研究背景： 高強(qiáng)度聚焦超聲（high intensity focused ultrasound，HIFU）作為一種新興的非侵入性腫瘤治療方式，近年來(lái)已廣泛應(yīng)用于多種良惡性實(shí)體腫瘤的臨床治療，并取得了良好的效果。正因?yàn)镠IFU治療的無(wú)創(chuàng)性，如何準(zhǔn)確的監(jiān)控治療過(guò)程、評(píng)價(jià)治療效果就成為了HIFU治療中的關(guān)鍵問(wèn)題。臨床上可用于HIFU治療監(jiān)控方式主要有：US(ultra-sonography，超聲波檢查)、MRI（Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像）和CT（computed tomography，計(jì)算機(jī)斷層掃描）。CT具有較強(qiáng)的圖像對(duì)比度和組織分辨率，但是因電離輻射對(duì)人體傷害大，故臨床很少采用。MRI圖像對(duì)比度鮮明、空間分辨力高、無(wú)電離輻射，且不影響HIFU治療聲場(chǎng)，但其同時(shí)具有斷面固定不夠靈活，成像速度慢不易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控成像等不易克服的缺點(diǎn)，使臨床應(yīng)用受到一定限制。相較之下，US成像靈活、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、價(jià)格低廉、無(wú)電離輻射且易與消融設(shè)備機(jī)械兼容，故成為目前臨床應(yīng)用最為廣泛且極具潛力的監(jiān)控評(píng)價(jià)手段。 US引導(dǎo)HIFU治療也有一定的局限性，目前治療中普遍采用聲像圖灰度變化評(píng)價(jià)組織的凝固性壞死，即看到超聲圖像上出現(xiàn)強(qiáng)回聲即刻停止輻照。以往的連續(xù)波HIFU輻照過(guò)程中常發(fā)生有凝固性壞死而看不到灰度變化的情況，因此造成輻照時(shí)間延長(zhǎng)，投放劑量過(guò)大，增加并發(fā)癥發(fā)生率，降低了HIFU治療的安全性。用脈沖波HIFU輻照時(shí)，艾慧堅(jiān)等的研究顯示，在高功率（500w）、低占空比（1%—4%）的PHIFU輻照下，聲像圖灰度不僅不會(huì)增加，反而出現(xiàn)灰度值降低的情況。那么超聲監(jiān)控方法是否能夠準(zhǔn)確反映組織損傷、可否用于PHIFU治療的監(jiān)控與評(píng)價(jià)？本實(shí)驗(yàn)擬通過(guò)對(duì)照聲像圖灰度改變和相關(guān)函數(shù)分析這兩種超聲監(jiān)控方法，探討PHIFU治療的有效監(jiān)控方式，為PHIFU的研究和應(yīng)用于臨床提供依據(jù)。 目的： （1）探討PHIFU輻照后，聲像圖灰度和相關(guān)函數(shù)分析這兩種方法判斷靶區(qū)凝固性壞死的準(zhǔn)確性，提高PHIFU治療中超聲判斷組織壞死的靈敏度。 （2）探討離體灌注豬肝組織存在流體影響下，PHIFU輻照后聲像圖灰度和相關(guān)函數(shù)分析這兩種方法判斷靶區(qū)凝固性壞死的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。 材料和方法: （1）新鮮離體牛肝，浸泡于0.9%NS中，脫氣后待用。采用定點(diǎn)輻照的方式，按治療劑量設(shè)定為A組（2000J）和B組（1440J），A、B兩組再根據(jù)占空比不同分為A1組：100w連續(xù)波輻照20s；A2組：輸出功率100w占空比50%的脈沖波輻照40s；A3組：輸出功率100w占空比40%的脈沖波輻照50s；B1組：120w連續(xù)波輻照12s；B2組：輸出功率120w占空比50%的脈沖波輻照24s；B3組：輸出功率120w占空比40%的脈沖波輻照20s。統(tǒng)計(jì)各組輻照后聲像圖灰度變化情況，并對(duì)輻照前后圖像進(jìn)行相關(guān)函數(shù)分析，以病理檢查結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，比較聲像圖灰度與相關(guān)函數(shù)二者判斷凝固性壞死的靈敏度。 （2）建立離體灌注豬肝模型，在離體灌注豬肝組織中進(jìn)行定點(diǎn)輻照。投放劑量均為640J，系統(tǒng)設(shè)定功率80w，脈沖周期/重復(fù)頻率10ms/100Hz，設(shè)A、B兩個(gè)輻照組，A組為持續(xù)灌注條件下輻照，B組為停止灌注5min后輻照，其余輻照條件與A組相同。每組再分出3個(gè)小組，每小組30個(gè)輻照點(diǎn)：A1、 B1組：連續(xù)波輻照8s；A2、B2組：占空比50%的脈沖波輻照16s；A3、B3組：占空比40%的脈沖波輻照20s。統(tǒng)計(jì)各組輻照后聲像圖灰度變化情況，并對(duì)輻照前后圖像進(jìn)行相關(guān)函數(shù)分析，以病理檢查結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，比較聲像圖灰度與相關(guān)函數(shù)二者判斷凝固性壞死的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。 結(jié)果 第一部分各組治療參數(shù)下每組25個(gè)點(diǎn)，共150個(gè)輻照點(diǎn)，牛肝組織均發(fā)生了明確的凝固性壞死。連續(xù)波輻照后超聲圖像灰度出現(xiàn)明顯變化的概率分別為A1組76%，B1組92%，灰度差值不服從正態(tài)分布，A1組灰度差值中位數(shù)47（89-25），B1組灰度差值中位數(shù)66（87-41）；A2、A3、B2、B3各組PHIFU輻照后超聲圖像灰度明顯增強(qiáng)的概率都僅為50%左右，灰度差值中位數(shù)22.5（46-9），其中6例灰度值增加值為負(fù)值。脈沖波組與連續(xù)波組灰度差值相比，其差異有顯著性（Z=-5.361，p=0.000）�？梢�(jiàn)利用聲像圖灰度來(lái)判斷PHIFU造成的凝固性壞死靈敏度較低，且灰度值增加不明顯，肉眼識(shí)別有一定困難，容易造成判斷錯(cuò)誤。相關(guān)函數(shù)法判斷連續(xù)波造成組織損傷的概率分別為A1組92%和B1組88%；而判斷各組PHIFU造成組織損傷的概率也均可達(dá)80%以上。綜合以上數(shù)據(jù)，對(duì)連續(xù)波組，相關(guān)函數(shù)法的判對(duì)率（90%）略高于灰度變化法（84%）。而對(duì)脈沖波組，在不同能量、不同占空比條件下，依靠聲像圖灰度判斷組織損傷判對(duì)率均較低（51%），相關(guān)函數(shù)法判對(duì)率（85%）明顯高于灰度變化法，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ~2=26.422，P=0.000）。表明在判斷PHIFU造成的損傷時(shí)相關(guān)函數(shù)法判對(duì)率明顯高于灰度變化，即相關(guān)函數(shù)法判斷PHIFU損傷的靈敏度相對(duì)較高。 第二部分每小組30個(gè)點(diǎn)，共180個(gè)輻照點(diǎn)。其中A1組發(fā)生壞死數(shù)為21，未發(fā)生壞死數(shù)為9；A2組發(fā)生壞死數(shù)為25，未發(fā)生壞死數(shù)為5；A3組發(fā)生壞死數(shù)為26，未發(fā)生壞死數(shù)為4；B1組發(fā)生壞死數(shù)為23，未發(fā)生壞死數(shù)為7，B2組發(fā)生壞死數(shù)為26，未發(fā)生壞死數(shù)為4；B3組發(fā)生壞死數(shù)為28，未發(fā)生壞死數(shù)為2。在持續(xù)灌注情況下，無(wú)論是連續(xù)波還是脈沖波輻照后，聲像圖灰度增強(qiáng)的概率都不足60%，無(wú)法準(zhǔn)確判定組織損傷情況，而相關(guān)函數(shù)分析判對(duì)率均可達(dá)到80%左右，說(shuō)明相關(guān)函數(shù)分析的準(zhǔn)確性高于聲像圖灰度判斷（p0.05）。且對(duì)比灌注條件下和非灌注條件下，相關(guān)函數(shù)分析的判對(duì)率和相關(guān)函數(shù)最大值都不存在明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（p0.05），沒(méi)有因灌注流體而影響圖像紋理分析的準(zhǔn)確性。說(shuō)明相關(guān)函數(shù)分析判斷組織損傷不僅準(zhǔn)確率和敏感性較高，且不易受流體影響，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。 結(jié)論 聲像圖灰度變化判定PHIFU輻照損傷準(zhǔn)確率較低，應(yīng)用較為困難，相關(guān)函數(shù)分析能夠更為準(zhǔn)確、靈敏的判斷PHIFU所致的組織損傷。在持續(xù)灌注條件下，相關(guān)函數(shù)法判斷PHIFU損傷的準(zhǔn)確性仍舊高于聲像圖灰度變化，且其準(zhǔn)確性沒(méi)有明顯受到流體影響，能夠較為穩(wěn)定且準(zhǔn)確的反映組織損傷情況。
【學(xué)位單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類(lèi)】：R445.1
【部分圖文】：

JC200型聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖

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【參考文獻(xiàn)】

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