前列腺適形射頻消融電極的研制及其性能評(píng)價(jià).pdf

1、第一章緒言
　　 射頻消融(radiofrequency ablation,RFA)是目前最具有前途的腫瘤微創(chuàng)技術(shù)之一,已經(jīng)廣泛用于肝、腎、肺等實(shí)體腫瘤的治療。但是,由于前列腺解剖特殊性、前列腺癌的多灶性和臨床上缺乏相應(yīng)的專用于前列腺的射頻消融電極等因?yàn)?該技術(shù)在前列腺癌的治療上未能在臨床上得到廣泛的應(yīng)用,仍然處于實(shí)驗(yàn)性研究和探索性階段。然而,前列腺專用適形射頻消融電極及系統(tǒng)性消融策略可能是RFA治療前列腺癌的有效辦法。因此,本

2、研究在中老年前列腺增生患者的前列腺基本測(cè)量及經(jīng)直腸三維超聲(transrectal ultrasound,TRUS)的3D重建結(jié)果基礎(chǔ)上研發(fā)前列腺適形射頻消融專用電極,并用可視化仿組織體模、豬肝勻漿體模、新鮮離體豬肝及模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)電極的適形效果和電極的安全性。旨在解決RFA在前列腺適形射頻消融技術(shù)上的問(wèn)題。
　　 第Ⅰ部分前列腺適形射頻消融電極的研發(fā)
　　 第二章前列腺的基本測(cè)量和三維重建
　　 目的：通過(guò)對(duì)中

3、老年前列腺增生患者TRUS的前列腺基本測(cè)量和三維重建,以獲得中老年前列腺的基本測(cè)值和形態(tài)特征,為前列腺適形射頻消融電極的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。
　　 方法：隨機(jī)選取45例于2005年8月～2006年5月因良性前列腺增生或可疑前列腺癌到我院超聲科檢查的患者,用TECHNOSMPX DU8彩色多普勒超聲診斷儀雙平面經(jīng)直腸探頭檢檢查(2-D TRUS),測(cè)量前列腺的上下徑、左右徑、前后徑及適形角度。并用Voluson()730 Expert彩色

4、多普勒超聲診斷儀的端射式經(jīng)直腸探頭對(duì)8條實(shí)驗(yàn)犬的前列腺進(jìn)行了活體內(nèi)(group1)及離體后固定于凝膠內(nèi)(group2)3-D TRUS掃查,測(cè)量其體積。并用量筒測(cè)量前列腺的體模(group3),然后對(duì)3組的犬前列腺體積進(jìn)行比較。同時(shí)比較3D重建的犬前列腺的形態(tài)與大體標(biāo)本的形態(tài)。隨機(jī)對(duì)6例患者的前列腺進(jìn)行3-D TRUS掃查,分析其3D形態(tài)特征。
　　 結(jié)果：45例前列腺增生患者的前列腺中,有4例前列腺體積大于55ml,1例小于1

5、5ml。余40例患者前列腺體積前列腺上下徑、左右徑、前后徑及適形角度分別為41.72±5.79mm、50.39±4.32 mm、32.50±4.78mm及21.5±5.6°。三組的前列腺體積比較沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)。3-D TRUS重建后的犬前列腺形態(tài)與大體標(biāo)本非常相似。分析了6例患者的前列腺的3D解剖特征。
　　 結(jié)論：前列腺增生患者前列腺的TRUS基本測(cè)值和形態(tài)分析的結(jié)果可作為前列腺適形射頻消融電極研發(fā)的依據(jù)。

6、r>　　 第三章前列腺適形射頻消融電極的研制
　　 目的：根據(jù)中老年前列腺增生患者前列腺TRUS基本測(cè)值和三維重建形態(tài)的結(jié)果,設(shè)計(jì)并制作前列腺適形射頻消融電極。
　　 方法：參考40例中老年前列腺增生患者的前列腺基本測(cè)值(上下徑、左右徑、前后徑及適形角度)和6例患者的3D重建的形態(tài)結(jié)果,并定義尿道周圍0.5cm以內(nèi)的部位為保護(hù)區(qū)域。電極設(shè)計(jì)為由3～7枚子針組成的集束電極,完全展開(kāi)時(shí)子針構(gòu)成一扇形,此扇形束的長(zhǎng)徑3～4c

7、m,寬徑2～2.5cm,在該電極展開(kāi)的扇形束的側(cè)面觀上,子針與導(dǎo)管具有15～30°的適形角度。然后選用符合規(guī)定的材料按照電極制流程進(jìn)行成品制作。
　　 結(jié)果：初步電極設(shè)計(jì)為溫度控制的扇形的集束電極,子針數(shù)目5枚,并設(shè)置有注射孔,電極子針完成展開(kāi)時(shí),電極有效部分的上下徑約3cm,左右徑2cm,適形角度20°。在第三子針尖端安裝有熱電偶以對(duì)消融區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)溫。
　　 結(jié)論：根據(jù)前列腺增生患者的前列腺TRUS基本測(cè)量和形態(tài)分析

8、的結(jié)果研制的適形射頻消融電極符合前列腺的解剖特征,其可能是治療局限性前列腺癌安全有效的RFA電極。
　　 第Ⅱ部分前列腺適形射頻消融電極性能的評(píng)價(jià)
　　 第四章可視化仿組織體模對(duì)前列腺適形射頻消融電極的評(píng)價(jià)
　　 目的：制作一種用于評(píng)價(jià)射頻消融設(shè)備的可視化仿組織體模,然后應(yīng)用可視化仿組織體模評(píng)價(jià)前列腺適形射頻消融電極的有效熱場(chǎng),尤其是評(píng)價(jià)電極產(chǎn)生的凝固灶形態(tài)及大小。
　　 方法：用檸檬酸緩沖液調(diào)節(jié)以牛血清

9、白蛋白(bovine serum albumin,BSA)作為溫度顯示劑的聚丙烯酰胺凝膠(polyacrylamide gel,PAG)仿組織體模的pH,使得體模內(nèi)BSA的凝固溫度下降至與生物組織凝固溫度相似的范圍。檢測(cè)體模的物理參數(shù)(透光度、密度、導(dǎo)電率及比熱等參數(shù)),并用RITA射頻消融儀評(píng)價(jià)體模的性能。然后用體模評(píng)價(jià)新型適形射頻消融電極有效熱場(chǎng)的形態(tài)及大小,評(píng)價(jià)其適形效果。
　　 結(jié)果：pH為4.3～4.8的仿組織體模的凝

10、固溫度與生物組織具有相同的熱凝固溫度閾值(50～60℃)。在此范圍內(nèi)體模的凝固溫度隨pH的增大而增高。體模為透明的固體狀膠體。密度、導(dǎo)電率及比熱與人體肝臟相似。RITA消融儀的凝固灶為乳白色的橢球體。適形電極的凝固灶冠狀面為扇形,橫斷面為扁橢圓形,矢狀面為瓢形。pH為4.3的體模顯示凝固灶的上下徑約2.7cm,左右徑2.4cm,前后徑1.6cm,凝固灶可通過(guò)MRI的T2加權(quán)像進(jìn)行評(píng)估,可進(jìn)行3D重建進(jìn)一步評(píng)價(jià)凝固灶形態(tài)。
　　

11、結(jié)論：前列腺適形射頻消融電極在可視化仿組織體模中的凝固灶形態(tài)及大小符合前列腺的解剖特點(diǎn),該電極達(dá)到適形的目的,有望成為治療前列腺癌的有效技術(shù)。
　　 第五章豬肝勻漿體模及離體豬肝對(duì)適形射頻消融電極性能的評(píng)價(jià)
　　 目的：研制一種豬肝勻漿體模,應(yīng)用豬肝勻漿體模及新鮮離體豬肝組織進(jìn)一步評(píng)價(jià)前列腺射頻消融電極的有效熱場(chǎng),并評(píng)價(jià)電極的抗粘連性能。
　　 方法：用PAG、豬肝勻漿、NaCl和去離子水配制豬肝勻漿體模。測(cè)量勻

12、漿體模的物理參數(shù)密度、導(dǎo)電率及比熱,用NaCl調(diào)節(jié)體模的導(dǎo)電率使其與肝臟組織相似并用2DUS和RITA射頻消融儀評(píng)價(jià)體模的性能。然后采用豬肝勻漿體模和離體新鮮豬肝評(píng)價(jià)適形電極的凝固灶形態(tài)和大小,比較二者的凝固灶的大小。并對(duì)電極的布針操作(導(dǎo)入、子針展開(kāi)、子針回收及拔出引導(dǎo)針等)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　 結(jié)果：新配制的豬肝勻漿體模結(jié)構(gòu)均勻、表面光滑。在2DUS下顯示均勻的等回聲結(jié)構(gòu),內(nèi)無(wú)管道及氣體回聲。勻漿體模的密度、比熱及導(dǎo)電率與人肝臟

13、相似。RITA集束電極消融后勻漿體模的凝固灶橫斷面為灰白色圓形區(qū)域。適形電極消融后勻漿體模和離體豬肝內(nèi)的凝固灶冠狀面為扇形,橫斷面為橢圓形,矢狀面為瓢形。兩者凝固灶的大小的比較沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)。電極在組織內(nèi)操作均容易實(shí)施,沒(méi)有出現(xiàn)電極粘連及子針脫落現(xiàn)象。
　　 結(jié)論：前列腺適形射頻消融電極在豬肝勻漿體模及離體豬肝中的凝固灶形態(tài)及大小符合前列腺的解剖特點(diǎn),電極具較好的安全性能。
　　 第六章前列腺適形射頻消融

14、電極的模擬實(shí)驗(yàn)
　　 目的：應(yīng)用帶導(dǎo)尿管的可視化仿組織體模及犬前列腺進(jìn)行模擬前列腺適形射頻消融電極消融實(shí)驗(yàn),評(píng)價(jià)前列腺適形射頻消融電極的有效熱場(chǎng)對(duì)尿道和直腸的安全性。
　　 方法：用帶導(dǎo)尿管生理鹽水冷卻循環(huán)的仿組織體模模擬前列腺適形射頻消融實(shí)驗(yàn)。共進(jìn)行了8次實(shí)驗(yàn),電極布針距離導(dǎo)尿管約8mm,射頻消融后分析凝固灶與導(dǎo)尿管的關(guān)系,并通過(guò)MRI的T2加權(quán)像測(cè)量凝固灶與導(dǎo)尿管的最近距離,評(píng)價(jià)消融過(guò)程對(duì)尿道的熱損傷情況。然后用帶犬

15、前列腺的可視化仿組織體模模擬前列腺RFA,通過(guò)對(duì)犬前列腺周圍的體模有無(wú)凝固灶形成的情況來(lái)評(píng)價(jià)犬前列腺RFA過(guò)程中周圍結(jié)構(gòu)(如直腸)有無(wú)熱損傷可能。
　　 結(jié)果：8次帶導(dǎo)尿管生理鹽水冷卻循環(huán)的仿組織體模的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示凝固灶與導(dǎo)尿管的最近距離為2.58～4.12(3.25±0.53mm),均大于2.5mm。7次犬前列腺適形射頻消融實(shí)驗(yàn)中肉眼及MRI的T2加權(quán)像均未見(jiàn)前列腺周圍出現(xiàn)明顯凝固灶。
　　 結(jié)論：前列腺適形射頻消