目的: 1、探討不同聲功率—SonoVue劑量組合下HIFU聯(lián)合微泡增強山羊肝臟損傷的聲像圖特征及其病理學改變,尋求基于安全、增效條件下的最適聲功率—SonoVue劑量組合。 2、采用最適聲功率—SonoVue劑量組合,利用MRI實時監(jiān)控HIFU聯(lián)合SonoVue輻照山羊肝臟的溫升過程,初步探討微泡改變靶區(qū)聲環(huán)境,增強熱損傷、提高治療效率的機理。 方法: 1、采用JC型聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng),治療頭工作頻率0.8 MHz,焦距150 mm,直徑150 mm。46頭南江黃羊為研究對象,采用自身對照,每只山羊輻照2～3個面,每個面1～2個點。分為HIFU聯(lián)合生理鹽水輻照組(對照組)和HIFU聯(lián)合微泡造影劑SonoVue輻照組(實驗組),在超聲監(jiān)控下對其肝臟進行HIFU定點輻照。輻照深度為:30 mm;輻照時間:15 s;輻照聲功率:150、250、350 W;實驗組SonoVue劑量分別為:0.01、0.03、0.05 ml/kg,對照組采用等量生理鹽水,均于經(jīng)耳緣靜脈注射20 s后開始輻照。觀測HIFU輻照前、輻照過程中及輻照后即刻、1、2、5、10 min靶區(qū)聲像圖,測量輻照后各觀察時間點靶區(qū)強回聲面積,并分析該面積趨于穩(wěn)定的時間,下一次輻照至少20 min后進行。于術后7 d處死動物,測量凝固性壞死最大剖面面積及體積,取壞死灶標本行病理學檢查。分別探討不同輻照聲功率、不同SonoVue劑量的實驗組與對照組靶區(qū)灰度出現(xiàn)率及凝固性壞死率,分析輻照過程中及輻照結(jié)束后靶區(qū)強回聲面積的變化規(guī)律及其與凝固性壞死最大剖面面積的相關性,比較不同輻照聲功率,不同SonoVue劑量的實驗組與對照組形成的凝固性壞死體積,尋求基于安全、增效條件下的最適聲功率—SonoVue劑量組合。 2、采用MRI導航HIFU治療系統(tǒng),治療頭工作頻率1.0 MHz,焦距150 mm,直徑150 mm。南江黃羊6只,采用自身對照,分為單純HIFU聯(lián)合生理鹽水治療組(對照組)和HIFU聯(lián)合微泡造影劑SonoVue治療組(實驗組)。采用前期篩選的HIFU輻照聲功率與SonoVue劑量組合,在MRI監(jiān)控下對山羊肝臟進行HIFU定點輻照,基線溫度采用山羊輻照前肛門溫度。記錄輻照過程中及輻照后10 s焦點處的溫度,比較實驗組與對照組開始輻照后5 s內(nèi)的靶區(qū)組織溫升率,下一次輻照至少20 min后進行。術后7 d處死動物,測量凝固性壞死最大剖面面積及體積,取凝固性壞死灶及周圍正常肝組織行病理學觀察。并比較研究實驗組與對照組溫度為56℃以上區(qū)域的面積變化及其與各自凝固性壞死最大剖面面積的差異,比較實驗組與對照組凝固性壞死體積。 結(jié)果: 1、超聲監(jiān)控下,HIFU聯(lián)合SonoVue損傷山羊肝臟,在出現(xiàn)肉眼可見靶區(qū)強回聲改變的情況下,聲功率為150 W的對照組和SonoVue劑量為:0.01、0.03、0.05 ml/kg的實驗組以及聲功率為250 W的對照組和SonoVue劑量為0.01 ml/kg的實驗組,在開始輻照后9～12 s,靶區(qū)才開始出現(xiàn)回聲增強。而聲功率為250 W,SonoVue劑量為0.03、0.05 ml/kg的實驗組和聲功率為350 W的對照組及SonoVue劑量為:0.01、0.03、0.05 ml/kg的實驗組,在開始輻照后2～5 s,靶區(qū)即出現(xiàn)明顯回聲增強。靶區(qū)強回聲區(qū)出現(xiàn)后,其面積隨著輻照時間的延長而逐漸增大。HIFU輻照結(jié)束后即刻,靶區(qū)強回聲面積達到最大。停止輻照后,隨著觀察時間的延長,范圍逐漸降低,并趨于穩(wěn)定狀態(tài)。 2、輻照結(jié)束后即刻,聲功率為150 W的對照組和SonoVue劑量為0.01、0.03、0.05 ml/kg的實驗組以及聲功率為250 W的對照組和SonoVue劑量為0.01、0.03 ml/kg的實驗組,均未觀察到靶區(qū)強回聲向換能器方向移動的情況。在聲功率為250 W,SonoVue劑量0.05 ml/kg的實驗組出現(xiàn)靶區(qū)強回聲向換能器方向移動,距離為3.0±1.5 mm;在聲功率為350 W時,對照組和SonoVue劑量0.01、0.03、0.05 ml/kg實驗組均出現(xiàn)靶區(qū)強回聲不同程度向換能器方向移動的情況,移動距離分別為5.4±2.6 mm、7.8±2.4 mm、11.6±2.8 mm和16.7±3.8 mm,實驗組靶區(qū)強回聲向換能器方向移動的距離與對照組比較有統(tǒng)計學差異(P0.05),350 W實驗組靶區(qū)強回聲向換能器方向移動的距離隨著SonoVue劑量的增大而逐漸增大,實驗組內(nèi)不同SonoVue劑量之間比較均有統(tǒng)計學差異(P0.05)。 3、分別對3個輻照聲功率下,對照組和不同SonoVue劑量的實驗組做靶區(qū)灰度出現(xiàn)率及凝固性壞死率的趨勢卡方檢驗分析:聲功率為150 W時,實驗組的靶區(qū)灰度出現(xiàn)率均大于對照組,且實驗組內(nèi)隨著SonoVue劑量的增大而增加,而實驗組的凝固性壞死率與對照組相比無顯著性差異,實驗組內(nèi)不同SonoVue劑量之間的凝固性壞死率也無顯著性差異;聲功率為250 W時,實驗組的靶區(qū)灰度出現(xiàn)率及凝固性壞死率均大于對照組,且實驗組內(nèi)隨著SonoVue劑量的增大而增加;聲功率為350W時,實驗組的靶區(qū)灰度出現(xiàn)率及凝固性壞死率與對照組相比無顯著性差異,實驗組內(nèi)不同SonoVue劑量之間也無顯著性差異。實驗還觀察到:在3個輻照聲功率下不同SonoVue劑量的實驗組中均觀察到靶區(qū)有強回聲的變化卻無凝固性壞死形成;而在聲功率為250、350 W的對照組中發(fā)現(xiàn)有凝固性壞死形成卻沒有靶區(qū)強回聲出現(xiàn)的情況。 4、聲功率為150 W時,對照組及SonoVue劑量為0.01 ml/kg實驗組難以形成凝固性壞死,故無法從統(tǒng)計學上比較凝固性壞死最大剖面面積與對應靶區(qū)強回聲區(qū)面積的相關性,而SonoVue劑量為0.03、0.05 ml/kg實驗組靶區(qū)強回聲面積在輻照結(jié)束后1 min趨于穩(wěn)定,穩(wěn)定后的靶區(qū)強回聲面積與凝固性壞死最大剖面面積吻合;聲功率為250 W時,對照組和SonoVue劑量為0.01 ml/kg的實驗組靶區(qū)強回聲區(qū)面積在輻照結(jié)束后2 min趨于穩(wěn)定,SonoVue劑量為0.03、0.05 ml/kg的實驗組在輻照結(jié)束后5 min趨于穩(wěn)定,穩(wěn)定后的靶區(qū)強回聲面積與凝固性壞死最大剖面面積吻合;聲功率為350 W時,對照組和SonoVue劑量為0.01 ml/kg的實驗組,靶區(qū)強回聲區(qū)面積在輻照結(jié)束后5 min趨于穩(wěn)定,趨于穩(wěn)定后的靶區(qū)強回聲區(qū)面積與凝固性壞死最大剖面面積吻合,SonoVue劑量為0.03,0.05 ml/kg實驗組,在觀察至10 min時仍然未趨于穩(wěn)定。 5、聲功率為150 W時,對照組及SonoVue劑量0.01 ml/kg實驗組難以形成凝固性壞死,故無法從統(tǒng)計學上比較相應凝固性壞死體積,SonoVue劑量為0.03、0.05 ml/kg實驗組形成的凝固性壞死體積分別為:38.57±5.74 mm~3及56.54±6.32 mm~3二者比較有統(tǒng)計學差異(P0.05)。聲功率為250 W時,對照組和SonoVue劑量0.01、0.03、0.05 ml/kg實驗組形成的凝固性壞死體積分別為:86.68±13.38 mm~3、187.58±21.55 mm~3、279.41±24.24 mm~3和368.47±36.24 mm~3,實驗組與對照組,實驗組內(nèi)不同SonoVue劑量之間比較均有統(tǒng)計學差異(P0.05);聲功率為350 W時,對照組和SonoVue劑量0.01、0.03、0.05 ml/kg實驗組形成的凝固性壞死體積分別為:257±13.38 mm~3、390.04±21.55 mm~3、568.68±24.24 mm~3及778.71±36.24 mm~3,實驗組與對照組,實驗組內(nèi)不同SonoVue劑量之間比較均有統(tǒng)計學差異(P0.05)。在相同聲功率下,實驗組的凝固性壞死體積均大于相應對照組;實驗組之間,隨著SonoVue劑量的增大,形成的凝固性壞死體積增大,增效性明顯。 6、HIFU輻照后,實驗組和對照組均形成凝固性壞死,壞死灶內(nèi)肝細胞核固縮、碎裂、溶解。凝固性壞死與周圍正常肝組織分界清楚,交界帶可見炎癥細胞浸潤及纖維細胞增生。 7、在MRI監(jiān)控HIFU實驗中,實驗組在開始HIFU輻照2～5 s時,焦點處溫度明顯升高,溫升率大于對照組,隨著HIFU輻照時間的延長,溫度升高緩慢,并于輻照結(jié)束后即刻達到最高溫度103.75±8.61℃;對照組在開始輻照后,溫度逐漸升高,在停止輻照后即刻亦達到最高溫度92.45±6.12℃,二者具有統(tǒng)計學差異(P0.05)。輻照結(jié)束后,隨著觀察時間的延長,靶區(qū)溫度逐漸降低。 8、在MRI監(jiān)控HIFU實驗中,隨著輻照時間的延長,焦域處溫度為56℃以上區(qū)域的面積逐漸增大,實驗組與對照組在停止輻照后即刻達到最大,分別為37.52±4.83 mm~2及12.35±3.75 mm~2 ,二者具有顯著性差異(P0.05)。解剖后,實驗組和對照組形成的凝固性壞死區(qū)域最大剖面面積分別為:44.74±7.61 mm~2及16.32±4.61 mm~2,二者比較有顯著性差異(P0.05)。實驗組和對照組凝固性壞死區(qū)域最大剖面面積均大于相應靶區(qū)溫度為56℃以上的區(qū)域面積,差異具有顯著性(P0.05)。實驗組和對照組形成的凝固性壞死體積分別為:40.47±8.96 mm~3、216.398±32.27 mm~3,二者具有統(tǒng)計學差異(P0.05)。 結(jié)論: 1、輻照過程中靶區(qū)灰度出現(xiàn)的時間以及輻照結(jié)束后靶區(qū)灰度出現(xiàn)率、靶區(qū)強回聲趨于穩(wěn)定的時間均受HIFU輻照聲功率及SonoVue劑量的影響。 A.聲功率較低時,SonoVue能夠提高靶區(qū)的灰度出現(xiàn)率,有助于聲像圖的監(jiān)控,但當聲功率較高時,與對照組相比,SonoVue對提高靶區(qū)灰度出現(xiàn)率沒有差異。 B.當聲功率及SonoVue劑量一定時,與對照組相比,SonoVue能使靶區(qū)灰度出現(xiàn)的時間提前,但在高聲功率下,對照組和實驗組沒有差異。 C.輻照結(jié)束后靶區(qū)回聲范圍趨于穩(wěn)定的時間,隨著輻照功率和SonoVue劑量的增大而逐漸延長,但在高聲功率、高SonoVue劑量下,靶區(qū)回聲范圍需要相當長的時間才能趨于穩(wěn)定。但穩(wěn)定后的靶區(qū)強回聲面積與凝固性壞死最大剖面面積吻合。穩(wěn)定后的靶區(qū)強回聲面積可以評價凝固性壞死范圍。 2、靶區(qū)強回聲向換能器方向的移動受輻照聲功率和SonoVue劑量的影響,在輻照功率較大時,隨著SonoVue劑量的增大,靶區(qū)強回聲向換能器方向的移動距離明顯,增大了副作用的風險。 3、當聲功率較低時,低劑量的SonoVue難以增強HIFU損傷;當聲功率較大時,SonoVue能明顯提高HIFU對山羊肝臟的損傷效率,且在相同聲功率下,隨著SonoVue劑量的增加,形成的凝固性壞死體積增大,增效性明顯。 4、實驗組和對照組均可見白色凝固性壞死形成,光鏡下可見凝固性壞死區(qū)與正常肝組織分界清楚,形成的凝固性壞死無差別。 5、相比于其他的實驗組,聲功率為250 W,SonoVue劑量為0.03 ml/kg的實驗組,未見靶區(qū)強回聲向換能器方向移動的情況,且形成的凝固性壞死體積最大,認為是既安全又增效的最適聲功率—SonoVue劑量組合。 6、SonoVue能明顯提高HIFU輻照初始階段的靶區(qū)組織溫升率,使受輻照組織在較短時間內(nèi)達到高溫,這表明SonoVue能增強組織對超聲的吸收,從而加速能量沉積,有助于縮短凝固性壞死形成的時間和提高治療效率。 7、僅用臨界溫度并不能很好反應組織是否發(fā)生凝固性壞死,提示應該考慮組織在HIFU輻照過程中受到的熱量積累,應用熱劑量來指示凝固性壞死區(qū)域。
【學位單位】：重慶醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：R575;R445
【部分圖文】：

圖 1-1 HIFU 聯(lián)合 SonoVue 輻照后即刻靶區(qū)聲像圖。左圖為輻照前圖像；右圖為輻照結(jié)束后即刻靶區(qū)聲像圖，可見靶區(qū)呈強回聲。Fig. 1-1 sonogram of HIFU ablation goat’s liver combined with SonoVue at 0 s after irradiance. Leftis sonogram before ablation, right sonogram is after ablation show target hyper echoA BC D圖 1-2 沿輻照方向以 2～3 mm 厚度逐層切開山羊肝組織，測量凝固性壞死范圍圖 1-3 250W，SonoVue 劑量 0.03 ml/kg 實驗組，在 HIFU 輻照過程中靶區(qū)強回聲區(qū)變化，A-D

附插圖圖 1-1 HIFU 聯(lián)合 SonoVue 輻照后即刻靶區(qū)聲像圖。左圖為輻照前圖像；右圖為輻照結(jié)束后即刻靶區(qū)聲像圖，可見靶區(qū)呈強回聲。Fig. 1-1 sonogram of HIFU ablation goat’s liver combined with SonoVue at 0 s after irradiance. Leftis sonogram before ablation, right sonogram is after ablation show target hyper echo

附插圖圖 1-1 HIFU 聯(lián)合 SonoVue 輻照后即刻靶區(qū)聲像圖。左圖為輻照前圖像；右圖為輻照結(jié)束后即刻靶區(qū)聲像圖，可見靶區(qū)呈強回聲。Fig. 1-1 sonogram of HIFU ablation goat’s liver combined with SonoVue at 0 s after irradiance. Leftis sonogram before ablation, right sonogram is after ablation show target hyper echo
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本文編號：2860485