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高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)是新近发展起来的一种无创性高温治疗肿瘤的新技术。高强度聚焦超声疗法的原理是:通过声能聚焦,在治疗靶区组织温度瞬间升至60~100℃以上,从而使细胞坏死。
高强度聚焦超声之所以能在靶点产生高能量,聚焦是其关键技术环节。目前HIFU设备的聚焦方式有很多种,HY2900聚焦超声系统采用了多元凹球面聚焦,通过两次聚焦,理论上能提高能量转换效率。同时,该系统发射功率连续可调,病人在治疗时可保持较舒适的平卧位。
研究HIFU的辐照所产生的生物学效应,从而筛选出合适的治疗剂量,是研究人员长期思考的问题。
我们应用该系统进行离体牛肝定点辐照的实验研究,对该系统的有效性和安全性进行了初步评价。
我们进一步应用该系统进行了活体兔肾定点辐照及测温,研究了HIFU损伤活体兔肾的量效关系。
第一部分 多元凹面换能器聚焦超声系统损伤离体牛肝的实验研究
目的:评价HY2900型多元凹面换能器聚焦超声系统的有效性和安全性。
方法:以离体牛肝内热敏探针针尖为靶点,在不同治疗参数定点辐照,纪录测
温曲线,测定靶点温升;以离体牛肝内选定区域为靶区域,在不同治疗参数定点辐照,辐照后测量凝固性坏死体积;辐照牛肝内靶区域,观察比较治疗前后靶区域超声灰度变化和病理变化。
结果:离体牛肝组织经HIFU辐照后,靶点温度升高,可达80℃以上,距靶点3mm以外区域温度保持在基础温度;随治疗剂量增大,凝固性坏死长径和直径增大,体积增大;靶区超声灰度明显增强,与正常组织差别显著;光镜下见损伤区组织呈凝固性坏死,损伤区与正常组织分界清晰。
结论:HY2900型多元凹面换能器聚焦超声系统能有效地损伤靶点组织,并具有良好的治疗安全性。
第二部分 多元凹面换能器聚焦超声系统
损伤活体兔肾的实验研究
目的:研究HIFU损伤活体兔肾的量效关系,探讨筛选理想治疗参数的方法。
方法:应用不同声强度(500W/cm<2>、1500W/cm<2>、2500W/cm<2>、3500W/cm<2>)不同辐照时间(0.2、0.4、0.6、0.8、1.0s)的组合分别定点辐照兔肾皮质,同时通过置于靶点的热敏探针测温,记录测温曲线,测量靶点温度在65℃以上的持续时间;以活体兔肾针尖所在区域为靶区域,以上述参数分别定点辐照,辐照后即刻观察靶区皮肤受损情况,取兔肾靶区组织做病理学检查,病理改变程度分为正常,变性,坏死三级。
结果:靶点温度在65℃以上的持续时间与病理改变程度成正相关,持续时间越长,病理损伤越重。靶区凝固性坏死病灶与靶区外组织分界清晰。辐照后所有兔均有Ⅰ°~Ⅱ°皮肤损伤。
结论:靶点温度在65℃以上的持续时间,可用以判断HIFU的生物学效应,这一方法可作为筛选理想剂量的一个可行的方法。