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

1、目的：高強(qiáng)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(yīng)用于臨床。該技術(shù)具有無創(chuàng)、有效、安全、治療后恢復(fù)快、無電離輻射，不伴放射性損傷和污染等優(yōu)點(diǎn)，極具臨床應(yīng)用價值。目前，臨床上運(yùn)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(shí)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(dǎo)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(diǎn)。目前B型超聲是實(shí)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(qiáng)回聲光團(tuán)，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(dǎo)HIFU治療。 關(guān)于B超的灰階增強(qiáng)值(灰度變化值)與凝固性壞死之間的量化關(guān)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(shí)際壞死體積

3、與B超實(shí)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(qiáng)值與最佳灰階增強(qiáng)值之間變化時)呈正相關(guān)，當(dāng)灰度變化達(dá)到最佳灰階增強(qiáng)值以后，隨著B超灰階增強(qiáng)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(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究B超灰階增強(qiáng)值與組織凝固性壞死之間的量化關(guān)系。通過分析比較灰度變化與計劃、實(shí)際損傷體積的數(shù)值關(guān)系，探討最適灰階增強(qiáng)值(能指導(dǎo)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(shí)際損傷體積的量化關(guān)系。臨床治療中，B超實(shí)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(shí)時監(jiān)控聲像圖中靶區(qū)回聲強(qiáng)度變化的面積與計劃、實(shí)際損傷面積之間的相關(guān)性及量化指標(biāo)，對臨床治療的實(shí)時監(jiān)控提供參考。通過探索超聲監(jiān)控的準(zhǔn)確性和可靠性，為建立客觀、準(zhǔn)確的實(shí)時監(jiān)控、療效評價數(shù)值化指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。 材料與方法 1．B超實(shí)時監(jiān)控HIFU輻照肌肉組織最適灰階增強(qiáng)值的實(shí)驗(yàn)研究 根據(jù)前期實(shí)

5、驗(yàn)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(qiáng)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(jìn)行輻照損傷。在各組灰階增強(qiáng)值指導(dǎo)下，計劃損傷的體積均為1 cm×1cm×1 cm，觀察實(shí)際損傷出現(xiàn)的情況及實(shí)際損傷體積大小。探索能指導(dǎo)產(chǎn)生治療區(qū)域完全性凝固性壞死，且實(shí)際壞死體積與計劃損傷體積最接近的灰階增強(qiáng)值。 2．最適灰階增強(qiáng)值指導(dǎo)下計劃

6、損傷與實(shí)際損傷關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究 (1)最適灰階增強(qiáng)值指導(dǎo)下不同計劃損傷體積與實(shí)際損傷體積的關(guān)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(jìn)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(dǎo)下，不同計劃損傷體積與實(shí)際損傷體積的關(guān)系。 (2)基于最適灰階增強(qiáng)值

7、的B超監(jiān)控圖像最大壞死面積與計劃損傷面積、實(shí)際最大損傷面積的關(guān)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(jìn)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(dǎo)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(shí)際最大損傷面積之間的關(guān)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(qiáng)值的增加，損傷體積也逐漸增加，輻照的指導(dǎo)灰度值與壞死體積呈直線相關(guān)(r=0.8460)；當(dāng)灰階增強(qiáng)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(dāng)灰階增強(qiáng)值為“43-50”時，實(shí)際壞死體積遠(yuǎn)大于計劃損傷體積；當(dāng)灰度增強(qiáng)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(shí)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(rèn)為“35-42”是本實(shí)驗(yàn)中的最適灰階增強(qiáng)值。 2．隨著計劃損傷的增加，實(shí)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(shí)際損傷體積大小與計劃損傷體積大小二者成正相關(guān)，(r=0.98776)；計劃損傷體積約是實(shí)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(yīng)增大，兩者成正相關(guān)(r=0.946)；B超監(jiān)測下最大損傷面積與實(shí)際最大損傷面積

10、統(tǒng)計學(xué)上無顯著性差異。 結(jié)論 B型超聲實(shí)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(qiáng)值。在此最適灰階增強(qiáng)值指導(dǎo)下，肌肉實(shí)際損傷體積與計劃損傷體積二者成正相關(guān)，前者為后者的1.31倍左右。基于最適灰階增強(qiáng)值的B超圖像上最大壞死面積與實(shí)際損傷最大面積有良好的相關(guān)性，統(tǒng)計分析兩者無顯著性差異。在HIFU的臨床應(yīng)用中，可利用基于最適灰階增強(qiáng)值的超聲圖像來監(jiān)控和評價HIF