微秒級陡脈沖治療腫瘤的量效關(guān)系研究.pdf

1、腫瘤已成為威脅人類健康的主要疾病，傳統(tǒng)治療方法如手術(shù)治療、放射治療和化學(xué)藥物治療雖有了長足的發(fā)展，但都有一定的適應(yīng)癥、禁忌癥和副作用，而陡脈沖作為一種新型腫瘤局部治療技術(shù)，以其微創(chuàng)、無毒副作用等優(yōu)點(diǎn)展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景并在國際上掀起一股研究熱潮。
　　本文以在體兔肝正常組織和腫瘤組織為研究對象，采用動物實(shí)驗(yàn)與電場仿真相結(jié)合的方法，對微秒級陡脈沖不可逆性電擊穿的閾值和量效關(guān)系進(jìn)行了研究。
　　首先建立正常組織和腫瘤組織的電場仿

2、真物理模型，采用FEMLAB有限元仿真軟件對陡脈沖在其中的電場分布進(jìn)行仿真，并進(jìn)行了在體兔肝組織實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，證實(shí)了利用仿真手段對陡脈沖治療腫瘤的相關(guān)生物電效應(yīng)進(jìn)行研究的可行性。還對不同電極陣列的電場分布進(jìn)行了仿真，發(fā)現(xiàn)電極針直徑、電極針間距離以及電極針數(shù)目對電場的分布均存在一定影響，在臨床應(yīng)用中需要根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)合理的電極陣列。
　　其次以在體正常兔肝組織為研究對象，利用有限元仿真軟件FEMLAB，根據(jù)

3、描繪經(jīng)TTC染色的兔肝組織壞死輪廓，估算陡脈沖致正常兔肝細(xì)胞不可逆性電擊穿的電場強(qiáng)度閾值為926±30V/cm；以博萊霉素為標(biāo)記物，通過觀察光鏡下治療后肝細(xì)胞染色質(zhì)的濃縮情況，估算陡脈沖致正常肝細(xì)胞可逆性電擊穿的電場強(qiáng)度閾值為807±30 V/cm；并從細(xì)胞跨膜電壓的角度對兔肝正常細(xì)胞電擊穿的電場強(qiáng)度閾值進(jìn)行了分析。同時(shí)研究不同參數(shù)（電壓峰值、脈寬、頻率）組合的陡脈沖電場致正常兔肝組織不可逆性電擊穿范圍（即殺傷面積）的量效關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)

4、：不同參數(shù)組合的陡脈沖對殺傷面積有較大的影響，隨著脈沖劑量增大，殺傷面積隨之增加，但同時(shí)存在飽和趨勢。
　　最后以在體兔肝VX2腫瘤組織為研究對象，采用實(shí)驗(yàn)與FEMLAB仿真相結(jié)合的方法，得出 VX2腫瘤細(xì)胞發(fā)生不可逆性電擊穿的電場強(qiáng)度閾值為838±46V/cm。通過TTC染色觀察和測量不同峰值電壓的陡脈沖作用前后兔肝VX2腫瘤的體積和壞死體積并進(jìn)行對比，兔肝VX2腫瘤組織的壞死體積隨著陡脈沖峰值的增加而增加，腫瘤增長的程度則隨著