B超實時監(jiān)控HIFU輻照肌肉組織計劃與實際損傷關系的研究.pdf

1、目的：高強度聚焦超聲(high intensity flcused ultrasound，HIFU)作為一種新的無創(chuàng)局部治療手段已應用于臨床。該技術具有無創(chuàng)、有效、安全、治療后恢復快、無電離輻射，不伴放射性損傷和污染等優(yōu)點，極具臨床應用價值。目前，臨床上運用HIFU治療子宮肌瘤、前列腺增生和前列腺腫瘤、肝癌、乳腺癌、骨腫瘤、軟組織肉瘤以及其他實體腫瘤，取得了良好的效果。 HIFU能徹底損傷病變組織，但若治療區(qū)域過大同樣能導致周圍

2、正常組織結(jié)構(gòu)的迅速破壞。如何監(jiān)控HIFU的療效和避免對病變周圍正常組織的損傷一直是研究的重點。目前B型超聲是實時監(jiān)控HIFU的主要手段，大量研究表明HBFU輻照后，靶區(qū)的B超監(jiān)控圖象會產(chǎn)生增強回聲光團，可通過對比HIFU治療前后靶區(qū)B超聲像圖的變化，定性判斷組織是否發(fā)生凝固性壞死以引導HIFU治療。 關于B超的灰階增強值(灰度變化值)與凝固性壞死之間的量化關系研究較少，前期研究發(fā)現(xiàn)并非靶區(qū)回聲越高，治療效果就越明顯。實際壞死體積

3、與B超實時監(jiān)測聲像圖的灰度變化在一定范圍內(nèi)(在閾灰階增強值與最佳灰階增強值之間變化時)呈正相關，當灰度變化達到最佳灰階增強值以后，隨著B超灰階增強值的增大，組織壞死體積增加不明顯，僅發(fā)現(xiàn)損傷區(qū)色澤微變黃，中央顏色發(fā)黑炭化，甚至有空洞形成。本實驗進一步研究B超灰階增強值與組織凝固性壞死之間的量化關系。通過分析比較灰度變化與計劃、實際損傷體積的數(shù)值關系，探討最適灰階增強值(能指導產(chǎn)生不小于計劃損傷體積的完全性凝固性壞死，且損傷體積接近計劃損

4、傷體積)，并深入研究計劃與實際損傷體積的量化關系。臨床治療中，B超實時監(jiān)控通常是監(jiān)控靶區(qū)組織凝固性壞死的面積，因而本文探索實時監(jiān)控聲像圖中靶區(qū)回聲強度變化的面積與計劃、實際損傷面積之間的相關性及量化指標，對臨床治療的實時監(jiān)控提供參考。通過探索超聲監(jiān)控的準確性和可靠性，為建立客觀、準確的實時監(jiān)控、療效評價數(shù)值化指標及標準奠定基礎。 材料與方法 1．B超實時監(jiān)控HIFU輻照肌肉組織最適灰階增強值的實驗研究 根據(jù)前期實

5、驗結(jié)果，按不同灰度范圍將25只南江黃羊分為五組(各組灰階增強值分別為7-18，19-26，27-34，35-42，43-50)。以頻率為0.8MHZ，功率200W的HIFU對其腿部肌肉組織進行輻照損傷。在各組灰階增強值指導下，計劃損傷的體積均為1 cm×1cm×1 cm，觀察實際損傷出現(xiàn)的情況及實際損傷體積大小。探索能指導產(chǎn)生治療區(qū)域完全性凝固性壞死，且實際壞死體積與計劃損傷體積最接近的灰階增強值。 2．最適灰階增強值指導下計劃

6、損傷與實際損傷關系的實驗研究 (1)最適灰階增強值指導下不同計劃損傷體積與實際損傷體積的關系將25只南江黃羊按不同的計劃損傷體積分為1cm×1cm×1cm；1.5cm×1cm×1cm； 2cm×1cm×1cm； 3cm×1cm×1cm； 2cm×2cm×1cm5組，進行HIFU輻照，治療深度、方式、治療頭參數(shù)同第一部分，研究在灰度變化為“35-42”指導下，不同計劃損傷體積與實際損傷體積的關系。 (2)基于最適灰階增強值

7、的B超監(jiān)控圖像最大壞死面積與計劃損傷面積、實際最大損傷面積的關系將20只南江黃羊按不同的計劃損傷體積分為1 cm×1cm；1.5cm×1cm；2cm×1cm；3cm×1cm 4組，進行HIFU輻照，治療深度、方式、治療頭參數(shù)同第一部分,研究在灰度變化為“35-42”指導下，研究B超監(jiān)控聲像圖最大壞死面積與計劃損傷面積、實際最大損傷面積之間的關系。 結(jié)果 1．HIFU輻照后輻照區(qū)產(chǎn)生明顯的凝固性壞死，與周圍正常組織分界清楚

8、；隨著靶區(qū)灰階增強值的增加，損傷體積也逐漸增加，輻照的指導灰度值與壞死體積呈直線相關(r=0.8460)；當灰階增強值低于“35-42”時，各組有不完全壞死的樣本出現(xiàn)(TNR<,1>=65％，TNR<,2>=85％，TNR<,3>=95％)；當灰階增強值為“43-50”時，實際壞死體積遠大于計劃損傷體積；當灰度增強值為“35-42”時，所有樣本出現(xiàn)完全性凝固性壞死(TNR<,4>=100％)，并發(fā)現(xiàn)實際壞死體積均不小于計劃損傷體積，且與

9、計劃損傷體積接近而穩(wěn)定，我們認為“35-42”是本實驗中的最適灰階增強值。 2．隨著計劃損傷的增加，實際壞死體積逐漸增加，在規(guī)定的5組計劃損傷體積中，未發(fā)現(xiàn)壞死體積飽和現(xiàn)象；實際損傷體積大小與計劃損傷體積大小二者成正相關，(r=0.98776)；計劃損傷體積約是實際損傷體積的1.31倍。 3．隨著計劃損傷體積的增大B超監(jiān)測下的最大壞死面積也對應增大，兩者成正相關(r=0.946)；B超監(jiān)測下最大損傷面積與實際最大損傷面積

10、統(tǒng)計學上無顯著性差異。 結(jié)論 B型超聲實時監(jiān)控和評價HIFU的治療效果時，灰度變化“35-42”為HIFU致肌肉組織完全凝固性壞死的最適灰階增強值。在此最適灰階增強值指導下，肌肉實際損傷體積與計劃損傷體積二者成正相關，前者為后者的1.31倍左右?；谧钸m灰階增強值的B超圖像上最大壞死面積與實際損傷最大面積有良好的相關性，統(tǒng)計分析兩者無顯著性差異。在HIFU的臨床應用中，可利用基于最適灰階增強值的超聲圖像來監(jiān)控和評價HIF