超声空化效应的研究进展

自上世纪四十年代超声技术应用于医学临床诊断以来，随着医学、物理等交叉学科的迅速发展，对超声的物理特性和生物学效应^[1](热效应，空化效应，机械效应等)的运用已渗透到了人体保健、疾病预防、疾病治疗(包括体外碎石、止血、肿瘤切除等)、生物技术(如基因转染)等医学领域。随之而兴起的超声生物学效应的研究揭示了超声与生物体系各个层次相互作用的机制，其中空化效应作为超声生物学的重要效应之一，它的基础研究和应用日趋受到人们的重视。     

高强度聚焦超声辐照兔腹主动脉粥样硬化血管后的病理学变化

目的观察高强度聚焦超声(high intensity foeused ultrasound，HIFU)辐照后兔腹主动脉粥样硬化(athero—sclerosis，AS)血管的病理学变化。方法通过大体、光镜和透射电镜观察HIFU辐照后不同时间，兔腹主动脉AS血管的病理学变化。结果48只兔(AS组：n1=24，对照组：n2=24)，HIFU辐照后腹主动脉出现一定程度损伤，但无血管栓塞和破裂；辐照后5d、10d血管损伤呈逐渐恢复趋势，对照组恢复更好。结论HIFU辐照导致兔腹主动脉粥样硬化血管产生可逆性损伤。     

B超监控脉冲高强度聚焦超声的可行性

目的探讨B超监控脉冲高强度聚焦超声（PHIFU）辐照的可行性。方法将高强度聚集超声（HIFU）治疗系统设置为脉冲工作状态,调整脉冲重复频率为4Hz,辐照剂量分别为180、240、300J,每个剂量又分为4个占空比时间组（1%～4%）。PHIFU定点辐照离体牛肝组织,辐照结束后比较靶区辐照前后的声像图变化和灰度值变化,切开牛肝组织肉眼观察靶区的形态变化,重复实验10次。取靶区与正常组织交界处组织行HE染色。结果 PHIFU辐照离体牛肝组织后,靶区B超图像出现低回声区,靶区灰度差值为负值,且各剂量下所有占空比时间组灰度差的负值比较差异无统计学意义（P均〉0.05）。各剂量下,占空比为1%～3%的PHIFU辐照后切开靶区组织有清亮液体流出,靶区仅见空洞,其内未见凝固性坏死;占空比为4%的PHIFU辐照后可见泥浆样液体流出。结论通过观察PHIFU辐照后的灰度值和声像图变化,可以间接指导制定治疗剂量和判断治疗效果。     

不同强度低频超声联合环丙沙星对铜绿假单胞菌生物膜的作用

目的探讨不同强度低频超声联合环丙沙星对铜绿假单胞菌(PA)生物膜的作用。方法建立PA菌株生物膜模型,随机分为对照组、环丙沙星组、10mW/cm2低频超声组、100mW/cm2低频超声组、300mW/cm2低频超声组、10mW/cm2低频超声+环丙沙星组、100mW/cm2低频超声+环丙沙星组、300mW/cm2低频超声+环丙沙星组,测定各组BF细菌活力的变化,激光共聚焦显微镜观察并定量分析生物膜结构。结果与对照组比较,环丙沙星组、10mW/cm2低频超声组、100mW/cm2低频超声组、300mW/cm2低频超声组生物膜中细菌活力水平、生物膜厚度、区域孔径(AP)、平均扩散距离(ADD)和结构熵(TE)无显著变化(P均0.05),10mW/cm2低频超声+环丙沙星组、100mW/cm2低频超声+环丙沙星组和300mW/cm2低频超声+环丙沙星组生物膜中细菌活力明显降低、生物膜厚度变薄、AP增大、ADD与TE减小(P均0.05),且呈辐照剂量依赖性。结论低频超声可有效增强环丙沙星对PA生物膜的清除作用,且呈辐照剂量依赖性。     

对比观察SonoVue与包裹全氟戊烷的介孔二氧化硅纳米微球在蛋清体模中的高强度聚焦超声增效作用

目的在蛋清体模中比较SonoVue和介孔二氧化硅纳米微球包裹的氟碳化合物增强高强度聚焦超声(HIFU)治疗效果差异,筛选适合HIFU治疗的增效剂。方法将SonoVue和包裹液态全氟戊烷的介孔二氧化硅纳米微球(MSNC-PFP)各0.3ml分别均匀混合到100ml的蛋清体模中,制成SonoVue组和MSNC-PFP组2个实验组,空白组不含增效剂。在B超引导下采用声功率160W的HIFU定点辐照10s,记录辐照区域即刻灰度变化,对比分析辐照后灰度变化区域、损伤体积、损伤形态以及能效因子(EEF)。结果辐照区回声增强范围与损伤大小一致,回声增强范围SMSNC-PFP组SSonoVue组≥S空白组;损伤体积VMSNC-PFP组VSonoVue组≥V空白组;EEFMSNC-PFP组EEFSonoVue组≤EEF空白组。MSNC-PFP组损伤形态皆为圆锥体,偏向换能器方向的损伤边缘类似棉花状,边缘局部有空隙;而SonoVue组和空白组的损伤形状皆为水滴状,边界清晰且无空隙。结论 MSNC-PFP能较SonoVue更有效地提高HIFU治疗效率。     

肿瘤的声动力学治疗

 引言肿瘤是一种常见、多发病,其中恶性肿瘤是严重危害人类健康的一类疾病,其死亡率仅次于心血管疾病而居第2位。鉴于目前对肿瘤的病因和发病机理不清楚,有关肿瘤的治疗方法都不能从根本上解决问题。人们不断探索新的肿瘤治疗方法,超声激活声敏剂治疗恶性肿瘤的声动力学治疗(sonody namictherapy ,SDT)就是其中之一。1　声动力治疗的来源及发展SDT是在光动力治疗(photodynamictherapy ,PDT)的基础上建立和发展起来的。1978年美国的Dougherty等[1] 提出激光与血卟啉结合有明显的抗肿瘤作用,并将用激光激活血卟啉治疗肿瘤的方法称为光动力。由于激光的组织穿透能力有限,使其在深部肿瘤的治疗应用上受到限制。超声可以到达深部组织,1989年Umemura等[2 ] 通过生物体内和体外的实验研究表明,在血卟啉存在条件下,超声诱导肿瘤细胞坏死比无血卟啉时明显增多,由此他提出了声动力治疗的概念。1990年Yumita等[3] 利用超声波结合血卟啉对接种了S180细胞的鼠进行了抗肿瘤效应测定。结果表明单独使用血卟啉没有抗肿瘤作用,单独超声波有微弱的抗肿瘤作用,二者结合对肿瘤细胞的抑制率达到...     

动脉粥样硬化经高强度聚焦超声作用后血管的结构和功能变化

目的 观察高强度聚焦超声（HIFU）在体辐照兔粥样硬化腹主动脉后血管的结构和功能变化，探讨HIFU对病理性血管的影响。方法建立粥样硬化兔动物模型，经HIFU辐照后，通过光镜、透射电镜、彩色多普勒血流显像（CDFI）和数字减影血管造影（DSA）测定血管组织形态学和血流动力学变化。结果 经HIFU辐照后，兔动物模型粥样硬化腹主动脉出现一定程度损伤，但无血管栓塞和破裂，实验组和对照组血管损伤程度差异无统计学意义；CDFI系列血流参数均下降（P〈0．05）；DSA显示动脉血流阻滞，充盈延迟，无血管栓塞和破裂。辐照后5d及10d观察损伤血管呈逐渐恢复趋势，动脉血流参数呈恢复趋势，对照组恢复更好。结论 HIFU辐照兔粥样硬化腹主动脉将导致可逆性损伤和血流动力学改变。     

HIFU治疗中的空化效应及其应用

超声空化效应是高强度聚焦超声（HIFU）治疗中的重要生物学效应之一，在形成凝固性坏死与提高治疗效率等方面起着关键性作用。因而在HIFU治疗中是否有空化效应参与，什么条件下发生，对热效应有怎样的影响，如何评价它的利弊及怎样去控制和利用它是研究者关注的问题，本文就这些问题进行综述。     

HIFU体外块"切除"动物肝脏、肾脏和肌肉的剂量研究

目的　用能效因子( energy- efficiency factor,EEF)作为高强度聚焦超声( high intensity focused ultrasound,HIFU)治疗剂量学评价指标来研究HIFU切除组织块的治疗剂量。方法　按照由束损伤→片损伤→块损伤的治疗原则,使用声强为70 0 0～2 770 0 W/ cm2 ,扫描线长3 0 mm,扫描速度3 mm/ s,束损伤的空间间距5～1 0 mm,片损伤的空间间距5 mm,在山羊肝脏、肾脏和肌肉中形成一个凝固性坏死块。并把形成单位体积凝固性坏死所需的超声能量叫做HIFU治疗的EEF,用EEF作为HIFU治疗剂量学评价指标。结果　按照束损伤→片损伤→块损伤的组合方式能在山羊肝脏、肾脏、肌肉中形成一个完整的凝固性坏死块,且中间没有正常组织残留。在山羊肾脏中形成一个凝固性坏死块的EEF明显大于在山羊肝脏中形成一个凝固性坏死块的EEF,而相比于肾脏和肝脏,在山羊肌肉中形成一个凝固性坏死块的EEF最小。结论　本研究表明同一超声能量在不同的靶组织中所产生的凝固性坏死体积不同,组织的结构、功能状态对HIFU治疗肿瘤的效果具有较大的影响,HIFU治疗剂量学的研究有望为临床治疗肿瘤提供剂量学指导     

肝脏HIFU治疗剂量学初步研究

目的探讨在直线扫描方式时,高强度聚焦超声(HIFU)损伤不同深度的正常羊肝组织的治疗剂量,即产生单位体积凝固性坏死所需要的超声输出能量.方法应用频率1.0MHz,焦域平均声强为5500W/cm2,对15头南疆黄羊距皮肤30mm、40mm、50mm的肝组织内行HIFU损伤,损伤范围30mm×10mm×10mm,扫描线间距和面间距均为5mm.术后3～7天内处死动物,测量凝固性坏死体积,观察治疗剂量与治疗深度的关系.结果距皮30mm深度肝脏HIFU治疗剂量为(16.6±2.72)J/mm3,40mm为(28.3±6.37)J/mm3,50mm为(44.7±3.71)J/mm3.结论HIFU致肝组织的凝固性坏死有明显的量效关系,其值随辐照深度的增加而增加.