本文關(guān)鍵詞：空化效應(yīng)和血流對脈沖HIFU消融治療的影響

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【摘要】：研究背景高強(qiáng)度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound, HIFU)i乍為一種非侵入性方法已應(yīng)用于臨床治療。HIFU根據(jù)超聲波的發(fā)射方式可分為連續(xù)波高強(qiáng)度聚焦超聲(Continuous-wave High Intensity Focused Ultrasound, CHIFU)和脈沖波高強(qiáng)度聚焦超聲(Pulsed-wave High Intensity Focused Ultrasound, PHIFU)。 CHIFU主要是利用熱效應(yīng)消融靶組織,導(dǎo)致局部出現(xiàn)凝固性壞死而達(dá)到治療效果。但長時(shí)間的連續(xù)波輻照不可避免地會造成聲通道能量的沉積,導(dǎo)致聲通道組織損傷,甚至出現(xiàn)嚴(yán)重皮膚燒傷。PHIFU輻照中的輻照間歇時(shí)間長,可以降低聲通道能量的累積,從而減少聲通道組織的損傷和HIFU副作用。本課題應(yīng)用臨床HIFU腫瘤治療設(shè)備,利用高速攝像系統(tǒng)、被動空化監(jiān)測系統(tǒng)(Passive Cavitation Detection, PCD)、熱電偶測溫和超聲影像監(jiān)控等研究方法,主要探討空化效應(yīng)在PHIFU消融治療中的作用和血流對PHIFU消融的影響,為PHIFU的臨床應(yīng)用提供可靠的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。目的1.探討空化效應(yīng)在PHIFFU消融牛眼晶狀體中的作用；2.探討血流對PHIFU消融離體灌注肝臟的影響。方法1.空化效應(yīng)在脈沖HIFU消融牛眼晶狀體中的作用實(shí)驗(yàn)材料：由屠宰場提供的新鮮牛眼,實(shí)驗(yàn)時(shí)剝離晶狀體后待用。實(shí)驗(yàn)方法：(1)將牛眼晶狀體隨機(jī)分為PHIFU組(實(shí)驗(yàn)組)和CHIFU組(對照組),分別接受總輻照劑量完全相同的脈沖和連續(xù)HIFU定點(diǎn)輻照,脈沖重復(fù)頻率為4Hz。根據(jù)輻照參數(shù)不同,本部分研究有以下兩個(gè)方面：①對照組和實(shí)驗(yàn)組總輻照劑量和聲功率相同,實(shí)驗(yàn)組的輻照時(shí)間是根據(jù)占空比的變化設(shè)置的,具體分組和輻照參數(shù)(聲功率/占空比/輻照時(shí)間)如下：對照組(500W/100%/1s),實(shí)驗(yàn)組1(500W/50%/2s),實(shí)驗(yàn)組2(500W/20%/5s),實(shí)驗(yàn)組3(500W/10%/10s)。②對照組和實(shí)驗(yàn)組總輻照劑量和輻照時(shí)間相同,實(shí)驗(yàn)組的聲功率是根據(jù)占空比的變化設(shè)置的,具體分組和輻照參數(shù)(聲功率/占空比/輻照時(shí)間)如下：對照組(60W/100%/8s),實(shí)驗(yàn)組1(120W/50%/8s),實(shí)驗(yàn)組2(240W/25%/8s),實(shí)驗(yàn)組3(500W/12%/8s)。(2) HIFU輻照各組牛眼晶狀體時(shí),使用高速攝像系統(tǒng)記錄輻照過程中凝固性壞死的形成過程,被動空化檢測系統(tǒng)采集空化信號。每個(gè)參數(shù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)20次。根據(jù)高速攝像記錄的圖像,對凝固性壞死的區(qū)域進(jìn)行測量并計(jì)算體積,分析各組致凝固性壞死所需時(shí)間、體積增長趨勢及其與空化效應(yīng)的關(guān)系。2.血流對PHIFU輻照離體灌注肝臟的影響實(shí)驗(yàn)材料：使用屠宰場提供的新鮮豬肝,建立離體豬肝再灌注模型,達(dá)到灌注要求后待用。實(shí)驗(yàn)方法：(1)將再灌注豬肝隨機(jī)分為灌流組(實(shí)驗(yàn)組)和非灌流組(對照組),分別接受CHIFU和PHIFU定點(diǎn)輻照,脈沖重復(fù)頻率為100Hz,輻照深度25mm,每一種輻照參數(shù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次。根據(jù)輻照參數(shù)不同,本部分研究有以下兩個(gè)方面：①實(shí)驗(yàn)A：CHIFU和PHIFU總輻照劑量和聲功率相同,PHIFU的輻照時(shí)間是根據(jù)占空比的變化設(shè)置的,具體參數(shù)(聲功率/占空比/輻照時(shí)間)如下：CHIFU輻照(200W/100%/1Os),PHIFU輻照1(200W/50%/20s),PHIFU輻照2(200W/20%/50s),PHIFU輻照3(200W/10%/100s)。②CHIFU和PHIFU總輻照劑量和輻照時(shí)間相同,PHIFU的聲功率是根據(jù)占空比的變化設(shè)置的,具體輻照參數(shù)(聲功率/占空比/輻照時(shí)間)如下：CHIFU輻照(60W/100%/30s),PHIFU輻照1(120W/50%/30s),PHIFU輻照2(240W/25%/30s),PHIFU輻照3(500W/12%/30s)。(2) HIFU輻照中采集各組的空化信號,熱電偶測量靶區(qū)溫度,輻照后即刻采集B超聲像圖,與輻照前的聲像圖進(jìn)行比較,測量灰度增強(qiáng)值。輻照結(jié)束后,立即切開肝組織,找到靶區(qū)凝固性壞死的最大縱截面,測量損傷情況,計(jì)算凝固性壞死體積,取壞死與正常組織交界處組織塊送病理學(xué)檢查。結(jié)果1、在相同輻照劑量和聲功率下,HOFU消融離體牛眼晶狀體,CHIFU組凝固性壞死出現(xiàn)最快。PHIFU輻照時(shí),占空比的大小可影響凝固性壞死的出現(xiàn)時(shí)間,占空比越小,壞死出現(xiàn)越慢,當(dāng)占空比為10%時(shí),PHIFU所致凝固性壞死出現(xiàn)所需時(shí)間明顯延長(P0.01),壞死體積明顯減小(P0.01)。HIFU輻照過程中,CHIFU組和PHIFU組均檢測到寬帶噪聲,占空比越大,其RMS幅值越大。2、在相同輻照劑量和輻照時(shí)間下,HIFU消融離體牛眼晶狀體,聲功率的高低可影響凝固性壞死的出現(xiàn)時(shí)間,聲功率越大,壞死出現(xiàn)越快,當(dāng)聲功率為500W時(shí),PHIFU所致凝固性壞死出現(xiàn)所需時(shí)間明顯縮短(P0.01),壞死體積明顯增大(P0.01)。HIFU輻照過程中,CHIFU組未檢測到寬帶噪聲,PHIFU各組均檢測到寬帶噪聲,聲功率越大,其RMS幅值越大。3、在相同輻照參數(shù)下,灌流組CHIFU和PHIFU輻照后所致靶區(qū)B超灰度增加、強(qiáng)回聲區(qū)域面積、靶區(qū)溫度和損傷體積均明顯小于非灌流組,兩組差異有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。4、在相同總輻照劑量下,PHIFU輻照所致凝固性壞死體積明顯大于CHIFU輻照。當(dāng)總輻照劑量和聲功率相同時(shí),占空比的大小能明顯影響肝臟凝固性壞死的體積和空化效應(yīng)強(qiáng)度；當(dāng)總輻照劑量和輻照時(shí)間相同時(shí),聲功率的高低可影響凝固性壞死的體積和空化效應(yīng)強(qiáng)度。結(jié)論1、在相同總輻照劑量下,PHIFU輻照所致凝固性壞死體積明顯大于CHIFU輻照。2、血流能明顯影響CHIFU和PHIFU消融肝臟的效果。在相同HIFU參數(shù)下,灌流組靶區(qū)凝固性壞死體積、升溫和空化程度均弱于非灌流組。3、當(dāng)總輻照劑量和聲功率相同時(shí),占空比的變化能明顯影響凝固性壞死的體積和空化強(qiáng)度；當(dāng)總輻照劑量和輻照時(shí)間相同時(shí),聲功率的變化可影響凝固性壞死的體積和空化效應(yīng)強(qiáng)度。4、通過調(diào)節(jié)HIFU占空比和聲功率,改變靶區(qū)空化效應(yīng)強(qiáng)度,從而影響組織損傷體積。
【關(guān)鍵詞】：脈沖高強(qiáng)度聚焦超聲 凝固性壞死 空化效應(yīng) 眼晶狀體 肝臟
【學(xué)位授予單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R730.5
【目錄】：

• 英漢縮略語名詞對照5-6
• 中文摘要6-11
• 英文摘要11-17
• 前言17-19
• 第一部分 ：空化效應(yīng)在脈沖HIFU消融牛眼晶狀體中的作用19-34
• 1 材料和方法19-23
• 2 結(jié)果23-31
• 3 討論31-33
• 4 小結(jié)33-34
• 第二部分 ：血流對脈沖HIFU消融離體灌注肝臟的影響34-56
• 1 材料與方法34-38
• 2 結(jié)果38-52
• 3 討論52-55
• 4 小結(jié)55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 全文總結(jié)61-62
• 文獻(xiàn)綜述62-69
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

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