检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：文静重庆医科大学

学位级别：硕士

背景表面消融模式是近年来基于恶性肿瘤的生长特点而提出的新的治疗方法,该法与传统HIFU消融模式不同,仅在靶区边缘局部进行消融,其基本设想是利用HIFU在肿瘤周边形成封闭的“壳样”坏死,以限制肿瘤的生长和转移,同时阻断肿瘤血供,使其... 详细信息

背景表面消融模式是近年来基于恶性肿瘤的生长特点而提出的新的治疗方法,该法与传统HIFU消融模式不同,仅在靶区边缘局部进行消融,其基本设想是利用HIFU在肿瘤周边形成封闭的“壳样”坏死,以限制肿瘤的生长和转移,同时阻断肿瘤血供,使其内部未辐照区发生继发性的缺血缺氧坏死。目前,表面消融模式的可行性已在离体实验中得到初步证实,其消融效率较传统模式更高。HIFU治疗存在连续和脉冲两种辐照方式,目前临床常规运用的为连续HIFU(Continuous High Intensity Focused Ultrasound,CHIFU)辐照,其疗效肯定,但消融大体积肿瘤时,长时间、大剂量辐照易导致并发症的出现。既往关于表面消融模式的研究,采用的均为CHIFU进行辐照,尚无脉冲HIFU(Pulsed High Intensity Focused Ultrasound,PHIFU)用于表面消融模式的相关报道。而目前关于PHIFU的基础研究较少,其疗效受多个治疗参数影响,但已有研究显示,在活体动物实验中,PHIFU与CHIFU消融相同体积肿瘤时,在达到相同消融效果的前提下,并发症更少。表面消融模式下,PHIFU与CHIFU消融效果如何,何种辐照方式更有利于达到预期消融效果,关系到表面消融模式应用时辐照方式的选择。同时,超声影像技术作为HIFU常用的监控手段之一,在保证治疗安全性和有效性方面至关重要。超声能否准确、有效的评价HIFU表面消融的实际消融效果,关系到这种新的治疗模式的推广和应用。目的本研究对PHIFU与CHIFU表面消融离体牛肝的消融效果、消融效率及超声监控方面进行比较,以探讨PHIFU与CHIFU表面消融模式各自的优势与不足。方法取新鲜离体牛肝(屠宰后5h以内),选择血管较少、肝叶较厚(至少50mm)的区域切成适宜大小的组织块,脱气、复温(室温26℃)后备用。将组织块(n=40)按照辐照方式的不同随机分为A组(n=30)和B组(n=10),A组采用PHIFU辐照,B组采用CHIFU辐照。A组再根据占空比(Duty Cycle,DC)不同,随机均分为三个亚组:A1组(DC=10%,n=10)、A2组(DC=30%,n=10)、A3组(DC=50%,n=10)。A组和B组所有牛肝的预设消融范围相同,均为30mm×30mm×15mm大小的立方体区域,立方体区域顶面位于35mm深度水平,其底面位于20mm深度水平。辐照前将热电偶探针针尖置于靶区内部几何中心位置。表面消融过程中:超声监控下,A组和B组,均采用直线、线扫的方式,由深至浅对靶区边缘进行辐照(即表面消融),辐照全过程连续记录靶区中心温度,每个治疗单元(长度30mm的扫描线)辐照后即刻采集超声声像图。表面消融结束后:A组和B组,均以3mm的层间距,从靶区周边开始,逐层进行声像图采集,并测算每个层面声像图面积。切开牛肝,肉眼观察靶组织辐照区、内外未辐照区的损伤情况。将靶组织的各切面进行TTC染色,测算靶区切面的实际损伤面积,并与对应位置的声像图面积进行比较,同时,测算靶区总坏死体积及能效因子(Energy Efficiency Factor,EEF)。每块牛肝取靶区消融边缘及内部未消融区组织进行HE染色,光镜观察组织损伤情况。结果1.消融效果:1)共同点:A组与B组靶组织周边辐照区均形成完整封闭的坏死带。A组3个亚组中,A2组和A3组坏死带的类型与B组相同,呈凝固性坏死,且A2组、A3组与B组内部未辐照区均见组织细胞损伤;2)差异:A组三个亚组辐照区边缘与B组相比,更规则、清晰。A组和B组周边辐照区的损伤性状不完全相同,A1组呈液性坏死,A2组、A3组及B组辐照区组织呈凝固性坏死。此外,A1组内部未辐照区与其余组不同,未见明显组织损伤。2.消融效率:A组3个亚组EEF分别与B组比较,均小于B组,差异有统计学意义(P<0.05),即PHIFU组比CHIFU组消融效率更高。A1组、A2组及A3组的EEF分别为(0.81±0.05)J/mm3、(1.34±0.02)J/mm3、(1.36±0.05)J/mm3,即PHIFU组EEF随占空比增大而增大。3.温度:1)共同点:整个表面消融过程,A组和B组内部未辐照区中央的温度-时间曲线形态一致。消融靶区顶面(深度35mm)及底面(深度20mm)的整个时段内,靶区中心温度出现明显上升过程,除此之外的其他时段,各组中心温度未见明显变化;2)差异:A组3个亚组的靶区中心最高温度分别与B组比较,均小于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。A组三个亚组靶区中心最高温度随占空比增大而增大。A1组与其余组比较,靶区中心最高温度低于60℃,而A2组、A3组和B组靶区中心最高温度均在60℃以上。4.消融中声像图:1)共同点:A组与B组比较,扫描线辐照后即刻声像图均见组

关键词：脉冲高强度聚焦超声表面消融模式超声监控

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靶区血管与声轴成角对脉冲高强度聚焦超声表面消融的影响：实验研究

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中国介入影像与治疗学 2018年第5期15卷 306-310页

作者：杨素英邹建中马大钊王琦曾涛文静重庆医科大学生物医学工程学院省部共建国家重点实验室培育基地-重庆市超声医学工程重点实验室重庆市生物医学工程学重点实验室重庆市微无创医学协同创新中心重庆400016

目的探讨靶区血管与声轴成角对脉冲高强度聚焦超声(PHIFU)表面消融的影响。方法选取30只新西兰大白兔,获取胸主动脉。采用仿组织蛋清体模,在预定消融靶区埋入兔胸主动脉,根据其与声轴成角分为0°、45°和90°组,并设空白对... 详细信息

目的探讨靶区血管与声轴成角对脉冲高强度聚焦超声(PHIFU)表面消融的影响。方法选取30只新西兰大白兔,获取胸主动脉。采用仿组织蛋清体模,在预定消融靶区埋入兔胸主动脉,根据其与声轴成角分为0°、45°和90°组,并设空白对照组,每组10个。在B超监控下采用PHIFU行表面消融,每组治疗参数设置相同。消融过程中对血管面靶区测温,消融后逐层切开体模行肉眼和超声观察,计算每组总体积(V)并进行比较,对辐照区血管行病理检查。结果空白对照组体模边缘为完整强回声带,而0°、45°、90°组血管周围部分呈低回声。空白对照组血管后面最高温度为(98.60±5.76)℃,0°组为(98.90±7.09)℃,45°组为(71.10±13.85)℃,90°组为(70.20±9.14)℃;空白对照组与45°组、90°组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。空白对照组总坏死体积为(40 709.70±3 193.31)mm^3,0°组为(40 029.02±3 580.17)mm^3,45°组为(34 562.59±3 883.26)mm^3,90°组为(36 737.01±3 278.68)mm^3;空白对照组与0°组比较差异无统计学意义(P>0.05)。血管病理检查示部分弹性纤维断裂,45°和90°组可见碎裂的细胞核。结论当靶区血管与声轴夹角为0°时,对靶区能量沉积影响最小,夹角为45°、90°时对血管壁破坏作用更强。

关键词：血管角度声轴脉冲高强度聚焦超声表面消融模式

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靶区血管对脉冲高强度聚焦超声表面消融影响的实验研究

靶区血管对脉冲高强度聚焦超声表面消融影响的实验研究

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作者：杨素英重庆医科大学

学位级别：硕士

背景高强度聚焦超声“点-线-面-体”全覆盖消融,能量投放大,治疗时间长,尤其是对大体积肿瘤,增加了并发症或不良反应的风险。恶性肿瘤边缘血供丰富、增殖活跃,如能对其边缘进行完整消融,则有望减少并发症。有学者对此进行了初步探讨,提... 详细信息

背景高强度聚焦超声“点-线-面-体”全覆盖消融,能量投放大,治疗时间长,尤其是对大体积肿瘤,增加了并发症或不良反应的风险。恶性肿瘤边缘血供丰富、增殖活跃,如能对其边缘进行完整消融,则有望减少并发症。有学者对此进行了初步探讨,提出了“表面消融”治疗模式,并在离体实验上验证了其可行性,但这些研究均应用的CHIFU。PHIFU以间歇性的能量投放方式,如能达到与CHIFU相同的消融效果,将进一步减少能量的投放,并发症也将更少。靶区血管会使血管周围的焦点偏移或焦域变形,从而导致组织残留,使表面消融边缘坏死不完全。本研究探讨PHIFU表面消融时,靶区血管的角度、位置和直径对边缘坏死隔离带封闭性的影响。为HIFU治疗的方法学提供参考。目的在PHIFU辐照条件下,探究靶区血管与声轴成角不同、靶区血管位置和直径对表面消融治疗模式的影响。方法1.实验对象:采用一种仿组织蛋清体模,体模的大小（长×宽×高）为:13.5 cm×8 cm×6 cm,PHIFU预定消融靶区大小为30mm×30mm×30mm。预先在消融靶区的边缘埋入一条长约30mm的血管,血管选自100只新西兰大白兔（重庆医科大学实验动物中心提供）的胸、腹主动脉。2.分组方法:1)靶区血管与声轴成角组:选取血管直径为3mm左右的兔胸主动脉,根据其与声轴成角分别为0°、45°、90°,相应分为B、C、D三组,设未埋入血管的体模为空白对照A组（n=10）。2)靶区血管不同位置组:血管与声轴成角为90°,根据血管距离消融顶面分别为5mm、15mm、25mm,分为D1、D2、D3三组（n=10）。3)靶区血管不同直径组:血管与声轴成角90°,距离消融顶面距离为15mm,根据埋入血管直径分别为1mm、2mm、3mm、4mm,相应分为C1、C2、C3、C4四组（n=10）。3.辐照方法:B超监控下采用PHIFU行表面消融,每组治疗参数设置相同。整个靶区在z轴方向上分为互相平行的16个治疗深度,层间距为2mm,治疗功率为300 W（顶层）、250 W（中间）、200 W（底层）,通过B超定位,在x、y、z三个方向移动,先消融顶层,由深至浅,逐层消融直至底层。顶层与底层全覆盖式消融,线间隔2 mm,中间层面仅消融边缘,边缘区域完整辐照后停止辐照。脉冲重复频率为100Hz,占空比为50%,治疗头移动速度为3 mm/s。4.评价指标:消融过程中对血管面靶区测温并记录,采集并保存超声图片。消融后切开体模肉眼观察并拍照保存。测量各组凝固性坏死隔离带的直径,计算每组总体积（V）并进行比较。取辐照区血管行病理检查。结果1.血管角度组:1)肉眼观察:A和B组周边都能形成白色的凝固性坏死,C和D组血管后面均可见未完全坏死区域,各组中心未辐照区均无坏死形成;2)超声表现:A和B组辐照区边缘可见完整的强回声带,而C和D组血管后面部分呈低回声,中心未辐照区呈无回声表现;3)血管后面最高温度值:A组（98.60±5.76）℃,B组（98.90±7.09）℃,C组（71.10±13.85）℃,D组（70.20±9.14）℃,A组与C组和D组比较差异均有统计学意义（P均<0.05）。4)总体积V:A组（40709.70±3193.31）mm3、B组（40029.02±3580.17）mm3、C组（34562.59±3883.26）mm3、D组（36737.01±3278.68）mm3,A组与B组比较差异无统计学意义（P>0.05）。5)血管病理检查示:各组均可见部分弹性纤维断裂,C和D组可见碎裂的细胞核。2.血管位置组:1)肉眼及超声观察:A组消融体积中心无坏死形成,其周边完全坏死区呈白色,相应切面B超示中心呈低回声表现,周边坏死面呈强回声。D1、D2、D3组血管后面均可见未坏死区域,即消融盲区,相应B超切面示低回声。2)血管后面消融盲区的长度:D1、D2、D3组分别为:（3.34±0.3）mm、（3.28±0.52）mm、（2.94±0.36）mm,组间两两比较差异不显著（P>0.05）。3.血管直径组:1)肉眼及超声观察:各组血管后面均可见未坏死消融盲区,相应切面声像图示低回声。2)血管横径和血管后面消融盲区的长度:C1、C2、C3、C4组血管横径分别为:（1.16±0.3）mm、（1.99±0.35）mm、（3.10±0.3）mm、（3.67±0.14）mm,相应血管后面盲区的长度分别为:（1.11±0.37）mm、（2.39±1.08）mm、（3.32±0.2）mm、（4.18±2.38）mm。且各组血管横径大小分别与其对应消融盲区长度的比值约为1:1。3)血管纵径和血管后面消融盲区的长度:当血管横径为（2.39±1.08）mm,血管纵径分别为（1.93±0.38）mm、（2.62±0.27）mm、（2.90±0.23）mm

关键词：脉冲高强度聚焦超声表面消融模式血管角度血管直径血管位置

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脉冲与连续高强度聚焦超声对离体牛肝表面消融的效果比较

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第三军医大学学报 2017年第8期39卷 749-754页

作者：文静邹建中王琦马大钊丁晓亚重庆医科大学生物医学工程学院、省部共建国家重点实验室、重庆市超声医学工程重点实验室、重庆市生物医学工程学重点实验室、重庆市微无创医学协同创新中心重庆400016

目的比较脉冲高强度聚焦超声(pulsed high-intensity focused ultrasound,PHIFU)与连续高强度聚焦超声(continuous high-intensity focused ultrasound,CHIFU)表面消融模式的消融效果,探讨优化HIFU表面消融模式的辐照策略。方法将40块牛肝组织按辐照方式不同分为A组(30块,PHIFU表面消融模式)和B组(10块,CHIFU表面消融模式),A组再按占空比均分为A1(10%)、A2(30%)、A3(50%)3个亚组,每个亚组10块。B超监控下,A、B组分别采用PHIFU与CHIFU表面消融模式对靶区进行辐照,辐照同时记录靶区内部温度,辐照后观察靶区边缘及其内、外未辐照区损伤情况,测算能效因子并分析温度时间曲线。结果能效因子:A1组消融效率、减少靶区外组织损伤上更有优势。PHIFU表面消融时,调整占空比可改变靶组织内部未辐照区的温升及损伤情况。

关键词：脉冲高强度聚焦超声连续高强度聚焦超声表面消融模式

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高强度聚焦超声消融靶区表面的损伤研究

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重庆医科大学学报 2016年第5期41卷 433-437页

作者：周文英刘珊邹建中单鑫伍烽重庆医科大学生物医学工程学院、省部共建国家重点实验室培育基地-重庆市超声医学工程重点实验室、重庆市生物医学工程学重点实验室重庆400016

目的:探讨高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)消融靶区表面损伤的方法及表面消融模式的优势。方法:以离体牛肝为研究对象,分成3组,单点消融组辐照结束后与仿真计算的牛肝坏死形态、大小进行比较分析。表面消融组... 详细信息

目的:探讨高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)消融靶区表面损伤的方法及表面消融模式的优势。方法:以离体牛肝为研究对象,分成3组,单点消融组辐照结束后与仿真计算的牛肝坏死形态、大小进行比较分析。表面消融组和完全消融组以相同的组合参数,在不同深度处动态调节辐照声强进行消融实验,对两组的辐照时间及累积能量进行统计分析。表面消融后采集超声二维图像测量分析并重建靶区,测量的损伤区域与病理测量区域对比分析。结果:HIFU单点辐照损伤大小与理论值相差不大。表面消融模式能在靶区周边形成完整的坏死带,在超声图像上呈强回声,靶区3D重建图像较清晰。两种模式的总辐照时间与累积能量比较均有显著统计学差异(P<0.05);超声图像勾画和牛肝组织坏死测量的消融体积平均值比较无统计学差异(P>0.05)。结论:超声影像学能实时监控HIFU表面消融模式所致的靶组织坏死区域,HIFU表面消融模式可提高消融效率,缩短辐照时间。

关键词：损伤范围表面消融模式超声二维图像靶区重建

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HIFU表面消融仿真模型的建立及实验验证

HIFU表面消融仿真模型的建立及实验验证

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作者：周文英重庆医科大学

学位级别：硕士

研究背景：\n 高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrasound, HIFU）是近年来快速发展的非侵入性治疗肿瘤的新技术。在临床上，HIFU治疗肝癌、乳腺癌、胰腺癌、恶性骨肿瘤、子宫肌瘤等实体肿瘤已取得显著疗效。由于HIFU的焦... 详细信息

研究背景：\n 高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrasound, HIFU）是近年来快速发展的非侵入性治疗肿瘤的新技术。在临床上，HIFU治疗肝癌、乳腺癌、胰腺癌、恶性骨肿瘤、子宫肌瘤等实体肿瘤已取得显著疗效。由于HIFU的焦域较小，临床治疗时采用“点-线-面-体”的组合方式逐点逐层给予能量，直至完全覆盖整个肿瘤。这种传统的完全治疗模式，对小肿瘤具有很好的效果，但是当治疗体积较大的肿瘤时，完全扫描治疗模式就会使消融时间过长、所需能量增大且产生并发症的风险也明显增高。因此，寻找更为有效的HIFU辐照方式来提高治疗效率及减少并发症是亟须解决和深入研究的问题。据此结合恶性肿瘤的生长特点，采取一种新的“表面消融模式”，只消融肿瘤的表面，肿瘤内部不投放剂量，以期形成包裹靶区的完整封闭的凝固性坏死带，造成其内部缺血、缺氧性坏死，达到治疗的目的。\n 表面消融模式是一种针对 HIFU治疗大体积肿瘤提出来的新的辐照方式，目的是为了减少治疗时间和辐照剂量，以期形成更安全有效的HIFU无创消融技术。从理论上可知表面消融模式较传统的完全消融模式具有优越性，但对于不同体积大小的肿瘤，表面消融模式究竟可以减少多少治疗时间和辐照剂量，目前并没有进行深入研究，同时对于某一体积大小的肿瘤，表面消融模式目前也没有数学模型预估其治疗时间和辐照剂量。故需建立HIFU表面消融仿真模型，通过理论模型定量的计算出此模式消融一定体积的肿瘤所需的辐照时间、吸收能量及累积能量，并通过离体牛肝实验验证其模型准确性，再与传统完全消融模式相比较，探讨表面消融这一新型模式的可行性及量效关系等，本课题针对HIFU表面消融模式进行建模及相关研究，拟解决表面消融模式更为科学与规范的实施问题。\n 目的：\n 建立HIFU表面消融肿瘤的仿真模型，并通过离体牛肝实验验证和修正理论模型，探讨HIFU表面消融模式超声影像学的实时监控方法。\n 材料和方法：\n （1）HIFU表面消融肿瘤仿真模型的建立：HIFU消融仿真模型由超声换能器、水、牛肝组织构成。模型靶区长42mm，宽30mm，高以8mm的间距增加、分别为16mm、24mm、32mm、40mm、48mm、56mm、64mm。通过模拟HIFU连续点打法扫描，表面消融模式由深至浅依次沿靶区周边进行扫描，完全消融模式则在同一深度依次逐层完全消融各层面。根据HIFU椭球体形状的声焦域，计算出单点辐照后的损伤体积，以KZK非线性声波传播方程和单位体积组织单位时间内吸收能量公式为基础，结合辐照时间与累积能量公式，对不同体积模型两种消融模式下的吸收能量、辐照时间及累积能量进行计算，并对数据进行比较与分析。\n （2）离体牛肝实验验证和修正表面消融肿瘤理论模型：新鲜离体牛肝组织，切成约100mm×100mm×70mm大小的长方体块，运用JC200型聚焦超声肿瘤治疗系统，先在深度为20mm、28mm、36mm、44mm处进行单点辐照，辐照时间2s，辐照结束后沿凝固性坏死最大面剖开，测量坏死长径a、短径b，通过=4s ab?与2=6v ab?分别计算其面积和体积。实验结果与仿真模型计算出的牛肝坏死形态、大小进行比较，并分析在不同深度处、不同声强下点坏死范围变化趋势。再以点辐照时间2s，间隔时间10s，点间距3mm的组合参数，在不同深度处动态调节辐照声强进行HIFU表面消融实验和完全消融实验，消融大小为30 mm×42 mm×24 mm的离体牛肝。实验后将其各层面的辐照时间、累积能量与仿真模型计算值进行比较分析，对上述模型的吸收能量、辐照时间及累积能量计算公式进行修正，再运用修正后的公式预测消融靶区大小为30 mm×42 mm×56 mm、30 mm×42 mm×64 mm的辐照时间、累积能量及吸收能量，并通过实验验证。\n （3）HIFU表面消融模式超声影像学的实时监控：表面消融实验完成后沿X轴方向以每隔1mm的距离采集超声二维图像，每块牛肝共取31张超声图像，然后运用三维虚拟导航系统软件进行测量分析并重建靶区。分析重建后靶区的强回声封闭环是否完整以及强回声区域的大小形态。测量表面消融模式损伤区域，计算出其消融区域，并与病理测量的消融区域对比分析。\n 结果\n （1）仿真模型体积为30 mm×42 mm×24 mm，在深度为44mm、36mm、28mm、20mm处，对应声功率分别为350W~330W、300W~280W、260W~240W、220W~200W的情况下辐照靶区，表面消融模式与完全消融模式总辐照时间、单位体积组织总吸收能量及总累积能量分别为852s、306.2kW/cm2~278.3kW/cm2、241.9kJ~224.8kJ和1320s、472.0k

关键词：高强度聚焦超声表面消融模式仿真模型量效关系

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