【摘要】：第一部分環(huán)掃型經(jīng)直腸腔內(nèi)超聲檢查在直腸癌術(shù)前分期診斷中的應(yīng)用價(jià)值 研究背景 結(jié)直腸癌是常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。在我國(guó)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家其發(fā)病率及死亡率均居惡性腫瘤譜前列。我國(guó)結(jié)直腸癌的發(fā)病率上升迅速,多數(shù)大城市結(jié)直腸癌的發(fā)病率位居第2或第3位。今天,直腸癌的治療策略正面臨著追求根治以降低局部復(fù)發(fā)與倡導(dǎo)保存功能以提高生活質(zhì)量的困惑之中,腫瘤的綜合治療需考慮到生存及其質(zhì)量的共同獲益,針對(duì)適應(yīng)征患者實(shí)施新輔助化放療以提高根治切除率已獲得廣泛共識(shí)。強(qiáng)調(diào)診斷優(yōu)先和臨床分期診斷以指導(dǎo)個(gè)體化的治療決策,強(qiáng)調(diào)治療決策制定前的多學(xué)科評(píng)估和客觀(guān)的分期診斷是規(guī)范化、個(gè)體化的診治理念得以深入貫徹的關(guān)鍵,準(zhǔn)確的術(shù)前分期評(píng)估是指導(dǎo)直腸癌外科治療的前提條件 目的 探討環(huán)掃型經(jīng)直腸腔內(nèi)超聲(ERUS)檢查在直腸癌術(shù)前分期診斷中的應(yīng)用價(jià)值。 方法 選擇2010年2月至2011年9月在浙江大學(xué)第二附屬醫(yī)院腫瘤外科接受手術(shù)治療的110例直腸癌患者,使用超聲診斷儀和經(jīng)直腸腔內(nèi)環(huán)掃探頭進(jìn)行ERUS檢查,觀(guān)察直腸壁的層次及直腸腫塊的大小、形態(tài)、回聲、位置、范圍、血流情況、腸壁浸潤(rùn)深度附近組織受累情況和鄰近淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況,進(jìn)行術(shù)前TNM分期,并與術(shù)后病理結(jié)果對(duì)照。 結(jié)果 110例直腸癌中,ERUS診斷uT1期30例,uT2期23例,uT3期47例,uT4期10例。ERUS對(duì)直腸癌T分期診斷的總準(zhǔn)確率為91.4%,對(duì)T1期、T2期、T3期和T4期診斷的準(zhǔn)確率分別為92.7%、88.2%、88.2%和96.4%；對(duì)T1期、T2期、T3期和T4期診斷的敏感性分別為92.3%、72.7%、85.4%和71.4%；對(duì)T1期、T2期、T3期和T4期診斷的特異性分別為92.9%、92.0%、90.3%和100.0%,與病理T分期的一致性較好(Kappa=0.75,P0.001)。ERUS診斷uN0期79例,uNl-2期31例。ERUS對(duì)直腸癌N分期診斷的總準(zhǔn)確率為85.5%,對(duì)NO期和N1-2期診斷的準(zhǔn)確率均為85.5%；對(duì)N分期診斷的敏感性、特異性分別為74.2%、89.9%,與病理N分期的一致性較好(Kappa=0.64,P0.01)。 結(jié)論 環(huán)掃型ERUS對(duì)直腸癌浸潤(rùn)深度、范圍以及腸周淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷具有較高的準(zhǔn)確性,且操作簡(jiǎn)便、患者痛苦小,是直腸癌術(shù)前分期診斷的有效檢查方法。 第二部分超聲彈性成像在直腸癌術(shù)前分期及直腸良惡性腫塊鑒別診斷中應(yīng)用價(jià)值 研究背景 自從1991年Ophir等首次提出了“彈性成像”的概念后,通過(guò)彈性分級(jí)對(duì)彈性聲像圖上組織硬度進(jìn)行評(píng)估已廣泛用于乳腺、甲狀腺、前列腺、肝臟疾病良惡性腫瘤等鑒別診斷和肝臟纖維化程度評(píng)估中,而在直腸腫瘤中應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道。 目的 本研究探討超聲實(shí)時(shí)組織彈性成像技術(shù)在直腸腫塊良惡性鑒別診斷及直腸癌術(shù)前分期中的應(yīng)用價(jià)值。 方法 對(duì)85例直腸腫塊應(yīng)用實(shí)時(shí)組織彈性成像技術(shù)將彈性圖分為1—5級(jí),同時(shí)獲得腫塊應(yīng)變率與周?chē)＝M織應(yīng)變率比值,與術(shù)后病理結(jié)果進(jìn)行對(duì)照分析。 結(jié)果 (1)直腸痔瘡、腺瘤等良性腫塊彈性應(yīng)變率比值為2.06±1.01,惡性組彈性應(yīng)變率比值分別為1.36±1.14,3.61±1.95；而惡性病灶彈性應(yīng)變率比值分別為T(mén)1：23.0±25.8、T2：39.9±45.7、T3：61.0±51.2和T4：60.5±36.2。痔瘡與腺瘤間無(wú)顯著性差異,p0.05；盡管T1、T2與T3、T4間有顯著性差異,但兩組間有較大交叉重疊。 (2)直腸良惡性腫塊彈性5分法的ROc(受試者工作特征曲線(xiàn))曲線(xiàn)下面積為0.943,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。 (3)通過(guò)ROc曲線(xiàn)確定良、惡性腫塊彈性5分法臨界點(diǎn)為3.5,其靈敏度、特異性、分別為81.5%、100%；惡性腫塊彈性應(yīng)率比值的臨界點(diǎn)為3.6。 (4)將T1-2設(shè)為早期癌,T3-4設(shè)為晚期癌,制作ROC曲線(xiàn),以靈敏度為縱坐標(biāo),1-特異度為橫坐標(biāo),建立直腸腫塊早期晚期彈性5分法ROC曲線(xiàn),曲線(xiàn)下面積為0.679,與AUC(曲線(xiàn)下面積)=0.5比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),說(shuō)明彈性超聲對(duì)直腸腫瘤術(shù)前分期無(wú)價(jià)值。 結(jié)論 超聲實(shí)時(shí)組織彈性成像技術(shù)可以簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)、定量地對(duì)直腸腫塊良、惡性進(jìn)行鑒別診斷,但對(duì)直腸癌術(shù)前分期無(wú)價(jià)值。 第三部分不同溫度梯度下熱療對(duì)人乳腺癌細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)體外研究 研究背景 熱療(hyperthermia)(?)臺(tái)療腫瘤是應(yīng)用各種致熱源的熱效應(yīng),將腫瘤區(qū)或全身加熱至有效治療溫度范圍并維持一定時(shí)間以殺滅腫瘤細(xì)胞的一種方法。 腫瘤局部熱療(如高能聚焦超聲、微波、射頻、激光等)是利用各種物理能量在人體組織中所產(chǎn)生的熱效應(yīng),使組織細(xì)胞溫度升高至有效治療溫度,并維持一定時(shí)間,達(dá)到加速癌細(xì)胞壞死,導(dǎo)致細(xì)胞功能不可逆損傷或由于熱誘導(dǎo)使細(xì)胞對(duì)離子輻射和特定細(xì)胞藥物敏感,而正常細(xì)胞組織損傷較小的一種方法。但由于腫瘤的形狀與深度不一,加熱后腫瘤組織內(nèi)溫度分布不均勻一直是一難點(diǎn)；其次,當(dāng)腫瘤體積較大時(shí),難以殺死腫瘤邊緣的腫瘤細(xì)胞,從而導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)；另外,腫瘤熱療的有效安全溫度較窄,溫度過(guò)高容易損傷正常細(xì)胞,臨床治療時(shí)會(huì)引起患者的熱痛感。 腫瘤全身熱療是利用實(shí)體腫瘤的微血管及血流特點(diǎn),全身加溫時(shí)瘤體產(chǎn)生熱積聚,溫度高于周?chē)M織,破壞瘤體的微環(huán)境,以及損害瘤細(xì)胞細(xì)胞膜、抑制DNA、RNA等而直接殺滅腫瘤細(xì)胞,目前醫(yī)學(xué)上全身熱療方式主要有紅外線(xiàn)直接輻射和體外循環(huán)加熱等兩種方式,全身熱浴(水、蠟、空氣等)由于其副作用大、治療費(fèi)用高等問(wèn)題已經(jīng)漸漸被淘汰。 近年來(lái)超聲波介導(dǎo)的藥物或基因靶向治療技術(shù)由于其定位準(zhǔn)確、相對(duì)安全和操作簡(jiǎn)便得到關(guān)注。其機(jī)制包括超聲的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng),其非熱效應(yīng)包括空化效應(yīng)、輻射力和微射流。但有研究表明超聲在介導(dǎo)細(xì)胞增強(qiáng)攝入的過(guò)程中是熱效應(yīng)所致,并非非熱效應(yīng)。從本研究第二部分脈沖式高強(qiáng)度聚焦超聲(pHIFU)生物學(xué)效應(yīng)研究中我們通過(guò)SEM(掃描電鏡)發(fā)現(xiàn),治療后的細(xì)胞表面絨毛變稀、變短、變粗甚至消失,細(xì)胞表面可見(jiàn)多個(gè)寬大的孔,故我們擬研究溫?zé)釋?duì)細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)以更好地理解和詮釋超聲溫?zé)嵝?yīng)在介導(dǎo)藥物或基因治療的機(jī)理。 目的 探討不同溫度、不同治療時(shí)間對(duì)體外培養(yǎng)的人乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231)的形態(tài)學(xué)變化、細(xì)胞膜通透性改變、增殖、生存以及遷移能力的影響,探討其在增強(qiáng)抗腫瘤化療藥物療效中應(yīng)用價(jià)值、機(jī)理及安全性。 方法 MDA-MB-231細(xì)胞接種于8孔腔室玻片里,分別用43℃,45℃,50℃水浴治療3分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘,用臺(tái)盼藍(lán)染色,測(cè)定其細(xì)胞存活率；MDA-MB-231細(xì)胞接種于8孔腔室玻片里,5uM calcein加入8孔腔內(nèi),用43℃,45℃,50℃水浴分別治療3分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘,熒光顯微鏡觀(guān)察細(xì)胞攝取鈣黃綠素(calcein)檢測(cè)細(xì)胞膜的通透性并用酶標(biāo)檢測(cè)儀測(cè)定其吸光值；細(xì)胞接種于6孔板內(nèi),分別分別用43℃,45℃,50℃水浴治療3分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘,用200u1槍頭劃痕后,分別即時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)、36小時(shí)、48小時(shí)拍照,檢測(cè)其遷移能力變化；將5×7mm硅片粘在8孔腔室底部,70%乙醇浸泡20分鐘后紫外線(xiàn)消毒1小時(shí),接種MDA-MB-231細(xì)胞于其內(nèi),分別用43℃,45℃,50℃水浴治療3分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘,梯度脫水、干燥和噴金后,SEM(掃描電鏡)觀(guān)察其形態(tài)學(xué)變化；細(xì)胞接種于96孔板內(nèi),紫杉醇、秋水仙堿不同濃度梯度下分四組(對(duì)照組,溫?zé)峤M,藥物組,溫?zé)峒铀幬锝M),45℃15分鐘治療后分別一天、兩天、三天MTT法測(cè)定細(xì)胞存活率,評(píng)價(jià)其療效。 結(jié)果 1、溫?zé)釋?duì)乳腺癌細(xì)胞增殖和存活的影響與溫度及治療時(shí)間呈正相關(guān)。在一定的時(shí)間下,其溫度越高,生物學(xué)效應(yīng)越明顯,細(xì)胞死亡率也相應(yīng)增加；在一定時(shí)間內(nèi),溫?zé)嶂委煏r(shí)間越長(zhǎng),其生物學(xué)效應(yīng)越明顯,但43℃治療其細(xì)胞存活率與治療時(shí)間無(wú)明顯關(guān)系。 2、用image J軟件分析劃痕實(shí)驗(yàn)圖像,結(jié)果示治療后細(xì)胞遷移能力明顯下降。 3、細(xì)胞表面形態(tài)改變(SEM):示細(xì)胞形態(tài)和溫度及時(shí)間呈正相關(guān),隨著溫度增高,時(shí)間延長(zhǎng),細(xì)胞表面的絨毛呈現(xiàn)變粗、變短,甚至消失,表面出現(xiàn)較大的孔。 4、細(xì)胞毒和增殖抑制試驗(yàn)(MTT法)示熱效應(yīng)與藥物治療及對(duì)照均有明顯差異,熱效應(yīng)加藥物治療在治療第三天與單熱效應(yīng)治療效果有顯著差異。 結(jié)論 我們的結(jié)果說(shuō)明溫?zé)嶂委熆梢栽黾蛹?xì)胞膜的通透性和細(xì)胞的攝入能力,降低細(xì)胞的遷移能力,溫?zé)崧?lián)合化療可以提高化療藥物的細(xì)胞毒性,有可能成為改善HIFU.射頻和微波治療腫瘤過(guò)程中防止腫瘤復(fù)發(fā)的一種安全有效的新策略,為后續(xù)研究pHIFU熱療提供方法學(xué)基礎(chǔ)及理論依據(jù),為進(jìn)一步體內(nèi)實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。 第四部分脈沖式海扶(pHIFU)熱療生物學(xué)效應(yīng)：腫瘤靶向藥物釋放的機(jī)理及生物安全性體外研究 研究背景 近年來(lái),超聲在腫瘤治療中的作用已成為新的研究熱點(diǎn),如腫瘤的高強(qiáng)度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound,HIFU)。HIFU具有聚焦性高、組織穿透力強(qiáng)、指向性好、可體外聚焦等優(yōu)點(diǎn),其通過(guò)一定形式的超聲聚焦換能器、單元換能器或多元換能器陣將體外低能量的超聲波穿過(guò)皮膚匯聚于體內(nèi)腫瘤靶區(qū),焦點(diǎn)區(qū)高能量超聲波產(chǎn)生高溫效應(yīng)、空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等,瞬間達(dá)到70。C-90℃以上,導(dǎo)致靶區(qū)腫瘤組織蛋白質(zhì)凝固性壞死或產(chǎn)生直接的細(xì)胞毒作用,對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用,造成腫瘤組織破壞而對(duì)鄰近組織則極少或不產(chǎn)生損傷,故已被廣泛應(yīng)用于臨床腫瘤及非腫瘤疾病的治療,盡管高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)可以實(shí)現(xiàn)熱消融治療腫瘤,但高能聚焦超聲治療腫瘤的主要原理是升溫作用,由于它所產(chǎn)生的局部高溫不易控制,而且對(duì)腫瘤深部的溫度不易測(cè)量。在熱導(dǎo)向的腫瘤藥物靶向治療中,需要對(duì)靶部位加熱至某一特定溫度,在靶部位形成較高的藥物濃度,對(duì)周?chē)哪[瘤細(xì)胞產(chǎn)生較強(qiáng)的殺傷作用,從而達(dá)到局部化療的作用,避免對(duì)正常細(xì)胞的損害。目前醫(yī)學(xué)上全身熱療方式主要有紅外線(xiàn)直接輻射和體外循環(huán)加熱等兩種方式,全身熱浴(水、蠟、空氣等)由于其副作用大、治療費(fèi)用高等問(wèn)題已經(jīng)漸漸被淘汰,與傳統(tǒng)的熱療相比,脈沖式聚焦超聲(pulsed high intensity focused ultrasound, pHIFU)(?)臺(tái)療具有許多優(yōu)點(diǎn)：可以產(chǎn)生非連續(xù)性能量沉積,從而降低暫時(shí)的平均強(qiáng)度并產(chǎn)生輕微的溫度升高,短的脈沖和較短的工作周期(duty cycles)可以產(chǎn)生只有4℃-5℃的溫度升高,從而被用于非侵害性增強(qiáng)大分子腫瘤局部釋放,改善治療療效；聲束聚焦使超聲波可以深入人體,實(shí)現(xiàn)對(duì)深部病變組織的治療；小的治療焦斑使高精度治療成為可能,從而避免正常組織受到損傷；由于脈沖式聚焦超聲治療時(shí)間短,因而大大提高了治療效率；其次是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)高度發(fā)展,為把聚焦超聲能量準(zhǔn)確投向靶組織并及時(shí)反饋靶組織經(jīng)超聲聚焦處理后的變化信息,提供了充分的現(xiàn)實(shí)可能性。 超聲促進(jìn)藥物釋放最初是從超聲透皮給藥治療關(guān)節(jié)炎開(kāi)始,從那開(kāi)始,超聲透皮給藥有了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái),已經(jīng)有大量的臨床前研究在探討超聲在增強(qiáng)抗腫瘤藥物的療效中應(yīng)用,在大多數(shù)這樣的研究中超聲誘導(dǎo)高熱既可以直接治療小的局限性的腫瘤,又可以作為輔助治療增加放療和化療的療效,但超聲增強(qiáng)化療療效的確切機(jī)制目前還不清楚。 目的 探討不同聲壓的脈沖式高強(qiáng)度聚焦超聲(pulsed high intensity focused ultrasound,pHIFU)對(duì)體外培養(yǎng)的人MDA-MB-231細(xì)胞、MIA-Paca2細(xì)胞、U87細(xì)胞、SAOS-2細(xì)胞骨架改變,并選用乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231)進(jìn)一步研究其形態(tài)學(xué)變化、增殖、生存以及遷移能力的影響、探討其在增強(qiáng)抗腫瘤化療藥物療效中應(yīng)用價(jià)值、機(jī)理及安全性。 方法 MDA-MB-231細(xì)胞接種于8孔腔室玻片內(nèi),探頭頻率為1MHz,聲壓分別為1Mpa、3Mpa、5Mpa以及7Mpa分別輻照3分鐘,聚焦面積1.1mm×5mm,空占比為25%,對(duì)照組置于同樣治療條件下,但未用超聲輻照。用胎盤(pán)藍(lán)染色測(cè)定細(xì)胞存活率；用掃描電鏡(Scanning electron microscope, SEM)觀(guān)察細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化；活細(xì)胞共聚焦顯微鏡(disk spining unit, DSU)觀(guān)察治療后細(xì)胞遷移能力變化。細(xì)胞接種于96孔板內(nèi),紫杉醇、秋水仙堿不同濃度梯度下分四組(對(duì)照組,脈沖式海伏熱療組,藥物組,脈沖式海伏熱療加藥物組),5Mpa分別輻照3分鐘治療后24小時(shí)MTT法測(cè)定細(xì)胞存活率,評(píng)價(jià)其療效。 MDA-MB-231細(xì)胞、MIA-Paca2細(xì)胞、U87細(xì)胞、SAOS-2細(xì)胞接種于8孔腔室玻片內(nèi),探頭頻率為1MHz,聲壓分別為1Mpa、3Mpa、5Mpa以及7Mpa分別輻照3分鐘,聚焦面積1.1mm×5mm,空占比為25%,對(duì)照組置于同樣治療條件下,但未用超聲輻照,激光共聚焦顯微鏡觀(guān)察細(xì)胞骨架改變。 結(jié)果 1、pHIFU對(duì)乳腺癌細(xì)胞增殖和存活的影響與pHIFU的聲壓強(qiáng)度成正相關(guān)。其細(xì)胞存活率在不同聲壓治療后分別為對(duì)照組為93.7%±4.15;1MHz:90.17%±9.79;3MHz為：85.0%±6.84;5MHz為：76.2%±3.67和7MHz為61.65%±0.2,說(shuō)明在一定的時(shí)間下,其聲壓強(qiáng)度越大,生物學(xué)效應(yīng)越明顯,細(xì)胞死亡率也相應(yīng)增加。 2、SEM示細(xì)胞形態(tài)學(xué)與超聲聲壓強(qiáng)度呈正相關(guān),隨著超聲聲壓的加大,細(xì)胞表面的絨毛呈現(xiàn)變稀、變粗、變短,甚至消失,表面出現(xiàn)較大的孔。 3、激光共聚焦顯微鏡示隨著超聲聲壓的加大,細(xì)胞內(nèi)微管、微絲呈現(xiàn)增粗、靠邊現(xiàn)象,細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變。 4、活細(xì)胞共聚焦成像系統(tǒng)(DSU)顯示超聲輻照后細(xì)胞活動(dòng)能力明顯降低。 5、在常溫條件下超聲輻照治療3分鐘后24小時(shí),紫杉醇和秋水仙堿單藥組與單1MHz pHIFU及藥加1MHz超聲輻照組相比對(duì)MDA-MB-231細(xì)胞的抑制率無(wú)明顯差異,p值0.05；單藥組和5MHz單超聲輻照組及藥加1MHz超聲輻照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,p值0.05；藥物加超聲輻照組(5Mpa)和對(duì)照組相比具有顯著性差異,其中PTX和PTX加pHIFU組p值0.001；COL和COL加pHIFU組p值0.01。 結(jié)論 pHIFU可以增加細(xì)胞膜的通透性,降低細(xì)胞的遷移能力和增殖能力,可以作為藥物或載體控釋手段定位增加病變部位溫度,而正常組織不會(huì)受到損傷,從而增加化療藥物敏感性,抑制腫瘤轉(zhuǎn)移能力,為后續(xù)進(jìn)一步體內(nèi)實(shí)驗(yàn)提供方法學(xué)基礎(chǔ),為進(jìn)一步研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超聲熱療設(shè)備提供其生物學(xué)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：R735.37

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2417262