокальным типом поражения и типом поражения головастика, но не между фокальным и предфокальным или головастиком и предфокальным поражением. Коробчатые диаграммы () показали высокую степень вариации расположения центра тяжести кавитационной активности для предочаговых поражений.

График центроида выбросов для каждого типа поражения, сгруппированный по типу выбросов (серые прямоугольники).Положение относительно фокуса HIFU с отрицательными значениями дистальнее датчика HIFU. Ширина луча -3 дБ источника HIFU (т. Е. Фокальная зона) представлена ​​толстыми горизонтальными линиями.

Обсуждение

Количественный анализ изображений пассивной кавитации и общей гистологии тканей, представленный здесь, показывает, что визуализация пассивной кавитации может использоваться для оценки того, где образовалось термическое поражение после воздействия HIFU. Хотя точные значения чувствительности и специфичности зависят от типа поражения и выбранного порогового уровня, как основные, так и гармонические выбросы были значимым предиктором для всех типов поражений на основе AUROC.Следует отметить, что AUROC представляет собой вероятность того, что ОСШ амплитуды пассивного кавитационного изображения в данном месте выше в пораженном месте, чем в неповрежденном.

Экспериментальные (Khokhlova et al., 2006) и численные (Chavrier et al., 2000) исследования показали, что при уменьшении количества микропузырьков в пучке HIFU образуются сигарные очаговые поражения. Формирование очагового поражения было предсказано с наименьшим успехом на основе значений AUROC.И наоборот, типы повреждений, связанные с кавитацией (головастики и предфокальные), были предсказаны более успешно, особенно с использованием выбросов, связанных с кавитационной активностью (гармоники и ультрагармоники). Эти результаты подтверждают исходную мотивацию, согласно которой нагрев, вызванный кавитацией, можно контролировать с помощью пассивной кавитационной визуализации.

Предочаговые поражения, у которых были самые большие значения AUROC, могли быть результатом ранее существовавшей популяции пузырьков. Эти микропузырьки могут иметь увеличенное предфокальное поглощение ультразвуковой энергии, одновременно действуя как щит и уменьшая образование поражения дистальнее предфокальной области.Предочаговые поражения были большими и имели площадь, сопоставимую с поражениями головастиков. Учитывая, что гармонические излучения происходят в предфокальной области, источником гармонических излучений, вероятно, были уже существующие пузыри, а не рассеяние гармоник, вызванных нелинейным распространением, которое было бы наиболее заметным в фокусной области. Во многих исследованиях сообщалось о полезности существовавших ранее газовых ядер для ускорения термической абляции (Kaneko et al., 2005; Chung et al., 2012; Peng et al., 2012). Результаты этих исследований в сочетании с представленными здесь результатами о том, что существовавшие ранее газовые ядра могут быть полезны для мониторинга термической абляции, обеспечивают дополнительную поддержку для продолжения исследований термической абляции HIFU с микропузырьками.

Поскольку тепловые поражения могут быть сформированы комбинацией прямого поглощения передаваемой ультразвуковой энергии и нагрева из-за эффектов кавитации (Curiel et al., 2004), эффективный механизм мониторинга должен отслеживать оба механизма.Прямое поглощение энергии пропорционально увеличению интенсивности и частоты ультразвука. Гармоники от нелинейного распространения преимущественно формируются в фокусе HIFU, где интенсивность наиболее высока. Кроме того, микропузырьки излучают гармоники во время нелинейных колебаний, которые также связаны с нагревом (Holt and Roy, 2005). Поэтому гармонические выбросы могут быть индикаторами обоих механизмов нагрева.

Моделирование KZK (данные не показаны) было выполнено для оценки изменения пиков амплитуды гармоник с увеличением частоты в фокусе.Это изменение сравнивалось с экспериментально измеренным изменением пиков амплитуды гармоник. Было отмечено, что величина изменения пиков амплитуды гармоник в зависимости от увеличения частоты была меньше для экспериментально измеренных пиков, что означает, что имели место как нелинейное распространение, так и нелинейное рассеяние из-за кавитации. Следовательно, нагрев, вероятно, происходил как за счет прямого поглощения падающего ультразвука, так и за счет нагрева на основе кавитации. Анализ проводился в полосе частот, в которой чувствительность матрицы формирования изображений варьировалась менее чем на 3 дБ, чтобы гарантировать, что частотная чувствительность преобразователя не повлияла на анализ.Кроме того, следует отметить, что гармонические выбросы также связаны с паровой кавитацией (то есть кипением) (Jensen et al., 2012), которая связана с температурами, значительно превышающими тепловой порог денатурации белка. Таким образом, в результате чрезмерной обработки могут возникать гармонические выбросы. Все эти причины могут объяснить, почему изображения пассивной кавитации, сформированные из гармонических излучений, предсказывали образование теплового поражения с максимальной специфичностью и чувствительностью.

Для формирования изображений использовались гармонические сигналы.Поскольку гармоники формируются около фокуса, гармоническое изображение имеет тенденцию содержать меньше артефактов (Hedrick and Metzger, 2005). Уменьшение артефактов, связанных с гармониками, может быть одной из причин того, что пассивная кавитационная визуализация гармонических излучений превосходит основные излучения. Дополнительные улучшения качества изображения могут быть достигнуты путем модуляции импульса озвучивания, например, с использованием методов инверсии импульса, чтобы помочь дополнительно выделить интересующие полосы частот (Song et al., 2013). Коррекция аберрации также может применяться для улучшения качества изображения в тканях с различной скоростью звука (Jones et al., 2013).

Интересно, что негармонические выбросы были худшими предикторами образования поражения в этом исследовании. Негармонические излучения также были наименее обнаруживаемым типом излучения как по длительности, так и по амплитуде. Инерционная кавитация, связанная с негармонической эмиссией, была в центре внимания других исследований термической абляции HIFU (Arvanitis and McDannold, 2013; Jensen et al., 2013). Мы выдвигаем четыре причины, по которым инерционная кавитация, возможно, не была так явно обнаружена и, следовательно, с меньшей вероятностью может предсказать образование поражения.Во-первых, давление озвучивания могло не подходить для создания устойчивой инерционной кавитации. Арванитис и МакДаннольд (2013) регулировали акустическую мощность озвучивания до тех пор, пока не была обнаружена инерционная кавитация. В этом исследовании акустическая мощность не регулировалась для получения определенного типа или продолжительности кавитационной эмиссии. Во-вторых, негармонические излучения были не более чем на 15 дБ выше минимального уровня шума и часто отсутствовали. Для сравнения, ультрагармонические и гармонические излучения были на 30 дБ или более выше минимального уровня шума, когда они присутствовали.Следовательно, возможно, что системе не хватало чувствительности для достаточного обнаружения некоторых негармонических излучений. В-третьих, известно, что инерционная кавитационная активность носит временный характер и подвержена истощению ядер кавитации. Это могло повлиять на наши результаты двумя способами. При 30-секундном непрерывном звуковом излучении, используемом для индукции теплового поражения HIFU, не было периода покоя, чтобы обеспечить регенерацию ядер кавитации (Hitchcock et al., 2011; Goertz et al., 2010). Кроме того, как Arvanitis, McDannold (2013), так и Jensen et al.(2013) использовали значительно более короткие воздействия (10 с и 5 с соответственно), что могло позволить инерционной кавитационной активности происходить в течение большей части периода озвучивания. В-четвертых, периоды сбора данных могут не подходить для обнаружения переходной инерционной кавитации. В течение одного цикла сбора данные записывались в течение приблизительно 43 мс, а оставшиеся 2500–3000 мс цикла сбора данных соответствовали передаче и обработке данных. Следовательно, вероятность регистрации переходной инерционной кавитационной активности во время воздействия была низкой.В сочетании с небольшой долей времени, затрачиваемой на регистрацию данных, сбор данных был асинхронным с началом воздействия HIFU, что могло привести к пропущению любого начального всплеска кавитационной активности из-за ранее существовавших микропузырьков. Ограничения этой системы при регистрации негармонических выбросов, возможно, не только уменьшили значение AUROC, связанное с негармоническими излучениями, но также, возможно, увеличили значения AUROC для других типов выбросов. Это искусственное увеличение могло произойти, если бы негармонические выбросы происходили из того же места, что и негармонические выбросы, и активность пузырьков, связанная с негармоническими выбросами, вызывала образование повреждений.В этих условиях ROC-анализ может ошибочно отнести образование поражения к негармоническим выбросам. Модифицированная установка, предназначенная для индуцирования и регистрации негармонических излучений, может улучшить способность визуализации пассивной кавитации точно отслеживать образование повреждений.

указывает, что, если тип поражения может быть определен, может быть выполнена более точная оценка образования поражения. Чтобы дифференцировать тип поражения во время одного исследования (что необходимо для предоставления рекомендаций во время лечения), необходимо определить показатель, который дает уникальное значение для каждого типа поражения.Были исследованы два простых метода, чтобы определить, можно ли их использовать для дифференциации типов поражений. Ни общее количество полученного сигнала с формированием луча, ни центр тяжести полученного сигнала с формированием луча не могли одновременно классифицировать все три типа поражения, хотя для некоторых пар наблюдались статистически значимые различия. Анализ мощности post-hoc (Eng, 2003) был проведен для определения количества поражений, необходимых для дифференциации каждого типа поражения, используя либо расположение центроида выбросов, либо совокупную энергию выбросов.Было обнаружено, что требуется как минимум 12 повреждений. Следовательно, эти простые показатели не подходят для определения типа поражения в рамках одного ультразвукового облучения. Более сложные показатели могут быть подходящими для дифференциации типов поражений.

Однако категоризация данных по типу поражения может быть неоптимальной. Поражения классифицируются на основе их геометрии после завершения озвучивания HIFU. В идеале пассивная кавитационная визуализация должна использоваться как часть системы обратной связи для мониторинга образования повреждений во время HIFU-озвучивания.Оценка этой способности требует золотого стандарта метода прямого определения образования поражения в режиме реального времени, что было невозможно в этом исследовании. Подобное исследование с использованием полупрозрачных фантомов (Takegami et al., 2004; Lafon et al., 2005; Choi et al., 2013) или МР-мониторинг в реальном времени позволило бы провести такое исследование.

Это исследование расширяет работу Jensen et al. (2012). Их подход поместил матрицу изображения в вырез датчика HIFU вдоль оси распространения HIFU. Этот протокол выравнивания подходит для клинического применения, но ограничивает пространственное разрешение окном 10 мм × 10 мм, центрированным вокруг фокуса HIFU.Наши результаты позволяют обеспечить более точное пространственное разрешение благодаря ортогональному выравниванию массива пассивной визуализации и преобразователя HIFU. Следует отметить, сравнивая наши результаты с результатами Jensen et al. (2012), они наблюдали признаки кипения, в результате чего в результате нелинейного распространения образовывались бы рассеянные гармоники. Как описано выше, по крайней мере часть гармоник, зарегистрированных в наших экспериментах, была вызвана кавитирующими микропузырьками. Наличие гармоник из-за рассеяния от больших кипящих пузырьков, вероятно, повысит чувствительность и специфичность из-за использования порогового значения в ROC-анализе.

В конечном итоге, визуализацию пассивной кавитации, вероятно, необходимо будет комбинировать с другими методами, чтобы повысить точность оценки образования поражения. Арванитис и МакДаннольд (2013) разработали двухрежимную систему, которая контролирует кавитацию с помощью пассивной кавитационной визуализации и температуры с помощью магнитно-резонансной термометрии. Они сообщили, что в среднем расположение нагрева и инерционная кавитационная активность совпадают. Jensen et al. (2013) предсказали повышение температуры и образование повреждений, используя пассивную кавитационную визуализацию в качестве входных данных для численной модели.Модель учитывала тепловыделение как от прямого поглощения падающего нелинейного ультразвука, так и от кавитации. Включение нагрева от кавитации сыграло важную роль в прогнозировании наблюдаемой асимметрии поражений. Методики Арванитиса и МакДаннольда (2013) и Дженсена и др. (2013) являются примерами того, как пассивная кавитационная визуализация может использоваться в сочетании с другими методами для прогнозирования образования поражений HIFU. Многие другие методы ультразвуковой визуализации могут быть использованы с пассивной кавитационной визуализацией для мониторинга образования поражений, визуализации скорости звука, визуализации декорреляции эхо-сигналов или эластографии (Righetti et al., 1999; Ананд и Качковский, 2008; Лю и Эббини, 2010; Choi et al., 2011; Bing et al., 2011; Субраманиан и др., 2014).

Ограничения исследования

Пассивная кавитационная визуализация не отслеживает напрямую тепловые изменения и, следовательно, не следует ожидать точного прогнозирования образования поражения из-за тепловой диффузии (Sheu et al., 2011). Время воздействия 30 с, используемое в наших методах, могло быть достаточно большим для того, чтобы термодиффузия вызвала некоторый рост размера поражения. Этот эффект, вероятно, снизил бы специфичность изображений пассивной кавитации.

Наблюдалась вариабельность типов образовавшихся поражений, несмотря на то, что для всех образцов использовались одни и те же параметры ультразвукового озвучивания. Хотя эта вариация была полезна для анализа, были выявлены неконтролируемые переменные. Эти неконтролируемые переменные могут включать вариации в структуре ткани, вариации в составе ткани из-за деградации в течение 4 часов post mortem периода, существовавшие ранее газовые ядра и изменения температуры ткани непосредственно перед озвучиванием. Вариации в структуре и составе тканей, вероятно, будут неконтролируемыми переменными, с которыми можно столкнуться во время клинического применения термической абляции HIFU.Таким образом, вариации, обнаруженные в этом исследовании, могли случайно предоставить данные, которые могут быть полезны при рассмотрении вопроса о переводе в клиническое применение.

Экспериментальная установка также ограничивала анализ. Доступное оборудование привело к продолжительности цикла сбора данных приблизительно от 2,5 с до 3 с, и только от 1% до 2% этого времени соответствует получению данных. Таким образом, переходные выбросы могли не регистрироваться. Улучшенное временное разрешение может привести к увеличению значений AUROC.Кроме того, система Iris последовательно получала каждую линию сканирования в изображении пассивной кавитации, а не формировала лучи всех линий сканирования в данном кадре из одного и того же набора данных (например, наши методы были аналогичны формированию изображений в B-режиме с передачей нескольких линий луча, как в отличие от изображения плоской волны в B-режиме (Sandrin et al., 1999)). Следовательно, в пределах одного кадра изображения пассивной кавитации эмиссия могла измениться. Качественный обзор данных выявил относительно плавный переход амплитуды сигнала в азимутальных точках, указывая на то, что последовательное получение строк сканирования имело ограниченное влияние.Наконец, следует отметить, что широкополосная матрица формирования изображений имела центральную частоту 7,5 МГц. Частотная чувствительность массива уменьшила бы измеренные излучения на основной частоте. Это относительное отсутствие чувствительности на основной частоте является преимуществом, поскольку аналого-цифровое преобразование может охватывать динамический диапазон, более чувствительный к гармоническим, ультрагармоническим и негармоническим излучениям с более низкой амплитудой. Однако временная длительность записанных сигналов не была предназначена для оптимизации записи негармонических излучений.Полоса пропускания, доступная для регистрации негармонических излучений, составляла всего 5% от ширины полосы, доступной для регистрации гармонических и ультрагармонических излучений. При обнаружении негармонических излучений уровень шума часто превышал уровень шума всего на 10 дБ. Более того, широкополосный массив был нечувствителен к очень низкочастотным излучениям, которые были связаны с явлениями кипения или горячего пара (Mast et al., 2008).

Выводы

Пассивная кавитационная визуализация была реализована во время HIFU-абляции ex vivo бычьей печени.Анализ центроидов и кривых ROC использовался для проверки соответствия между сигналами акустической эмиссии и образованием теплового поражения. Классификация образования поражений на основе гармонических излучений оказалась наиболее успешной. Результаты подтверждают продолжение исследований пассивной кавитационной визуализации как метода мониторинга термической абляции HIFU с использованием бинарных классификаторов для различения коагулированной и номинально необработанной ткани.

Выражение признательности

Исследования, представленные в этой публикации, были частично поддержаны Национальным институтом биомедицинской визуализации и биоинженерии Национальных институтов здравоохранения (NIH) под номером R21EB008483, Национальным институтом сердца, легких и крови NIH под номера наград R01HL059586, R01HL074002 и F32HL104916, а также Национальный институт рака NIH под номером награды R01CA158439.

Источники

• Алван А. Доклад о состоянии неинфекционных заболеваний в мире, 2010 г. Всемирная организация здравоохранения. 2011 [Google Scholar]
• Anand A, Kaczkowski PJ. Неинвазивное измерение локальной температуропроводности с использованием рассеянного назад ультразвука и сфокусированного ультразвукового нагрева. Ультразвук в медицине и биологии. 2008; 34: 1449–1464. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Arvanitis CD, McDannold N. Интегрированная ультразвуковая и магнитно-резонансная томография для одновременного мониторинга температуры и кавитации во время фокусированной ультразвуковой терапии.Медицинская физика. 2013; 40: 112901. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Обри Дж. Ф., Поли К., Мунен С., тер Хаар Дж., Райс М., Саломир Р., Сокка С., Секинс К., Шапира И., Йе Ф, Хафф-Симонин Х., Имс М., Хананель А., Касселл Н., Наполи А., Хванг Дж., Ву Ф, Чжан Л., Мельцер А., Ким Ис, Гедройк В. Путь к клиническому использованию сфокусированного ультразвука высокой интенсивности для лечения рака печени: технический и клинический консенсус. Журнал терапевтического ультразвука. 2013; 1:13. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Bing KF, Rouze NC, Palmeri ML, Rotemberg VM, Nightingale KR.Комбинированная ультразвуковая термоабляция с мониторингом чередующихся изображений ARFI с использованием единого диагностического криволинейного массива: технико-экономическое обоснование. Ультразвуковая визуализация. 2011; 33: 217–232. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Chapman A, ter Haar GR. Термическая абляция миомы матки с использованием сфокусированного ультразвука под МРТ — действительно неинвазивный метод лечения. Европейская радиология. 2007. 17: 2505–2511. [PubMed] [Google Scholar]
• Chavrier F, Chapelon JY, Gelet A, Cathignol D.Моделирование высокоинтенсивных сфокусированных ультразвуковых образований в присутствии кавитационных пузырьков. Журнал акустического общества Америки. 2000; 108: 432–440. [PubMed] [Google Scholar]
• Chen D, McGough RJ. 2D быстрый метод ближнего поля для расчета давления ближнего поля, создаваемого аподизированными прямоугольными поршнями. Журнал акустического общества Америки. 2008; 124: 1526–1537. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Choi MJ, Guntur SR, Lee JM, Paeng DG, Lee KIL, Coleman A.Изменение ультразвуковых свойств ткани печени in vitro во время цикла нагрев-охлаждение, сопровождающееся термической коагуляцией. Ультразвук в медицине и биологии. 2011; 37: 2000–2012. [PubMed] [Google Scholar]
• Чой MJ, Guntur SR, Lee K, Paeng DG. Фантом из полиакриламидного гидрогеля, имитирующий ткань, для визуализации термических повреждений, вызванных сфокусированным ультразвуком высокой интенсивности. Ультразвук в медицине и биологии. 2013; 39: 439–448. [PubMed] [Google Scholar]
• Chung DJ, Cho SH, Lee JM, Hahn ST.Влияние контрастного вещества микропузырьков во время абляции фокусированным ультразвуком высокой интенсивности на печень кролика in vivo. Европейский журнал радиологии. 2012; 81: e519 – e523. [PubMed] [Google Scholar]
• Coussios CC, Farny CH, ter Haar GR, Roy RA. Роль акустической кавитации в доставке и мониторинге лечения рака с помощью высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука (HIFU). Международный журнал гипертермии. 2007. 23: 105–120. [PubMed] [Google Scholar]
• Curiel L, Chavrier F, Gignoux B., Pichardo S, Chesnais S, Chapelon JY.Экспериментальная оценка моделирования прогнозирования поражения при наличии кавитационных пузырьков: предназначена для лечения предстательной железы фокусированным ультразвуком высокой интенсивности. Медицинская и биологическая инженерия и вычисления. 2004. 42: 44–54. [PubMed] [Google Scholar]
• Элиас В.Дж., Хус Д., Восс Т., Лумба Дж., Халед М., Задикарио Э., Фрайзингер Р.С., Сперлинг С.А., Уайли С., Монтейт С.Дж., Друзгал Дж., Шах BB, Харрисон М., Винтермарк М. Пилотное исследование фокусированной ультразвуковой таламотомии при эссенциальном треморе. Медицинский журнал Новой Англии.2013; 369: 640–648. [PubMed] [Google Scholar]
• Eng J. Оценка размера выборки: сколько человек следует изучить? Радиология. 2003. 227: 309–313. [PubMed] [Google Scholar]
• Фарни Ч.Х., Холт Р.Г., Рой Р.А. Временное и пространственное обнаружение индуцированной HIFU инерционной кавитации и кавитации горячим паром с помощью диагностической ультразвуковой системы. Ультразвук в медицине и биологии. 2009. 35: 603–615. [PubMed] [Google Scholar]
• Goertz DE, Wright C, Hynynen K. Кинетика контрастного вещества в мозге кролика во время воздействия терапевтического ультразвука.Ультразвук в медицине и биологии. 2010; 36: 916–924. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Gyöngy M, Arora M, Nobel JA, Coussios CC. Использование пассивных массивов для характеристики и картирования активности кавитации во время воздействия HIFU. Симпозиум IEEE по ультразвуку. 2008: 871–874. [Google Scholar]
• Gyöngy M, Coussios CC. Пассивное пространственное картирование инерционной кавитации во время воздействия HIFU. IEEE Transactions по биомедицинской инженерии. 2010; 57: 48–56. [PubMed] [Google Scholar]
• Хэнли Дж. А., Макнил Б. Дж..Значение и использование площади под кривой рабочей характеристики приемника (ROC). Диагностическая радиология. 1982; 143: 29–36. [PubMed] [Google Scholar]
• Хаворт К.Дж., Маст Т.Д., Радхакришнан К., Берджесс М.Т., Копичек Дж.А., Хуанг С.Л., Макферсон Д.Д., Голландия К.К. Пассивная визуализация с импульсным ультразвуковым излучением. Журнал акустического общества Америки. 2012; 132: 544–553. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хедрик В.Р., Мецгер Л. Обзор тканевой гармонической визуализации. Журнал диагностической медицинской сонографии.2005. 21: 183–189. [Google Scholar]
• Хичкок К.Э., Иванцевич Н.М., Хаворт К.Дж., Коделл Стампер Д.Н., Вела Д.К., Саттон Дж. Т., Пайн-Гейтман Г. Дж., Голландия К. К.. Ультразвуковой тромболизис rt-PA на модели сонной артерии свиньи ex vivo. Ультразвук в медицине и биологии. 2011; 37: 1240–1251. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Холт Р.Г., Рой Р.А. Пузырьковая динамика в терапевтическом ультразвуке. В кн .: Дойников А.А., редактор. Динамика пузырьков и частиц в акустических полях, современные тенденции и приложения.Керала, Индия: Указатель исследований; 2005. С. 183–230. [Google Scholar]
• Жанмонод Д., Вернер Б., Морель А., Михельс Л., Задикарио Е., Шифф Г., Мартин Э. Сфокусированный ультразвук под контролем транскраниальной магнитно-резонансной томографии: неинвазивная центральная боковая таламотомия при хронической невропатической боли. Нейрохирургическая направленность. 2012; 32: E1. [PubMed] [Google Scholar]
• Дженсен К.Р., Кливленд, RO, Coussios CC. Оценка температуры в реальном времени и мониторинг абляции hifu с помощью комбинированного подхода к моделированию и пассивному акустическому картированию.Физика в медицине и биологии. 2013; 58: 5833. [PubMed] [Google Scholar]
• Дженсен Ч.Р., Ричи Р.В., Дьёнджи М., Коллин Дж.Р.Т., Лесли Т., Куссиос С.К. Пространственно-временной мониторинг высокоинтенсивной фокусированной ультразвуковой терапии с пассивным акустическим картированием. Радиология. 2012; 262: 252–261. [PubMed] [Google Scholar]
• Джонс Р.М., О’Рейли М.А., Хайнинен К. Транскраниальное пассивное акустическое картирование с полусферическими разреженными массивами с использованием коррекции аберраций черепа на основе компьютерной томографии: исследование моделирования.Физика в медицине и биологии. 2013. 58: 4981–5005. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Канеко И., Маруяма Т., Такегами К., Ватанабе Т., Мицуи Х., Ханадзири К., Нагава Х., Мацумото Ю. Использование микропузырькового агента для усиления эффектов высокой интенсивности сфокусированный ультразвук на ткани печени. Европейская радиология. 2005; 15: 1415–1420. [PubMed] [Google Scholar]
• Kelly JF, McGough RJ. Метод пространственно-временной декомпозиции для расчета давления в ближней зоне, создаваемого импульсным круговым поршнем.Ультразвук, сегнетоэлектрики и контроль частоты, IEEE Transactions on. 2006. 53: 1150–1159. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Kelly JF, McGough RJ. Переходные поля, создаваемые сферическими оболочками в вязкой среде. 8-й Международный симпозиум по терапевтическому ультразвуку. 2009; 1113: 210–214. [Google Scholar]
• Хохлова В.А., Бейли М.Р., Рид Дж. А., Кунитц Б. В., Качковски П. Дж., Крам Л. А.. Эффекты нелинейного распространения, кавитации и кипения при образовании очагов поражения сфокусированным ультразвуком высокой интенсивности в гелевом фантоме.Журнал акустического общества Америки. 2006; 119: 1834–1848. [PubMed] [Google Scholar]
• Ким Й.С., Ким Дж. Х., Рим Х, Лим Х. К., Кесерчи Б., Бэ Д. С., Ким Б. Г., Ли Дж. У., Ким Т. Дж., Чой СН. Объемная высокоинтенсивная сфокусированная ультразвуковая абляция под контролем МРТ с однослойной стратегией лечения миомы матки больших размеров: начальные клинические результаты. Радиология. 2012; 263: 600–609. [PubMed] [Google Scholar]
• Кёлер МО, Мугено С., Квессон Б., Энхольм Дж., Ле Бейл Б., Лоран С., Мунен CTW, Энхольм Дж. Дж.Объемная HIFU-абляция под 3D-контролем быстрой МРТ-термометрии. Медицинская физика. 2009. 36: 3521–3535. [PubMed] [Google Scholar]
• Lafon C, Zderic V, Noble ML, Yuen JC. Гелевый фантом для использования в дозиметрии фокусированного ультразвука высокой интенсивности. Ультразвук в медицине и биологии. 2005. 31: 1383–1389. [PubMed] [Google Scholar]
• Liberman B, Gianfelice D, Inbar Y, Beck A, Rabin T., Shabshin N, Chander G, Hengst S, Pfeffer R, Chechick A, Hanannel A, Dogadkin O, Catane R. Облегчение боли у пациентов с метастазами в кости с использованием фокусированной ультразвуковой хирургии под МРТ: многоцентровое исследование.Анналы хирургической онкологии. 2009. 16: 140–146. [PubMed] [Google Scholar]
• Лю Д., Эббини Э.С. Двухмерное изображение температуры в реальном времени с помощью ультразвука. IEEE Transactions по биомедицинской инженерии. 2010; 57: 12–16. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Mast TD, Salgaonkar VA, Karunakaran C, Besse JA, Datta S, Holland CK. Акустическая эмиссия во время объемной ультразвуковой абляции 3,1 МГц in vitro. Ультразвук в медицине и биологии. 2008; 34: 1434–1448. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• McGill R, Tukey JW, Larsen WA.Вариации коробчатых графиков. Американский статистик. 1978; 32: 12–16. [Google Scholar]
• McGough RJ. Быстрые расчеты гармонических по времени давлений ближнего поля, создаваемых прямоугольными поршнями. Журнал акустического общества Америки. 2004; 115: 1934–1941. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Маклафлан Дж., Ривенс И., Лейтон Т., тер Хаар Г. Исследование активности пузырьков, генерируемых в тканях ex vivo с помощью сфокусированного ультразвука высокой интенсивности. Ультразвук в медицине и биологии.2010; 36: 1327–1344. [PubMed] [Google Scholar]
• Merckel LG, Bartels LW, Köhler MO, van den Bongard HJGD, Deckers R, Mali WPTM, Binkert CA, Moonen CT, Gilhuijs KGA, van den Bosch MAAJ. Высокоинтенсивная сфокусированная ультразвуковая абляция рака груди под контролем МРТ со специальной платформой для груди. Сердечно-сосудистая и интервенционная радиология. 2013; 36: 292–301. [PubMed] [Google Scholar]
• Ng KKC, Poon RTP, Chan C, Chok KSH, Cheung TT, Tung H, Chu F, Tso WK, Yu WC, Lo CM, Fan ST. Сфокусированный ультразвук высокой интенсивности для гепатоцеллюлярной карциномы.Анналы хирургии. 2011; 253: 981–987. [PubMed] [Google Scholar]
• Peng S, Xiong Y, Li K, He M, Deng Y, Chen L, Zou M, Chen W, Wang Z, He J, Zhang L. Клиническая полезность контрастного вещества, усиливающего микропузырьки («SonoVue») в лечении миомы матки с помощью сфокусированного ультразвука высокой интенсивности: ретроспективное исследование. Европейский журнал радиологии. 2012; 81: 3832–3838. [PubMed] [Google Scholar]
• Рике В., Баттс Поли К. МР-термометрия. Журнал магнитно-резонансной томографии: JMRI. 2008. 27: 376–390.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Righetti R, Kallel F, Stafford RJ, Price RE, Krouskop TA, Hazle JD, Ophir J. Эластографическая характеристика поражений печени собак, вызванных HIFU. Ультразвук в медицине и биологии. 1999; 25: 1099–1113. [PubMed] [Google Scholar]
• Салгаонкар В.А. Кандидат наук. Тезис. Университет Цинциннати; 2009. Пассивная визуализация и измерения акустической кавитации во время ультразвуковой абляции. [Google Scholar]
• Salgaonkar VA, Datta S, Holland CK, Mast TD.Пассивная кавитационная визуализация с помощью ультразвуковых массивов. Журнал Акустического общества Америки. 2009; 126: 3071–3083. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Sandrin L, Catheline S, Tanter M, Hennequin X, Fink M. Импульсная эластография с временным разрешением и сверхбыстрой ультразвуковой визуализацией. Ультразвуковая визуализация. 1999; 21: 259–272. [PubMed] [Google Scholar]
• Шеу TWH, Соловчук М.А., Чен А.В.Дж., Тириет М. Модель связи акустика и теплоносителя для прогнозирования повышения температуры опухоли печени.Международный журнал тепломассообмена. 2011; 54: 4117–4126. [Google Scholar]
• Soneson JE. Имитатор сфокусированного ультразвука высокой интенсивности. Обмен файлами MATLAB. 2011 [Google Scholar]
• Сон Дж. Х., Ю Й, Сон Т. К., Чанг Дж. Х. Мониторинг HIFU-лечения в режиме реального времени с использованием инверсии импульсов. Физика в медицине и биологии. 2013; 58: 5333–5350. [PubMed] [Google Scholar]
• Субраманиан С., Рудич С.М., Алькадах А., Карунакаран С.П., Рао М.Б., Маст ТД. Мониторинг термической абляции in vivo с использованием декорреляционной ультразвуковой эхо-визуализации.Ультразвук в медицине и биологии. 2014; 40: 102–114. http://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2013.09.007. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Takegami K, Kaneko Y, Watanabe T. Полиакриламидный гель, содержащий яичный белок, в качестве новой модели для экспериментов по облучению с использованием сфокусированного ультразвука. Ультразвук в медицине и биологии. 2004. 30: 1419–1422. [PubMed] [Google Scholar]
• Tempany CMC, Stewart EA, McDannold N, Quade BJ, Jolesz FA, Hynynen K. Фокусированная ультразвуковая хирургия лейомиомы матки под контролем МРТ: технико-экономическое обоснование.Радиология. 2003; 226: 897–905. [PubMed] [Google Scholar]
• Voogt MJ, Trillaud H, Kim YS, Mali WPTM, Barkhausen J, Bartels LW, Deckers R, Frulio N, Rhim H, Lim HK, Eckey T., Nieminen HJ, Mougenot C, Keserci B , Soini J, Vaara T., Köhler MO, Sokka S, van den Bosch MAAJ. Абляция миомы матки с объемной обратной связью с использованием высокоинтенсивной сфокусированной ультразвуковой терапии под магнитным резонансом. Европейская радиология. 2012; 22: 411–417. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Уоткин Н.А., тер Хаар Г.Р., Ривенс И.Зависимость от интенсивности участка максимального энергозатрат при фокусированной ультразвуковой хирургии. Ультразвук в медицине и биологии. 1996; 22: 483–491. [PubMed] [Google Scholar]
• White DR, Duck FA, Fairhead AC, Rothenberg LN, Shaw A, Zagzebski JA, Zankl M. Tech. Представитель 61. Бетезда, Мэриленд: Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям; 1998. Заменители тканей, фантомы и компьютерное моделирование в медицинском ультразвуке. [Google Scholar]
• Ву Ф, Ван З.Б., Чен В.З., Чжу Х., Бай Дж., Цзоу Дж.З., Ли К.К., Цзинь С.Б., Се, Флорида, Су HB.Экстракорпоральная фокусированная ультразвуковая абляция высокой интенсивности в лечении пациентов с большой гепатоцеллюлярной карциномой. Анналы хирургической онкологии. 2004; 11: 1061–1069. [PubMed] [Google Scholar]
• Xu G, Luo G, He L, Li J, Shan H, Zhang R, Li Y, Gao X, Lin S, Wang G. Последующее наблюдение высокоинтенсивного сфокусированного ультразвукового лечения для Пациенты с гепатоцеллюлярной карциномой. Ультразвук в медицине и биологии. 2011; 37: 1993–1999. [PubMed] [Google Scholar]
• Yu T, Xu C. Гиперэхо как индикатор некроза тканей во время высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука с микропузырьками: чувствительность, специфичность и прогностическая ценность.Ультразвук в медицине и биологии. 2008; 34: 1343–1347. [PubMed] [Google Scholar]
• Чжоу Ю.Ф. Сфокусированный ультразвук высокой интенсивности в клинической абляции опухоли. Всемирный журнал клинической онкологии. 2011; 2: 8–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Что такое кавитация? Кавитация и удаление зубов мудрости

Кавитация — это отверстие в кости, обычно там, где был удален зуб, и кость не зажила / не заполнилась должным образом. Это область остеонекроза (мертвая кость).Часто при удалении зуба окружающая периодонтальная перепонка обычно остается позади. Теоретически после удаления зуба тело в конечном итоге заполняет пространство в кости, где когда-то был зуб. Но когда мембрана остается, может произойти неполное заживление; внутри кости челюсти остается отверстие или губчатое место. Эксперты предполагают, что это неполное заживление происходит из-за того, что костные клетки по обе стороны от места удаления ощущают присутствие периодонтальной мембраны и «думают», что зуб все еще там.

Кавитация может образоваться в любой кости тела, а не только в костях челюсти. Есть и другие причины образования кавитации. Эти причины могут включать, среди прочего, локальные травмы, плохое кровообращение в этой области, нарушения свертывания крови, использование стероидов и использование стоматологических анестетиков, содержащих адреналин (сильнодействующее сосудосуживающее средство).

Мембрана, оставшаяся после удаления, может формировать изображение, которое выглядит как тень зуба, когда делается рентгеновский снимок этого участка.Почти всегда это изображение указывает на кавитацию. Большинство стоматологов знают об этом изображении фантомного зуба, но не считают его местом потенциальных проблем.

Что скрывается внутри?

Внутри кавитации процветают анаэробные бактерии и размножаются девиантные клетки. Кавитации служат питательной средой для бактерий и их токсинов. Исследования показали, что эти бактериальные отходы чрезвычайно эффективны и приводят к проблемам с пищеварением, хронической усталости, общему недомоганию и другим хроническим проблемам со здоровьем.Кавитация также может вызывать блокировку энергетических меридианов тела и оказывать далеко идущее влияние на систему в целом. Исследование показало, что некоторые кавитации являются резервуарами огромного количества ртути. Кавитация может быть источником низкого или высокого стресса для всего тела.

Диагностика кавитации — труднодостижимый процесс, потому что кавитация не всегда легко появляется на рентгеновских снимках. Иногда они проявляются только в виде очень тонких различий в текстуре кости.Если ваш стоматолог специально не ищет кавитацию, то ваш рентгеновский снимок будет выглядеть как «нормальный». Однако благодаря недавней разработке 16-битного картирования оттенков на нашем 3D-сканере кавитации намного легче идентифицировать. Мы также используем сканер Cavitat для оценки качества костей во рту.

В конечном итоге диагноз ставится после хирургической обработки участка и отправки биопсии на патологическое обследование. В нашем офисе доступны два типа биопсии: биопсия ткани и ДНК.Биопсия ткани позволит нам сказать, что произошло на клеточном уровне с вовлеченными тканями. Обычно мы видим очаговый некроз, дистрофический кальциноз, жировой отек, хроническое воспаление и другие описательные термины из отчета о патологии. Тест ДНК позволяет нам точно увидеть, какие бактерии присутствуют в кавитации, какие токсины они производят и какие заболевания связаны с этими бактериями и токсинами.

Виды лечения кавитации

После того, как область изолирована как место кавитации, ее обрабатывают хирургическим путем.Я обычно даю витамин С внутривенно во время хирургических вмешательств. Витамин C абсолютно необходим для образования новой ткани (что вы и будете делать после операции). Обычно я принимаю около 40 граммов витамина С в течение 2-3 часов. После онемения (при желании медсестра-анестезиолог может вас усыпить) я делаю надрез вдоль верхушки поражения. Затем я «падаю» в кавитацию с помощью ультразвукового хирургического алмаза (без вращающихся инструментов) и обильного раздражения. Мертвая кость удаляется до тех пор, пока по периферии поражения не будет ощущаться твердая, здоровая кость и из места операции будет сочиться обильная чистая кровь.Масляные пузырьки почти всегда всплывают в верхнюю часть кавитации. После того, как участок хорошо кровоточит, я промываю его озонированным физиологическим раствором, затем окуриваю участок чистым газом озоном (озон на 8000 бактерициднее, чем хлор). Ваша кровь (фибриновый сгусток) действует как решетка для новой кости в месте предыдущей кавитации. Затем накладываются швы, и вас отпускают. Мотрин и тайленол обычно достаточно для купирования любой боли через 1-2 дня после операции. На второй день после операции обезболивающие обычно не требуются.

NICO
Специалисты определили кавитацию как возможную причину хронической лицевой боли и назвали ее «NICO» (невралгия, вызывающая кавитационный остеонекроз). Часто этот фактор упускается из виду при невралгии тройничного нерва, а также при других видах лицевой боли.

SICO
Хотя хорошо, что влияние кавитации на лицевую боль наконец рассматривается, далеко идущие телесные последствия кавитации все еще сильно недооцениваются.Кавитация на основных меридианах может вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Доктор Марк Брейнер назвал это «SICO», или вызывающий заболевание кавитационный остеонекроз, что лучше указывает на влияние кавитации на общее состояние здоровья пациента. Анализ кавитационных образцов, проведенный исследователями из Университета Кентукки, пока что обнаружил, что каждый из них содержит биологически токсичный материал.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ КАВИТАЦИЯ / РАДИОЧАСТОТА — Estevan Laser Health Clinic

Трехполюсное радиочастотное (RF) уменьшение целлюлита и подтяжка кожи

Наша ультразвуковая нехирургическая система «липосакции» ELITE также включает в себя

Нехирургические, неинвазивные, синергетические технологии

Нагрев тканей и целевая глубина проникновения, достигаемые с помощью метода ELITE RF, дополняют Ультразвуковая липосакция за счет более быстрого перемещения эмульгированного жира через естественную лимфатическую систему тела . Механизм действия ELITE’S RF также термически нагревает кожный коллаген, что приводит к сокращению коллагеновых фибрилл, сокращению тканей и термическому уплотнению тканей, образованию и ремоделированию новой ткани коллагена. В ореховой скорлупе результат — эффективное удаление жира, сокращение подкожного жирового слоя и уменьшение целлюлита с подтяжкой тканей и улучшенным оттенком кожи.

Ультразвук и РЧ Директивы для пациентов

Пожалуйста, избегайте загара в день запланированного лечения. Никакое лечение не будет применяться к обгоревшей солнцем коже. Солнцезащитный крем рекомендуется использовать, если после процедур вы находитесь на солнце.

Перед лечением полезно принять душ. Вы можете принести дополнительное нижнее белье, чтобы переодеться после лечения.

Вам будет предложено снимать все украшения перед каждой обработкой.

Мы просим вас сообщить нам, произошли ли какие-либо изменения в ваших лекарствах или истории болезни во время вашей программы лечения.

Лечение будет приостановлено, если есть вероятность беременности.

Во время лечебной программы вам необходимо будет выпивать 8 стаканов воды в день, это необходимо для выведения жиров и токсинов, которые будут выделяться из ваших клеток после лечения.

Также рекомендуется разумная диета и физические упражнения.

Все другие услуги клиники можно использовать вместе с вашим ELITE Ультразвуковая кавитация и радиочастотное лечение. Сеанс в капсуле Alpha OxyLight Capsule поможет сделать ваше лечение еще более эффективным.

ПРИМЕЧАНИЕ: Ультразвуковые кавитационные и радиочастотные системы ELITE — это системы медицинского класса [не для спа-процедур], которые намного безопаснее и удобнее, чем монополярные спа-системы более низкого уровня.Есть инструменты нескольких размеров, которые позволяют проводить целенаправленное лечение всех участков тела. Наши системы также имеют встроенную систему охлаждения для дополнительной безопасности и комфорта.

За дополнительной информацией обо всех услугах нашей клиники обращайтесь к нам! Trio XT RF Терапия для безоперационного лифтинга лица — это чудесная световая процедура, которая стимулирует естественную реакцию организма на заряжающие энергией и исцеляющие фотоны света!

Что это такое, в чем его отличие от других методов сжигания жира

• Ультразвуковая кавитация — это практически безболезненный безоперационный метод коррекции контуров тела, который используется как альтернатива липосакции.
• Процедура требует примерно десятка процедур, при которых специалист воздействует на проблемные области низкочастотными ультразвуковыми волнами.
• Пациенты обычно сообщают об удовлетворительных результатах после ультразвуковой кавитации для устранения стойких жировых отложений.

В соответствии с ростом спроса на нехирургические альтернативы липосакции, американским потребителям предлагается множество новых вариантов коррекции фигуры.В этих процедурах используются аппараты, которые доставляют потоки холодного воздуха, радиочастотной энергии и даже лазерные лучи, чтобы избавить тело от целлюлита, растяжек и стойких жировых отложений.

Ультразвуковая кавитация, также известная как ультразвуковая кавитация, кави-липо или ультракавитация, — это один из последних вариантов коррекции контуров тела, появившихся на рынке. Вот что вам нужно знать об этом набирающем популярность лечении по борьбе с жиром.

Что такое ультразвуковая кавитация?

Ультразвуковая кавитация — это малоинвазивная альтернатива тумесцентной липосакции, при которой ультразвуковые волны превращают жировые клетки в свободные жирные кислоты, от которых организму легче избавиться.

Средство, плечи, бедра, бедра и подбородок могут быть поражены этими низкочастотными ультразвуковыми волнами, которые проникают в кожу и создают пузырьки вокруг жировых отложений. Затем пузырьки лопаются, заставляя организм избавляться от них естественным путем через мочевыводящие пути и лимфатическую систему.

Сторонники ультразвуковой кавитации говорят, что эта технология тонизирует и подтягивает кожу, не вызывая боли или значительного простоя. Машина по существу фрагментирует ткани тела с низким содержанием клетчатки, оставляя при этом тканевые структуры вокруг себя нетронутыми.Вот почему он также используется в сочетании с некоторыми видами лечения рака и хирургическими операциями, особенно с участием поджелудочной железы или печени.

Не для похудания

Ультразвуковая кавитация — это процедура уменьшения окружности. Это означает, что вы не сможете измерить свой успех по тому, сколько жировой ткани вы потеряли, а по тому, на сколько дюймов вы сжались в зоне лечения. Другими словами, он не обеспечивает такую ​​же эффективность удаления жира, как липосакция, но может помочь вам похудеть на ручках или предплечьях.

Вообще говоря, уменьшения окружности достаточно для людей, которые просто хотят сгладить, подтянуть и тонизировать определенную область тела.

Чего ожидать от ультразвуковой кавитационной обработки

Для достижения наилучших результатов большинству пациентов требуется от 10 до 12 процедур в офисе, но многие видят уменьшение окружности на 1–2 дюйма (5 см) всего после пяти процедур. Каждый сеанс лечения длится от 30 до 50 минут.

Чтобы получить максимальную пользу от лечения, врачи рекомендуют пить воду, соблюдать здоровую диету и регулярно заниматься спортом в перерывах между сеансами.Фактически, важно, чтобы пациенты выпивали не менее 3 пинт (1,5 л) воды до и после процедур ультразвуковой кавитации, чтобы помочь организму вывести жирные кислоты.

Вероятно, вас попросят придерживаться низкокалорийной низкоуглеводной диеты как минимум за день до процедуры, что поможет вам лучше сжигать жирные кислоты во время процедуры и сразу после нее.

Для многих пациентов решение, обеспечивающее долгосрочные результаты, стоит дополнительных денег и времени. Врачи, выполняющие ультразвуковую липосакцию, говорят, что жировые клетки, обработанные низкочастотными звуковыми волнами, не вернутся, поэтому они обеспечивают постоянный эффект.Тем не менее, важно поддерживать здоровую диету и заниматься физическими упражнениями, чтобы избавиться от жира.

Любой человек с кардиостимулятором, сердечным или сосудистым заболеванием или другим серьезным заболеванием может не иметь права на это лечение. Из-за потенциального метаболического вреда в процессе кавитации людям с диабетом следует избегать ультразвуковой кавитации.

Ультразвуковая кавитация в домашних условиях: лучшие продукты и альтернативы

Интересно, что ультразвуковую кавитацию можно выполнять в домашних условиях с помощью устройств Gizmo, Beauty Star и Segbeauty, среди прочих.Эти машины различаются по цене, некоторые из них стоят всего 125 долларов, а другие — до 700 долларов.

Выполняется ли оно дома или в клинике, практически нет простоев и очень мало побочных эффектов, связанных с лечением. Пациенты обычно не чувствуют боли или дискомфорта — некоторым даже это расслабляет.

ANTAUGE 3 в 1 косметический массажер

Проверить цену

Идеальный массажер помогает удалить жир, снимает усталость и подтягивает кожу на талии, ноге, животе, руке, бедре и т. Д.Функция EMS позволяет использовать пять режимов массажа: похудание, разминание, массажер и постукивание. Выберите модель, которая соответствует вашим потребностям. Смоделируйте упражнения для мышц. Снимите усталость и подтяните кожу.

Гель для УЗИ Aquasonic

Проверить цену

Корректировка частоты не оставляет пятен на одежде и не повредит датчик. Они гипоаллергенны, не вызывают раздражения, бактериостатичны, нечувствительны и бактериостатичны. В них нет формальдегида, и они не являются флаконами со спермицидами.У них есть крышки дозатора.

Аппарат C-avitation для похудения, для липосакции коррекции фигуры

Проверить цену

Кавитационная машина для похудения для липосакции скульптурирования тела сжигает жир, подтягивает кожу, улучшает форму и омолаживает.

Eveline Slim Extreme 4D Liposuction Body Serum

Проверить цену

Устранение целлюлита. Сыворотка помогает в похудении и интенсивном ремоделировании.Подавляет рост жировой ткани. Уменьшите ямочки и комочки под кожей. Укрепляет и подтягивает кожу. Бодрит, подтягивает, улучшает кровообращение кожи с помощью инновационных ингредиентов. Помассируйте кожу, которая сжигает жир, и очистите кожу.

Ультразвуковая кавитация и другие варианты коррекции фигуры

Основное различие между ультразвуковой кавитацией и другими вариантами коррекции фигуры заключается в том, что ее механизм удаления жира — это ультразвуковые волны. Однако есть несколько других вещей, которые выделяют его среди остальных.

Понимание того, как ультразвуковая кавитация сочетается с другими методами лечения, поможет вам получить правильные результаты для вашего типа телосложения, сроков и бюджета.

Лазерная липосакция

Основное различие между этими двумя процедурами заключается в том, что процедура лазерной липосакции, которая обычно длится несколько часов, нагревает жировые клетки, прежде чем они будут извлечены через канюлю. Как и при традиционной липосакции, для этого обычно требуется анестезия и время простоя. Более того, ультразвуковая кавитация обычно обходится дешевле, чем лазерная липосакция.

Криолиполиз (CoolSculpting)

Когда вы думаете о CoolSculpting, вы, вероятно, представляете себе техника, взрывающего жир ледяным воздухом. Используя технологию криолиполиза, CoolSculpting снижает уровень жировых клеток до 4 ° C (39 ° F), что приводит к их кристаллизации и позволяет организму избавляться от жировых клеток естественным путем.

CoolSculpting — один из наиболее хорошо изученных вариантов коррекции контуров тела, поэтому его эффективность доказана в большей степени, чем ультразвуковая кавитация. Обе процедуры удобны, неинвазивны и безболезненны.

Лазерная коррекция фигуры (SculpSure)

Еще одна форма коррекции фигуры, SculpSure, использует лазер с длиной волны 1060 нанометров для нацеливания на жировую ткань и ее нагревания до 107–116 ° F (42–47 ° C). Это нарушает структурную целостность жировых клеток, которые затем естественным образом выводятся через лимфатическую систему организма. Обычно для достижения наилучших результатов требуется несколько процедур.

Липосакция VASER

Хотя ультразвуковую кавитацию часто сравнивают с липосакцией VASER — они оба используют ультразвуковую технологию — VASER требует использования традиционной канюльной трубки для физического удаления жировых клеток.В результате VASER может вызвать рубцы, отек и более значительные синяки.

Хирургическая коррекция фигуры

Конечно, есть способы уменьшить жир с помощью хирургии. Одним из примеров хирургической коррекции контуров тела является Athenix, в котором используются аппараты для липосакции с использованием воды для удаления жира, который затем отсасывается традиционными хирургическими канюлями.

Аналогичным образом, в процедурах Sono Bello используются аппараты для липосакции с усилителем в сочетании с канюлями. Эти варианты коррекции контура тела не так инвазивны, как традиционная липосакция или подтяжка живота, но они все же используют определенные традиционные хирургические методы для избавления от жира.Это позволяет пациентам относительно быстро получать наилучшие результаты — обычно после всего лишь одного сеанса лечения — но они также приводят к большему количеству побочных эффектов и более длительному времени восстановления, чем ультразвуковая кавитация.

Холодный лазер (Zerona)

Этот одобренный FDA вариант безоперационной коррекции контуров тела использует холодный лазер для эмульгирования жировой ткани в обработанных областях. Это можно рассматривать как смесь CoolSculpting и лазерной липосакции. Для достижения наилучших результатов пациенты должны пройти шесть безболезненных 20-минутных процедур.

Обратной стороной Zerona является то, что выздоровление должно сопровождаться серьезной диетой и физическими упражнениями, поскольку результаты не столь продолжительны, как другие виды процедур для коррекции фигуры.

Доверьте это профессионалам

Обращение за советом к опытному практикующему врачу — единственный способ убедиться, что вы прошли процедуру, которая лучше всего соответствует вашим потребностям. Первым шагом в вашем путешествии по контурной пластике должно стать поиск сертифицированного пластического хирурга, которому вы можете доверять.

»Чтобы узнать больше об ультразвуковой кавитации и других альтернативах липосакции , воспользуйтесь справочником Zwivel, чтобы найти врачей-косметологов в вашем районе.

Разница между ультразвуковой кавитацией и CoolSculpting

Когда дело доходит до различных методов лечения, легко потеряться в понимании того, что доступно. Это особенно актуально, когда различные виды лечения могут быть нацелены на одну и ту же область тела и достичь схожих результатов, но по-разному.Двумя такими методами лечения являются ультразвуковая кавитация и CoolSculpting. Здесь мы объясняем, как работают эти две процедуры и чего они могут достичь.

Ультразвуковая кавитация для удаления жира

Ультразвуковая кавитация (кави-липо) иногда упоминается как альтернативный способ традиционной липосакции, однако это не совсем то же самое, потому что липосакция — это хирургическая процедура, и для ее проведения требуется пластический хирург. . Лечение кавитации — это еще одна форма неинвазивной процедуры, которая используется для удаления жира.Для этой конкретной процедуры используются низкочастотные ультразвуковые волны, которые расщепляют жировые клетки на более мелкие соединения, известные как жирные кислоты. Когда ваши жировые клетки принимают форму жирных кислот, ваше тело может их выводить — в отличие от жировых клеток, которые любят оставаться рядом!

Ультразвуковая кавитация одобрена FDA, она воздействует на определенные части вашего тела (живот, плечи, бедра, бедра). Это тепло и вибрация, которые вызывают разрушение жировой ткани и, в конечном итоге, попадание в кровоток, который затем выводится организмом через лимфатическую систему.Эта процедура не является лечением потери веса, результаты, которые вы увидите, будут в большей степени уменьшением окружности тела, другими словами, вы не можете знать, сколько жировой ткани вы потеряли, но вы заметите на несколько дюймов, как вы потеряли много жира в этой целевой области.

Кому нужна ультразвуковая кавитация?

Ультразвуковая кавитация обычно предназначена для людей, которые хотят подтянуть кожу или просто для коррекции контуров тела. Для достижения наилучших результатов количество процедур от кавитации жира составляет от 8 до 12, однако оно варьируется от пациента к пациенту в зависимости от их возраста, веса и области лечения, в которой они заинтересованы.У этой процедуры нет простоев и она безболезненна. Важно помнить, что ультразвуковая кавитация не уничтожает жировые клетки; он в основном выпускает свое содержимое в кровоток, это также означает, что жировые клетки все еще могут накапливать жир с течением времени. Лучший способ сохранить результаты в долгосрочной перспективе — это придерживаться сбалансированной диеты и следить за потреблением калорий.

Помогите уменьшить жировые отложения с помощью CoolSculpting

Как насчет CoolSculpting? CoolSculpting — это еще один тип неинвазивной процедуры уменьшения жировых отложений, которая уменьшает жировые клетки.Дерматологи настоятельно рекомендуют эту процедуру, поскольку она снижает жировые отложения на 20%. Одним из основных отличий от ультразвуковой кавитации является то, что CoolSculpting основан на криолиполизе — использовании низких температур для замораживания и удаления жировых клеток. Эта процедура в основном используется для лечения участков, которые не реагировали на диету и упражнения; те участки упрямого жира!

CoolSculpting может быть использован для различных проблемных участков тела — любовных ручек, подподбородочной области, внутренней и внешней поверхности бедер, живота и предплечий.В устройстве CoolSculpting используются разные аппликаторы (в зависимости от обрабатываемой области), которые наносятся на целевую область; после нанесения вы почувствуете сильный холод. Во время процедуры часто возникает ощущение тяги / защемления, однако после процедуры обрабатываемые области требуют 2-минутного массажа, который в основном разрушает замороженные глубокие ткани, помогая вашему телу поглощать поврежденные жировые клетки — этот шаг является ключевой; и может улучшить результаты до 78%!

Быстрое время восстановления с CoolSculpting

После процедуры практически не остается времени на восстановление, вы можете выполнять свой обычный распорядок дня сразу после процедуры.Если после процедуры вы почувствуете онемение, синяки или болезненные ощущения, не беспокойтесь, это совершенно нормально, и эти побочные эффекты исчезнут через несколько недель. Результаты обычно видны через 2-3 месяца, когда ваше тело работает над устранением целевых жировых клеток. Количество сеансов варьируется от человека к человеку и, конечно, также зависит от конкретной цели, которую ставит перед собой пациент. Однако одного сеанса более чем достаточно, и результаты должны длиться бесконечно; как только жировые клетки обработанной области уничтожены, они больше не вернутся! Хотя, если вы набираете вес, есть шанс, что вы также наберете жир в тех областях, которые лечились ранее.Всегда старайтесь придерживаться сбалансированной диеты, независимо от того, какой метод замораживания или снижения жира вы планируете проводить.

Посмотреть фото до и после CoolSculpting

Если вы разочарованы своей внешностью, наконец-то есть неинвазивное лечение, которое может помочь. Свяжитесь с нами онлайн сегодня или позвоните в наш офис в Нью-Йорке 212-535-3088, чтобы узнать больше о спектре процедур по удалению жира и коррекции фигуры, которые могут вам подойти.

Что лучше всего подходит для удаления жира?

Как CoolSculpting удаляет жир? ‍

CoolSculpting удаляет жир, «замораживая» жировые клетки , что приводит к их разрушению и уничтожению.После того, как эти жировые клетки умирают, другие клеточные системы вашего тела начинают удалять мертвые жировые клетки. CoolSculpting одобрен FDA для воздействия только на определенные области тела: области подбородка / подбородка, бедра, живот, бока, жир бюстгальтера, жир на спине, под ягодицами и на предплечьях. ‍

Как ультразвуковая кавитация жира удаляет жир? ‍

Ультразвуковая кавитация жира использует ультразвук (высокочастотные звуковые волны) для существенного разжижения жировых клеток. Затем лимфатическая система вашего тела начинает работать, чтобы удалить эти расплавленные мертвые жировые клетки.Используемый наконечник также играет роль в формировании ваших целевых областей, «вырубании» и разрыве тканей, чтобы вы выглядели более стройными.

Ниже мы собираемся выделить ключевые аспекты CoolSculpting против ультразвуковой кавитации жира и обозначить явного победителя для каждого из них: ‍

Меньше процедур, чтобы увидеть результаты? Победитель: ультразвуковая кавитация жира ‍

По данным веб-сайта CoolSculpting, для получения результатов может потребоваться от 1 до 3 месяцев. Это связано с тем, что жировым клеткам требуется время, чтобы разрушить их запатентованный метод замораживания и вывести их из организма.

Ультразвуковая кавитация жира, с другой стороны, работает в течение нескольких дней. Жировые клетки немедленно разжижаются ультразвуковыми волнами, и лимфатическая система вашего тела сразу же начинает избавляться от мертвых жировых клеток. ‍

Что удобнее? Победитель: Ультразвуковая кавитация жира ‍

На веб-сайте CoolSculpting указано:

«. Во время процедуры вы можете испытывать ощущения тяги, дергания, легкого защемления, сильного холода, покалывания, покалывания, боли и спазмов в месте лечения.Эти ощущения проходят по мере онемения области. После процедуры типичные побочные эффекты включают временное покраснение, отек, побледнение, синяки, твердость, покалывание, покалывание, болезненность, спазмы, боли, зуд или кожную чувствительность, а также ощущение полноты в задней части горла после подподбородочной или подчелюстной области. лечение.» ‍

Ура.

Ультразвуковая кавитация жира, с другой стороны, безболезненна . Фактически, наши клиенты сказали нам, что ультразвуковая кавитация жира — это расслабляющий опыт.Не требуется анестезия, разрезы и наложения швов. Это означает отсутствие шрамов или простоев. ‍

У кого меньше простоев? Победитель: ультразвуковая кавитация жира ‍

С помощью ультразвуковой кавитации жира вы можете вернуться к своему обычному распорядку дня сразу после процедуры. Не нужно брать выходные на работе. Некоторые из наших клиентов даже заходят в перерывы на обед! Это потому, что процедура безболезненная, расслабляющая и может быть завершена за час или меньше.

С другой стороны, CoolSculpting может иметь длительные побочные эффекты. Прямо с веб-сайта написано: 11

Также могут возникать редкие побочные эффекты. CoolSculpting® может вызвать видимое увеличение обрабатываемой области, которое может развиться через два-пять месяцев после лечения и требует хирургического вмешательства для коррекции. ‍

Что стоит меньше? Победитель: ультразвуковая кавитация жира ‍

CoolSculpting может стоить более 500 долларов США и выше за сеанс — и вам, скорее всего, потребуется несколько процедур.

Ультразвуковая кавитация жира обычно на на 30–50% меньше , и на случай, если вам нужно несколько процедур, мы предлагаем пакетные предложения, такие как наш , купи один, получи одно бесплатное предложение . Таким образом, вы можете воспользоваться преимуществами общей меньшей стоимости лечения и совокупной экономии! ‍

Что одобрено FDA? Победитель: Tie ‍

И CoolSculpting, и ультразвуковая кавитация жира одобрены FDA. Таким образом, независимо от того, какое лечение вы выберете, вы знаете, что оно подтверждено тщательными испытаниями и в целом безопасно для большинства людей. Примечание. Перед выбором одного из этих методов лечения всегда следует проконсультироваться с врачом или лицензированным медицинским работником. ‍

Что популярнее? Победитель: CoolSculpting ‍

CoolSculpting принадлежит компании Allergan, гиганту индустрии косметических процедур. Allergan вложила миллионы в цифровые, теле- и радиокампании, чтобы продвигать свою процедуру.

Ультразвуковая кавитация жира, которая сама по себе является скороговоркой, многие медицинские учреждения переименовывают ее в собственное название (Ultra-Cavi, LipoSculpt и т. Д.). Однако способ лечения, несмотря на различия в названии, в основном тот же. ‍

‍ ‍

Точно так же, как вы оцениваете, какая процедура удаления жира лучше всего подходит для вас, мы также провели собственное сравнение методов лечения на рынке, чтобы сделать уверен, что мы предложили нашим клиентам самые эффективные процедуры, чтобы помочь им выглядеть и чувствовать себя лучше.Хотя CoolSculpting было более узнаваемым именем, ультразвуковая кавитация жира явно была лучшим вариантом для наших клиентов .