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

发布时间：2020-04-09 11:59

【摘要】：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)mm~3、B组(40029.02±3580.17)mm~3、C组(34562.59±3883.26)mm~3、D组(36737.01±3278.68)mm~3,A组与B组比较差异无统计学意义(P0.05)。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(P0.05)。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、(2.28±0.69)mm、(1.44±0.37)mm;相应血管后面消融盲区的长度分别为:(2.31±0.49)mm、(2.79±0.39)mm、(3.15±0.56)mm、(2.68±0.42)mm、(2.28±0.44)mm。且血管纵径与其相对应的消融盲区长度的比值约为1:1。结论1.表面消融模式下,PHIFU也能实现组织周边的完整消融。当血管与声轴夹角为0°时,对靶区能量沉积影响最小;夹角为45°和90°时,血管后面有未坏死区存在,且对血管壁的损伤作用越强。2.表面消融模式下,靶区血管后面未坏死区的大小和形状与血管直径的大小和走形相关,而与血管的位置关系不大。
【图文】：

示意图,血管,方法,位置

图 1 血管不同角度、位置及表面消融方法示意图 A.血管不同角度；B.表面消融方法；C.血管不同位置 d 代表距离分别为 5mm，，15mm，25mmFig . 1 Schematic diagram of blood vessels locations ,different angles with acoustic axis andperipheral ablation scanning mode A. The target blood vessels angled with acoustic axis ; B.Peripheral ablation scanning mode ; C. Different positions of blood vessels in the target area thatdistance from the top ablation surface (d) are 5mm, 15mm, 25mm respectively.图 2 测温针位置示意图 A.血管后面（深面）；B.血管前面（浅面）

示意图,血管,测温,位置

1 血管不同角度、位置及表面消融方法示意图 A.血管不同角度；B.表面消融位置 d 代表距离分别为 5mm，15mm，25mmig . 1 Schematic diagram of blood vessels locations ,different angles with acousticeripheral ablation scanning mode A. The target blood vessels angled with acoeripheral ablation scanning mode ; C. Different positions of blood vessels in the istance from the top ablation surface (d) are 5mm, 15mm, 25mm respectively.
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R445.1

【参考文献】