MRI无创测温技术在高强度聚焦超声损伤活体羊肝组织中的应用

目的 磁共振成像(MRI)无创测温技术实时监测高强度聚焦超声(HIFU)辐照活体羊肝组织的靶区温度,观察靶区温度的分布特点.方法 MRI导航高强度聚焦超声治疗系统(MRIgHIFU)定点连续辐照羊肝组织,GRE-T-MAP序列实时监测靶区温度并采集3 s,6 s,10 s的温度图.结果 GRE-T-MAP每3～4 s采集一幅以不同颜色标示的温度图像:同一层面,靶区中心温度最高,周围依次降低;焦点层面的平均温度比其前、后层面高.靶区温度随辐照时间延长而增高,辐照10 s时焦点层面平均温度(63.03±5.39)℃,最高温度(76.19±2.98)℃.结论 GRE-T-MAP序列能准确获取靶区及其周围的温度范围,MRI测温技术可用于评价HIFU辐照活体动物肝脏的效果,为进一步研究磁共振导航高强度聚焦超声治疗系统的,临床应用奠定基础.     

MRI监控HIFU损伤活体兔肝VX2瘤的影像学观察

目的观察高强度聚焦超声(HIFU)损伤20例活体兔肝VX2瘤的磁共振成像(MRI)监控图像,探讨MRI图像变化及其与实际损伤的关系。方法 HIFU以点辐照的方式逐层覆盖20例活体兔肝VX2瘤,并在HFIU术前及术后即刻扫描快速自旋回波(TSE)序列T1加权像(T1WI)、T2WI及增强T1WI。观察MRI图像变化,并取瘤体组织作2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色及苏木素-伊红染色,进行病理检查。结果 MRI图像改变能较准确地反映HIFU术后即刻瘤体内部损伤情况。结论 MRI能有效监控及评价HIFU损伤活体兔肝VX2瘤的效果。     

MRI监控高强度聚焦超声损伤离体肝脏的影像学研究

目的:观察高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)损伤离体肝组织的MRI监控图像变化,探讨MRI监控的有效性和准确性.方法:通过MRI监控HIFU辐照离体牛肝组织,观察不同剂量损伤灶的MRI图像.以及与实际损伤面积的关系.结果:本研究共计60例损伤灶,其中50例(83.3％)损伤灶于PDWI和T2WI中表现为边界清晰的稍低信号,与实际损伤面积比较无统计学差异(P＞0.05).而在T1WI中仅23例(38.3％)可见信号增高.结论:本研究证实我所自行研制的MRI监控HIFU设备能有效监控治疗,准确评价疗效,并为后期治疗肝脏肿瘤提供一定的影像学基础.     

高强度聚焦超声辐照离体组织中空化泡和沸腾泡对辐照后即刻B超声像图中强回声的贡献

目的研究高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)辐照离体牛肝组织中的空化泡和沸腾泡对辐照后即刻B超声像图中强回声的贡献。方法将牛肝组织简单随机分成2组,每组20块。一组使用200 W声功率的HIFU辐照2 s,以在HIFU焦域处只产生空化泡,另一组使用50 W声功率的HIFU辐照80 s,以在焦域处只产生沸腾泡。在辐照过程中,使用置于HIFU声焦点旁1 mm的热电偶对焦域处的温度进行测量,并通过计算机的RS 232串口进行记录。同时,使用被动空化检测(passive cavitation detection,PCD)系统测取牛肝组织内传播出的声信号,并在LabVIEW开发平台上编程以获得该信号的频谱,计算该频谱在3～7 MHz内滤除谐波后的均方根值(root mean square,RMS)。记录HIFU辐照后即刻的B超声像图,与辐照前同一位置的声像图进行比较。辐照结束后将牛肝切开,观察是否有损伤形成。结果 200 W声功率的HIFU辐照离体牛肝组织后即刻B超声像图中有19次未出现强回声,PCD系统所检测信号的频谱中出现明显的宽带噪声,辐照开始后RMS增大,焦点处的最高温度为(61.10±6.18)℃。50 W声功率的HIFU辐照离体牛肝组织后即刻B超声像图中有19次出现强回声,PCD系统所测信号频谱中未见宽带噪声,RMS未见增大,焦域处的最高温度为(93.34±3.37)℃。辐照后,所有牛肝组织中均出现了凝固性坏死。结论 HIFU辐照后即刻B超声像图中强回声出现的主要原因是辐照过程中产生的沸腾泡,非空化泡。     

Contribution of cavitation and boiling bubbles to hyperecho in B-mode ultrasound images immediately after in vitro tissue exposed to high intensity focused ultrasound

[目的]研究高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)辐照离体牛肝组织中的空化泡和沸腾泡对辐照后即刻B超声像图中强回声的贡献.[方法]将牛肝组织简单随机分成2组,每组20块.一组使用200W声功率的HIFU辐照2s,以在HIFU焦域处只产生空化泡,另一组使用50W声功率的HIFU辐照80s,以在焦域处只产生沸腾泡.在辐照过程中,使用置于HIFU声焦点旁1mm的热电偶对焦域处的温度进行测量,并通过计算机的RS232串口进行记录.同时,使用被动空化检测(passive cavitation detection,PCD)系统测取牛肝组织内传播出的声信号,并在LabVIEW开发平台上编程以获得该信号的频谱,计算该频谱在3～7MHz内滤除谐波后的均方根值(root mean square,RMS).记录HIFU辐照后即刻的B超声像图,与辐照前同一位置的声像图进行比较.辐照结束后将牛肝切开,观察是否有损伤形成.[结果]200W声功率的HIFU辐照离体牛肝组织后即刻B超声像图中有19次未出现强同声,PCD系统所检测信号的频谱中出现明显的宽带噪声,辐照开始后RMS增大,焦点处的最高温度为(61.10±6.18)℃.50W声功率的HIFU辐照离体牛肝组织后即刻B超声像图中有19次出现强回声,PCD系统所测信号频谱中未见宽带噪声,RMS未见增大,焦域处的最高温度为(93.34±3.37)℃.辐照后,所有牛肝组织中均出现了凝固性坏死.[结论]HIFU辐照后即刻B超声像图中强回声出现的主要原因是辐照过程中产生的沸腾泡,非空化泡.     

脉冲与连续高强度聚焦超声对离体牛肝表面消融的效果比较

目的 比较脉冲高强度聚焦超声(pulsed high-intensity focused ultrasound,PHIFU)与连续高强度聚焦超声(continuous high-intensity focused ultrasound,CHIFU)表面消融模式的消融效果,探讨优化HIFU表面消融模式的辐照策略.方法 将40块牛肝组织按辐照方式不同分为A组(30块,PHIFU表面消融模式)和B组(10块,CHIFU表面消融模式),A组再按占空比均分为A1(10％)、A2 (30％)、A3(50％)3个亚组,每个亚组10块.B超监控下,A、B组分别采用PHIFU与CHIFU表面消融模式对靶区进行辐照,辐照同时记录靶区内部温度,辐照后观察靶区边缘及其内、外未辐照区损伤情况,测算能效因子并分析温度时间曲线.结果 能效因子:A1组＜A2组＜A3组＜B组.靶区外部:仅B组出现明显热损伤;靶区边缘:各组均可形成封闭隔离带,A1组呈液性坏死,其余组呈凝固性坏死;靶区内部:组织损伤程度随占空比增大而增大.内部温度:除A1组,其余组最高温度均超过60℃.结论 PHIFU较CHIFU在提高消融效率、减少靶区外组织损伤上更有优势.PHIFU表面消融时,调整占空比可改变靶组织内部未辐照区的温升及损伤情况.     

Tamura纹理分析应用于HIFU监控的离体研究

目的 探讨在高强度聚焦超声(HIFU)辐照过程中,超声图像与HIFU辐照产生凝固性坏死的关系,以提高监控超声对HIFU凝固性坏死的判断灵敏度.方法 在相同声强、辐照时间、辐照深度情况下,HIFU定点辐照离体牛肝,观测靶区辐照前及辐照结束后即刻、1 min、5 min的声像图变化和灰度值变化,并对靶区声像图进行小波变换,对经过小波变换后得到的9幅图进行tamura纹理分析,再用支撑矢量机(SVM)筛选参数并得到决策超平面.结果 超声图像基于小波变换的tamura纹理分析可以评价HIFU凝固性坏死情况,其灵敏度高于用灰度评价(x2=15.211,P<0.05).结论 声像图基于小波变换的tamura斑纹分析判断HIFU辐照的靶组织有无凝固性坏死优于灰度评价.     

高强度聚焦超声治疗兔移植性乳腺肿瘤的安全性评价

目的 :评价高强度聚焦超声 (HighIntensityFocusedUltrasound ,HIFU)治疗兔乳腺移植性肿瘤的安全性。方法 :4 0只兔乳腺移植性肿瘤于肿瘤移植后 11天随机分为治疗组 2 0只 ,手术组 10只 ,对照组 10只。治疗组接受HIFU覆盖治疗 ,手术组接受常规手术切除局部肿瘤 ,对照组接受假照治疗。采集辐照前后声像图进行对比性观察 ,于HIFU辐照后即刻切取肿瘤作肉眼观察 ,观察肿瘤的转移情况。HIFU辐照前后查肝功、生化及肾功 ,观察其变化。结果 :HIFU辐照前肿瘤声像图呈低回声团块 ,辐照后肿瘤声像图呈明显强回声。HIFU辐照前肿瘤切面呈粉红色 ,辐照后肿瘤呈白色凝固性损伤灶 ;治疗组和手术组的肿瘤转移率分别为 2 0 %和 30 % ,无显著性差异 (P >0 .0 5 ) ,均明显低于对照组 (10 0 % ,P <0 .0 5 )。HIFU辐照后治疗组动物的肝功、血生化及肾功与辐照前相比 ,以及手术组和对照组比较 ,差异无显著性 (P >0 .0 5 )。结论 :在B超实时监控下 ,HIFU准确有效地杀灭乳腺肿瘤 ,不增加肿瘤转移的危险性 ,对动物的肝功、血生化及肾功无影响。因此 ,HIFU治疗系统治疗是安全的。     

磁共振引导高强度聚焦超声消融犬肾上腺的可行性研究

目的探讨磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)引导高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)体外消融肾上腺的可行性。方法 16只体质量9～13 kg的健康杂种犬,随机分为对照组(n=4)、相对低能量HIFU消融组(声功率200 W组,n=6)、相对高能量HIFU消融组(声功率400 W组,n=6),在MRI引导下消融左侧肾上腺。术后利用MRI增强造影,观察肾上腺消融情况以及周围脏器损伤情况。术后每天动态监测各组血液中皮质醇、醛固酮激素的含量。5 d后处死实验犬,对左侧肾上腺进行大体及病理学观察,评估200、400 W声功率下肾上腺消融面积以及消融比的差异。结果 HIFU消融术后犬生命体征平稳,MRI增强造影可见消融区域肾上腺信号明显减低,周围脏器组织未见明显信号异常。大体观察可见左侧肾上腺头部和尾部出血、肿胀及部分液化,消融区域皮肤及肾上腺周围脏器均未见明显损伤。病理检查可见消融区域肾上腺出现凝固性坏死灶,与周围组织分界清楚。400 W组消融灶数量要明显多于200 W组的消融灶。200 W组消融灶面积为(1.8±0.3)cm2,消融比率为(40.3±18.1)%;400 W组消融灶面积为(2.7±0.6)cm2,消融比率为(60.3±23.3)%,2组间消融面积和消融比率差异有统计学意义(P<0.05)。术后第1天与对照组相比,血液中皮质醇及醛固酮出现一过性升高,第2天开始出现下降趋势,第4～5天趋于稳定。2声功率组激素含量从第3天开始均与对照组存在统计学差异(P<0.05)。结论 MRI引导HIFU技术可以实现活体动物肾上腺消融,消融范围可控,在肾上腺疾病外科无创治疗方面可能有应用前景。     

MRI在HIFU治疗后随访中的作用

目的:探讨MRI技术在高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)治疗后随访中的作用.方法:采用HIFU治疗猴子宫瘤样增生模型,利用磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)术后定期随访,观察靶区声像图的变化情况.结果:HIFU后,MRI示靶区无血流信号,动态观察发现靶区体积逐渐缩小.这与病理学及B超观察结果一致.结论:MRI是l临床上HIFU治疗后随访监测病灶变化有效可行的手段,能准确反应其组织学变化.