不同增效剂增强HIFU在蛋清体摸中的损伤及其机制研究

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高强度聚集超声(HIFU)作为一种无创治疗肿瘤的技术已在临床应用中取得了很好的效果。但如何进一步提高治疗效率是HIFU技术急待解决的一个重要科学问题。很多研究者证实采用SonoVue、自制微泡、氟碳化合物纳米乳剂、ADV(Acoustic Droplet Vaporization)、酒精等方法能增强HIFU治疗。为了筛选更好地增强HIFU治疗的方法，开展不同的壳材料、不同的芯材料（气体或相变型液滴）增强HIFU治疗的研究就显得非常重要。为此，本文研究了无机壳材料——介孔二氧化硅纳米微球分别包裹沸点29℃的全氟戊烷(MSNC-PFP)、沸点56℃的全氟己烷(MSNC-PFH)与磷脂包裹全氟化硫的微米级气泡(SonoVue)分别增强HIFU在蛋清体模中的损伤及其损伤机制，探索更好的增强HIFU治疗的增效材料。
　　目的
　　比较不同增效剂增强HIFU在蛋清体模中的损伤，并探讨增效机制;为从壳材料、芯材料的角度筛选更好地增强HIFU治疗的增效材料提供实验依据。
　　方法
　　1.比较不同增效剂增强HIFU在蛋清体模中的损伤
　　在体模制作过程中分别把0.3ml(1×106/ml)MSNC-PFP、MSNC-PFH和SonoVue三种增效剂均匀地混合到100ml体模材料中。在体模制作过程中，分为2个实验，实验1将体模制作过程中的温度控制在20℃以下（低于PFP的沸点温度）;实验2将体模制作过程中的温度控制在37℃左右（低于PFH的沸点温度，但高于PFP的沸点温度）。每个实验又分为三个实验组和一个空白组（不含增效剂）。在B超引导下进行HIFU辐照，并监控靶区辐照前后的灰度变化。HIFU辐照参数为:声强19000 W/cm2、辐照时间10s、辐照深度14mm。辐照后通过数据分析处理，对比分析靶区损伤形态、损伤大小、能效因子和B超图像。
　　2.探讨不同增效剂增强HIFU在蛋清体模中的损伤机制
　　选择在体模制作过程中将温度控制在20℃以下（低于PFP的沸点温度）的各组体模，HIFU辐照参数同上，在辐照过程中分别采用PCD和热电偶采集被动空化信号和温升数据，对采集到的被动空化信号通过数据分析处理，得到宽带噪声的RMS值和ICD值。
　　结果
　　1.对实验1，辐照前各组B超图像一致，辐照后即刻三个增效组和对比组的靶区均呈强回声，损伤形状与强回声范围一致，但MSNC-PFP组强回声范围最大，损伤形状为圆锥体状，而其他组为水滴状，各组损伤边界清晰;与其他组相比，MSNC-PFP组的损伤体积最大、EEF最小，具有统计学差异(p＜0.05); MSNC-PFH组与SonoVue组相比损伤大小和EEF无统计学差异(p＞0.05)。
　　2.对实验2，辐照前可观察到MSNC-PFH组与MSNC-PFP组有明显的B超灰度增强效果，辐照后即刻三个增效组和对比组的靶区均呈强回声，但MSNC-PFP组强回声范围最大，损伤形状与强回声范围一致，靠近治疗头方向的损伤边缘类似棉花状，与MSNC-PFH组的损伤形状皆为圆锥体状，其他组为水滴状，边界清晰;MSNC-PFP的损伤体积最大、EEF最小，其次是MSNC-PFH组，两者具有统计学差异(p＜0.05);对比组与SonoVue组相比损伤大小和EEF无统计学差异(p＞0.05)
　　3.辐照开始后各组温度急速上升，1 s时MSNC-PFP组的温升最大，MSNC-PFH次之;随着辐照的进行，相比其他组，MSNC-PFP组的温度有下降趋势;辐照结束后，空白组的温度下降较快，其他组缓慢下降，变化相似。
　　4.各组宽带噪声的RMS值在辐照开始后迅速上升，之后，除了MSNC-PFP组，其他组的RMS值降低，并维持较小的波动幅度;与其他组相比，MSNC-PFP组的ICD值最大，具有统计学意义(p＜0.05)，MSNC-PFH组的ICD值较空白组与SonoVue组大，具有统计学意义(p＜0.05)，而空白组与SonoVue组的ICD值无统计学差异(p＞0.05)。
　　结论
　　1.与SonoVue、MSNC-PFH相比，MSNC-PFP具有更好地HIFU增效效果，提示较低沸点的相变纳米液滴是一种有效增强HIFU治疗的芯材料，但活体安全性实验还有待进一步研究。
　　2.与SonoVue、MSNC-PFH相比，MSNC-PFP更好地增强HIFU治疗与其增强温升和空化有关。

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作者
易良波;
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作者单位

重庆医科大学;

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授予单位重庆医科大学;
学科生物医学工程
授予学位硕士
导师姓名王智彪,李发琪;
年度 2014
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类肿瘤治疗学;
关键词
高强度聚焦超声; 肿瘤无创治疗; 蛋清体模; 损伤机制; 无机壳材料; 增效机制;

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