高强度聚焦超声形成生物学焦域的剂量学研究

目的 研究辐照剂量对高强度聚焦超声生物学焦域形状、大小的影响 ,探讨高强度聚焦超声 (highintensityfo cusedultrasound ,HIFU)形成生物学焦域的剂量学。方法 运用JC A型Haifu聚焦超声肿瘤治疗系统 ,使用 1.6MHz、焦距12 0mm聚焦超声换能器 ,以 7× 10 3～ 2 7.7× 10 3W cm2 、辐照时间 1～ 2 0s的剂量定点辐照深度为 2 0mm的新鲜离体牛肝脏 ,辐照结束后沿凝固性坏死最大面剖开 ,测量生物学焦域的长、短轴和体积。结果 HIFU生物学焦域不等于声焦域。随着声强和辐照时间的增加 ,HIFU生物学焦域体积增加 ,其形态亦由椭圆体演变成圆锥体 ,且当声强增加时 ,圆锥体HIFU生物学焦域出现的更早。当声强一定 ,随着辐照时间的增加 ,HIFU生物学焦域形态指数 (K)逐渐减小。结论 辐照剂量影响HIFU生物学焦域的形状和大小 。

微泡造影剂与超声消融子宫肌瘤能效关系的研究

目的研究微泡造影剂对超声消融人子宫肌瘤能效因子的影响。方法因切除子宫肌瘤而的新鲜离体子宫20个,体外灌注造影剂与林格氏液混悬液,分为三组。浓度A组:微泡浓度2×10~8/ml;浓度B组:微泡浓度1×10~8/ml,对照组:单纯林格氏液。超声观察到肌瘤内部出现回声增强时,立即用聚焦超声肿瘤治疗系统以定点方式消融,消融深度分别为20 mm、30 mm及40 mm。超声消融结束后测量坏死区域体积,计算能效因子。结果浓度A组能效因子为(6.85±3.16)J/mm^3,浓度B组为(14.79±5.24)J/mm^3,对照组为(29.11±10.76)J/mm^3,三者依次增大,差异有统计学意义(P<0.01)。结论加入微泡造影剂后,消融单位体积子宫肌瘤组织所需能量明显降低。

高强度聚焦超声“切除”组织的剂量学研究

运用高强度聚焦超声（High intensity focused ultrasound．HIFU）技术完整切除组织块并确立相应的能效关系，从而进行HIFU剂量学研究。按照由生物学焦域（Biological focal region，BFR）→束损伤→片损伤→块损伤的治疗原则，使用ISATA为0～27700W／cm^2，扫描速度1～4mm／s，束损伤的空间间距5～10mm，片损伤的空间间距10～20mm，在离体牛肝组织中形成不同治疗深度的束损伤、片损伤和块损伤，从而实现完整切除组织块。并把形成单位体积凝固性坏死所需的HIFU超声能量叫做HIFU治疗的能效因子（Energy—efficiency factor．EEF），用EEF量化HIFU在组织内的能量存积。研究结果表明，在不同治疗深度处形成的束损伤的EEF随治疗深度的增加而增大。形成片损伤、块损伤的EEF远远小于在不同治疗深度处形成束损伤的EEF，且形成块损伤的EEF小于形成片损伤的EEF。形成片损伤、块损伤的EEF并不是不同治疗深度的束损伤的EEF、不同治疗层面的片损伤的EEF的简单叠加，它与一个已存在的损伤改变了组织声环境有关，提示可通过改变组织声环境来改变EEF。因此，用EEF来进行HIFU的剂量学研究是一个新思路。对一个固定的聚焦超声换能器，EEF除了与声功率、辐照时间、治疗深度、组织结构和功能状态有关外，另一个重要的影响因素是H1FU治疗过程中组织声环境的改变。

高强度聚焦超声与无水乙醇毁损腰交感神经节对犬后肢动脉闭塞病变影响的比较研究

目的:用无水乙醇和高强度聚焦超声(HIFU)阻滞后肢动脉闭塞犬腰交感神经节,比较两种处理方式对后肢皮肤温度、神经节形态结构及脊髓P物质影响的差异。方法:27只杂种犬制作后肢缺血模型,术后2周随机分为3组(各组n=9):对照组(A组),HIFU治疗组(B组),乙醇治疗组(C组)。A组不予处理,B组和C组分别用HIFU和无水乙醇阻滞腰交感神经节。各组在造模前、治疗前(造模后2周)、治疗后1周分别检测肢体皮肤温度、神经节形态结构及脊髓P物质含量的变化。结果:(1)三组造模后与造模前相比皮肤温度均显著降低(P<0.05),治疗后B、C两组回升。(2)镜下B组所有神经元细胞出现坏死;C组大部分神经元坏死。(3)SP免疫阳性反应物集中分布在脊髓背角I、Ⅱ层,造模后各组脊髓腰段SP的平均光密度(OD)值与造模前相比均显著升高(P<0.01),治疗后B、C两组脊髓腰段SP的OD值较治疗前显著降低(P<0.05),组间无显著差异(P>0.05),结论:高强度聚焦超声和无水乙醇均可有效阻滞腰交感神经节,两种方法在对后肢动脉闭塞犬后肢皮肤温度、脊髓P物质改变方面影响无显著差异,而HIFU对神经节破坏更彻底。

海藻酸钠凝胶对骨髓间充质干细胞生物学效应的初步研究

目的:初步探讨海藻酸钠凝胶对骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stemcells,bMSCs)的生物学效应。方法:将在海藻酸钠凝胶上培养的细胞设为实验组,在塑料培养板上的细胞设为对照组。以MTT法检测细胞在两种材料上的增殖;采用甲苯胺蓝染色观察细胞在凝胶上的生长形态;RT-PCR检测bMSCs生长6天后的成骨相关基因。结果:两组的bMSCs均能迅速贴附、铺展进入增殖期;在实验组,细胞成集落样生长较明显,且形态发生改变,伸出较多的伪足,细胞间接触更为紧密;培养至第6天,进行成骨相关基因检测,发现对照组和实验组均有I型胶原和碱性磷酸酶表达,但它们在实验组的表达量高于对照组;同时,实验组骨连接蛋白为阳性表达,而对照组为阴性。结论:bMSCs可能具有自发向成骨细胞分化的趋势;海藻酸钠凝胶具有促进干细胞向成骨细胞分化的生物学活性。提示海藻酸钠凝胶可能是比较适合的骨组织工程支架材料。

低强度脉冲超声波促进皮肤成纤维细胞增殖的实验研究

目的:研究不同辐照参数(频率、声强、辐照时间)低强度脉冲超声波(LIPUS)对成纤维细胞增殖的影响。方法:采用MTT法测定频率1MHz、1.2MHz、1.7MHz,每一频率下四种声强的LIPUS,同一声强分别辐照5min、10min、15min、20min和30min体外培养的人真皮成纤维细胞24h后的生长增殖情况,筛选出促进成纤维细胞生长的最适宜频率、声强和辐照时间。结果:①在MTT法测定细胞活性中三种频率(1MHz、1.2MHz、1.7MHz),每一频率下四种声强的LIPUS辐照成纤维细胞5min,24h后吸光光度值均增加,辐照成纤维细胞10min,24h后吸光光度值增加最高,较对照组都有显著性差异(P<0.01)。超过一定辐照时间后,吸光光度值下降,且随着辐照时间的延长,吸光光度值下降显著。②频率1MHz、声强0.1W/cm2、辐照时间10min下的细胞相对成活率最高,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01)。结论:不同频率、不同声强的LIPUS辐照一定时间均能促进人真皮成纤维细胞增殖,超过一定辐照时间则会抑制细胞生长。而频率1MHz、声强0.1W/cm2、辐照时间10min为促进成纤维细胞增殖较为适宜的辐照参数。

聚焦超声和药物治疗外阴皮肤黏膜上皮内非瘤样病变疗效的随机对照研究

目的观察比较聚焦超声与药物治疗外阴肤黏膜上皮内非瘤样病变临床疗效。方法选取我院经病理确诊为外阴皮肤黏膜上皮内非瘤样病变患者56例,将其随机分成聚焦超声治疗组和药物治疗组,每组各28例,比较两组患者临床疗效及的变化规律。结果 53例患者完成本研究治疗及随访计划。3个月后超声治疗组治愈率42.9%,有效率96.4%;药物治疗组治愈率12.0%,有效率88.0%,两组临床疗效比较差异有统计学意义(P<0.05)。超声治疗组显效时间早、维持时间长于药物治疗组,且人时复发率为14.3%,低于药物治疗组(22.4%),但差异无统计学意义。结论聚焦超声治疗外阴皮肤黏膜上皮内非瘤样白色病变的疗效较药物治疗效果好、维持时间长、复发率低。

超声、MRI动态评价恒河猴子宫变化的实验研究

目的:研究生殖季节和非生殖季节恒河猴正常子宫超声及MRI特征。材料和方法:用超声、MRI比较研究1 6只雌性恒河猴在生殖季节和非生殖季节子宫各径线值、体积以及影像学特征,并与剖腹直视下比较。结果:恒河猴子宫的各径线值、体积以及影像学特征随生殖季节变化明显;超声、MRI测定恒河猴子宫各径线值和体积呈线性相关,两种影像学方法的测量值与直视下测定值统计学分析无显著性差异(P >0 .0 5)。结论:超声、MRI能准确反映恒河猴子宫大小及影像学特征,可作为恒河猴生殖生理研究的一种有效评价手段。

高强度聚焦超声阻滞犬腰交感神经节的实验研究

目的不同剂量高强度聚焦超声(HIFU)作用于犬腰交感神经节,观察犬行为学、神经节及其临近组织的变化,为HIFU用于腰交感神经兴奋所致慢性疼痛疾病的治疗提供实验依据。方法手术标记犬左侧腰交感神经节后,以5种不同的HIFU剂量(强度×时间)体外辐照犬腰交感神经节,然后分别于处理前、后7d观察犬行为学、神经节及其临近组织的病理变化。结果50w×400s组和100w×350s组处理前、后各指标无显著变化;150w×300s组处理后行为学无明显改变,神经节破坏彻底,血流率增加显著,差异有统计学意义(P<0.05),但生殖股神经损伤较严重,镜下见明显的细胞坏死征象,细胞轮廓尚存,细胞结构不清;200w×250s组和250w×200s组神经节破坏不彻底,血流率(L/R)增加不显著,生殖股神经损伤较轻,镜下见髓鞘分层,轴突空泡、变性,细胞器结构完整但皮肤明显灼伤。结论HIFU可以实现体外彻底阻断犬腰交感神经节传导,在有效阻滞剂量下可能对神经节旁的生殖股神经造成一定的损伤,而对超声通道内及焦点旁的血管、肌肉、脊神经、脊髓等组织无严重影响。

高强度聚焦超声辐照兔肌肉组织后B超灰度值与坏死体积的相关性研究

目的探讨高强度聚焦超声辐照兔腿部肌肉后,其坏死体积与B超灰度值变化的关系。方法将05只新西兰大白兔按辐照时间分为0 s1、8 s3、0 s、40 s、50 s6、0 s7、0 s8、0 s、90 s1、00 s共10个组;治疗参数为功率140 W、频率0.8 MHz、焦距126 mm、治疗头直径150 mm;监测辐照过程中B超灰度值变化,治疗24 h后解剖兔腿部肌肉,观察其坏死情况。结果随着辐照时间的延长,B超灰度值逐渐增加,坏死体积也逐渐增加,差异具有显著性(P<0.01),坏死体积与灰度值呈正相关,r为0.982;当灰度值达到54.25±3.60时,坏死体积达(3.01±0.5)ml,此后随着B超灰度值的增加,坏死体积变化不明显(P>0.05),且灰度值达73.08以上时会出现HIFU辐照过量,甚至碳化现象。结论进行HIFU治疗时,B超灰度值与组织坏死体积之间存在一定的相关性,当灰度达到一定值时,组织坏死体积会达到饱和。

聚焦超声手术钳对肝脏损伤模式的初步研究

目的:观察聚焦超声手术钳(Focused ultrasound surgical clamp,FUSC)对离体肝脏的损伤模式。方法:FUSC由固定钳状手柄上,中轴线重合,能产生2束方向相对应的聚焦超声波的2个超声换能器构成。在超声频率为1.6MHz,声强(ISPPA)12000W/cm2条件下,对厚度4～10cm离体牛肝进行双面连续扫描辐照后,记录牛肝达到贯通性凝固性坏死的辐照时间,测量离体牛肝凝固性坏死性状的形状和特征,观察组织病理学的变化。结果:FUSC对所有厚度的肝组织均能造成贯通的凝固性坏死。凝固性坏死的形状与FUSC的声场形态基本一致,长度为2.72～3.20cm,宽为1.44～1.80cm。在相同声功率下,随着牛肝厚度增加,造成靶区贯通性凝固性坏死的时间随之增加。结论:FUSC对离体牛肝进行辐照,能造成预定靶区肝组织的贯通性凝固性坏死。本实验为肝切除术提供了一种新的手术器械。

聚焦超声对人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤生物学特性的影响

目的:观察聚焦超声对人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤治疗作用及对治疗靶区边缘肿瘤组织生物学特性的影响。方法:32例人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤模型,不同剂量聚焦超声辐照后,不同时间观察荷瘤鼠的一般生命体征、瘤体生长情况。取辐照靶区及靶区边缘肿瘤组织,观察组织病理学及超微结构变化。原位末端标记法检测瘤细胞凋亡,免疫组化检测Bax、Bcl-2、PCNA及MMP-9的表达。结果:聚焦超声可明显抑制人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤的生长,随辐照剂量增加其抑制作用亦增强。病理组织学观察可见各治疗组靶区变性、坏死,核结构破坏。靶区边缘肿瘤细胞肿胀、排列疏松,电镜示线粒体肿胀,胞质空化泡形成,核结构变化不显著。TUNEL检测靶区边缘瘤组织凋亡细胞数目增多,免疫组化检测Bax表达上调,Bcl-2表达下调,PCNA及MMP-9蛋白表达减弱。结论:聚焦超声可明显破坏人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤细胞并抑制肿瘤生长,对辐照靶区边缘肿瘤细胞有促进凋亡作用,该过程可能与聚焦超声热效应激活线粒体介导的细胞凋亡信号通路有关。

具有生物学活性血管移植物的研究进展

实行血管外科手术治疗的病例中多需要血管移植物。目前,自体血管移植物缺乏,人造移植物则因不具备良好的生物活性而不能满足临床需要。利用组织工程可望构建有生物学活性的血管移植物。

高强度聚焦超声辐照胰腺后胰腺分泌功能变化研究

目的 探讨高强度聚焦超声 (HIFU)治疗对正常胰腺组织的影响 ,评价HIFU治疗胰腺癌的安全性和可行性。方法 5 4只实验猫随机分为三组 :对照组、小范围损伤组与大范围损伤组 ;应用HIFU治疗仪局部辐照胰腺 ,观察辐照后胰腺内外分泌功能的变化。结果 血糖在对照组及两HIFU组均出现不同程度的变化 ,但无显著性差异 (P >0 .0 5 ) ,组间亦无明显差异 (P >0 .0 5 ) ;淀粉酶在对照组及两HIFU组均出现不同程度的变化 ,在两HIFU组之间无显著性差异 (P >0 .0 5 ) ,但HIFU组与对照组之间在术后 3d开始存在显著性差异 (P <0 .0 5 ) ,术后 14d这种差异消失 (P >0 .0 5 ) ;CRP(C反应蛋白 )在三组中均出现升高的表现 ,在组内及组间均出现显著性差异 (P <0 .0 0 1)。结论 HIFU对胰腺组织的局部损伤并不引起胰腺内、外分泌功能的明显变化 ,HIFU辐照胰腺组织是安全和可行的 ,该技术将为临床无创治疗胰腺癌提供基础数据。

聚焦超声手术钳联合声诺维辅助肝部分切除术的实验研究

目的:探讨聚焦超声手术钳(Focused ultrasond surgical clamp,FUSC)在肝部分切除术中应用的可行性和有效性及SonoVue对FUSC的增效作用。方法:12只健康山羊分为Ⅰ组(FUSC组,n=6)为对照组,Ⅱ组(FUSC+SonoVue组,n=6)为实验组。FUSC由固定在钳状手柄上,中轴线重合,能产生两束方向相对应的聚焦超声波的二个超声换能器构成。手术进腹暴露游离肝脏,在超声频率为1.6MHz,声功率为150W条件下,使用FUSC沿制订的预切线对肝脏进行辐照后,行肝左外叶切除术。对照组动物直接接受FUSC辐照肝脏靶区,实验组动物注射声诺维即刻接受FUSC辐照。术后局部取材进行组织病理学检查,记录肝切除术出血量、FUSC辐照时间和手术时间、肝断面面积、术后并发症和死亡率,观察动物血常规、肝功能的变化。结果:所有实验动物无死亡和并发症。Ⅰ组出血量为(16.9±4.2)ml,辐照时间为(174±9)s;Ⅱ组出血量为(16.3±3.5)ml,辐照时间为(122±9)s。Ⅰ组和Ⅱ组在单位面积断面的平均出血量上无显著性差异(P>0.05);Ⅰ组和Ⅱ组在单位面积断面的平均FUSC辐照时间上存在统计学差异(P<0.05)。组织病理学检查可见靶区肝组织凝固性坏死和小血管坏死及闭塞;两组动物手术后血清ALT、AST、TB、DB术后均有一过性的增高,术后7d恢复到术前水平。结论:聚焦超声手术钳辅助肝部分切除术是可行和有效的,具有出血少、手术时间短、操作方便等优越性,联合应用SonoVue可增强FUSC的生物学效应,提高FUSC效率,进一步缩短手术时间。

聚焦超声单次治疗慢性软组织损伤兔局部肌组织前列腺素E2、pH值以及血浆β-内啡肽的变化

目的:观察兔慢性软组织损伤经聚焦超声单次治疗后局部肌组织的前列腺素E2、pH值以及血浆β-内啡肽的变化,初步探讨聚焦超声治疗慢性软组织损伤的机制。方法:实验于2006-09/2007-08在重庆医科大学医学超声工程研究所实验室完成。①分组:选72只健康家兔,雌雄不拘,随机分为模型组、对照组和超声组3组,各24只;每组又按治疗后观察时间点随机分为30min、3,7d3个时间点,每时间点8只。②干预:制备兔慢性软组织损伤模型。造模完成后第2日,超声组应用H5018型聚焦超声阿是治疗仪给予聚焦超声单次治疗,超声输出为连续式,频率1.8MHz,焦点声强2.25W/cm2,先行固定法治疗20s,间隔5s,再行移动法治疗60s。对照组给予假治疗,模型组不治疗。③评估指标:各组不同时间局部肌组织前列腺素E2含量(ELISA法)与pH值;并选超声组与对照组中的治疗后3d实验兔,分别于治疗前、治疗后5min,24h采耳缘静脉血,放射免疫法检测血浆β-内啡肽水平。结果:72只实验兔均进入结果分析。①局部肌组织前列腺素E2与pH值变化:治疗后30min,超声组前列腺素E2含量低于对照组和模型组(P<0.01),pH值高于对照组和模型组(P<0.01);而治疗后3,7d,3组间前列腺素E2含量及pH值差异均无显著性意义(P>0.05)。②β-内啡肽质量浓度变化:超声组治疗后5min显著高于治疗前(P<0.01),治疗后24h与治疗前差异无显著性意义(P>0.05);对照组中治疗前后各时间点比较差异均无显著性意义(P>0.05)。结论:聚焦超声对慢性软组织损伤的治疗作用可能与损伤部肌组织的前列腺素E2含量降低、pH值升高以及血浆β-内啡肽水平升高有关。

家兔静脉注射羟基磷灰石纳米粒子的反应研究

目的探讨纳米羟基磷灰石微晶体(HAP)对家兔静脉应用的急性毒性反应及剂量。方法对50只新西兰大白兔经耳缘静脉快速推注不同浓度的纳米HAP混悬液,观察家兔用药前后的反应,死亡情况;并检测纳米HAP对家兔肝肾功及酶等指标的影响。结果纳米HAP静脉应用对家兔的最小致死剂量(LD1)为180mgkg,半数致死剂量LD50为200mgkg,全死剂量LD99为260mgkg。AST,LDH,CKC及P在用药后2h呈一过性增高,而于24h内即恢复正常。BUN,ALP则在24h时增高达最高峰,随后迅速下降至正常范围,其余指标均基本维持在正常值范围内。结论纳米HAP在家兔无明显蓄积毒性,提示当用量远远小于最小致死剂量时,纳米HAP可作为药物载体,甚至在将来可能作为一种新型的抗癌药物,经静脉安全应用。

高强度聚焦超声对射频消融后肝癌残余病灶的治疗

目的:探讨HIFU技术治疗原发性肝癌经射频治疗后残余病灶的安全性和临床可行性。方法:对6例经射频治疗后有残余不规则病灶的原发性肝癌患者,在接受部分肋骨切除术后进行HIFU治疗,对6例原发性肝癌患者经射频治疗后影像学检查证实的6个形状不规则残留病灶行HIFU治疗,观察患者生命体征,主要脏器功能,治疗区7～14天行动态增强MRI检查评价HIFU治疗效果。结果:6例患者在HIFU治疗过程中和治疗后48h生命体征平稳,肝、肾功能正常,动态增强MRI检查证实残余病灶均全部灭活,平均随访12.2个月(6～21个月),未出现局部复发和新生病灶。结论:HIFU技术是安全有效的体外适形治疗肝肿瘤的方法。

缩宫素对子宫良性病变滋养血管频谱变化的超声观察

目的超声观察子宫肌瘤及局限性子宫腺肌病应用缩宫素前后滋养动脉频谱形态变化,评价肌层良性病变子宫对缩宫素的反应。方法子宫肌瘤(30例)及局限性子宫腺肌病(15例)静滴缩宫素(0.04U/min)前后行彩超检查,对比滋养动脉频谱形态变化。结果应用缩宫素后,子宫肌瘤(24/30)及局限性子宫腺肌病(10/15)出现异型频谱,包括单向楔形、单向圆钝、双向楔形及热带鱼样等;子宫肌瘤及局限性子宫腺肌病频谱变化包括异型持续(19/30,6/15)、异型交替(5/30,4/15)、正常舒缩变化(6/30,5/15);不同类型肌瘤周边与内部动脉均出现频谱变化;所有患者子宫弓状动脉与双侧子宫动脉均未检测到频谱变化。结论多普勒超声检测滋养动脉频谱形态变化有助于评价肌层良性病变子宫对缩宫素的反应;异型频谱的出现可能是由于子宫肌层收缩导致滋养血管发生狭窄或痉挛。

高强度聚焦超声和乙醇阻滞腹腔神经节对内脏大神经放电的影响

目的:观察高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)和乙醇阻滞腹腔神经节(celiac ganglion,CG)对内脏大神经(Left greater splanchnic nerve,LGSN)放电的影响。方法:10只兔,随机分为HIFU组5只和乙醇组5只,分别用HIFU和95%乙醇阻滞CG,记录阻滞前与阻滞后节前和节后神经纤维对胃扩张(gastric distension,GD)的放电。结果:阻滞后行GD,HIFU组LGSN放电频率无明显改变(P>0.05),而乙醇组明显增加(P<0.01)。安静时,阻滞后乙醇组LGSN放电频率有非常显著的增加(P<0.01),两组节后纤维放电频率均减少,电压降低(P<0.01)。结论:HIFU可以立刻同时完善地阻断交感神经和内脏感觉神经的传导,乙醇可立刻阻断交感神经的传出神经纤维,对内脏感觉神经的传导阻滞程度较HIFU差。