高强度聚焦超声作用下兔脑的病理转归

目的：通过研究高强度聚焦超声（High intensity focused ultrasound, HIFU）对正常兔脑组织作用后损伤灶的病理转归,探讨其治疗脑肿瘤的安全性和可行性。方法：选取合适的HIFU作用剂量,对12只新西兰兔左右两侧脑组织分别照射5s和10s,于即刻、3天、7天、14天、28天及60天处死取材,大体和组织学观察照射后损伤灶的生物学特性及靶区组织病理学变化,并在电镜下观察损伤即刻的超微结构变化。结果：大体与光镜观察发现在作用时间为5s和10s的不同情况下,二者损伤程度以28天差异最大,最终10s区转归为神经胶质瘢痕,5s区则未见明显损伤痕迹。在HIFU损伤即刻,电镜下可见10s区出现细胞、血管结构完整性受破坏,而5s作用区仍具有完整性。结论：HIFU能定位损伤大脑深部组织,对浅表组织的影响较小。损伤灶的修复方式与照射的剂量有关,提示用适当剂量HIFU治疗脑肿瘤是安全的和可行的,为将来应用HIFU临床治疗脑肿瘤提供了实验依据。     

高强度聚焦超声抑制小鼠黑色素瘤细胞B16-F10在体内的转移

目的在黑色素瘤的小鼠模型上,探讨高强度聚焦超声（HIFU）处理对黑色素瘤细胞体内转移的影响。方法皮下注射小
鼠黑色素瘤细胞B16-F10以构建小鼠黑色素瘤皮下移植瘤模型;待肿瘤最长径长至7~10 mm时进行HIFU处理,并设置实验对
照组（荷瘤鼠辐照HIFU但保持治疗头功率源开关关闭,即假照组）;治疗后每3 d测量肿瘤长径和短径,共观察3周,绘制肿瘤曲
线,统计生存率和转移率,并通过实时荧光定量PCR测定血液中黑色素瘤细胞3个标志物的相对表达量以监测血液中循环黑色
素瘤细胞的数量,它们分别是黑色素瘤相关抗原A3（MAGE-A3）、T细胞1识别的黑色素瘤抗原（MART1）以及同源转化成对框
基因转录因子PAX3);在HIFU治疗后14 d,通过尾静脉注射再次移植B16-F10细胞,观测其肺转移率。结果（1）各自的中位生
存时间及95 %可信区间（CI）：假照组分别为19.00 d和17.14~20.86 d,HIFU组则分别为26.00d和24.76~27.25 d,生存率差异显
著（P<0.01）;从治疗后第20天起,两组小鼠的肿瘤体积差异明显,从HIFU处理后第20天开始,包括处理后第23、26天,辐照组
小鼠肿瘤体积明显小于假照组（P<0.05）;（2）实时荧光定量PCR结果显示HIFU组小鼠在治疗后第7天的MAGE-A3、MART1
和PAX3三个指标都明显低于假照组（P<0.05）,在治疗后第14天其MAGE-A3的表达量仍然明显低于假照组（P<0.05）;（3）在
HIFU治疗后14 d通过尾静脉再次移植相同肿瘤细胞,HIFU组肺转移灶的数量明显低于假照组（P<0.05）,肿瘤转移抑制率为
42.4%。结论HIFU处理能够抑制黑色素瘤细胞在体内转移的发生,其机制可能涉及减少肿瘤细胞从原发灶的脱落和瘤细胞在
肺部的定植能力。
     

高强度聚焦超声波对棘球蚴的杀伤效果

目的 探索高强度聚焦超声波(high intensity focused ultrasound,HIFU)杀伤棘球蚴(Echinococcus cysts)的效果.方法 采集感染棘球蚴的新鲜羊肝,选取囊壁较薄、触摸弹性较好、直径<50 mm的棘球蚴囊25个,采用随机区组设计的方法 分为5组,每组5个.实验组分别用100、150、200、250 W声功率HIFU对棘球蚴囊进行沿着囊壁多层面的环形照射,覆盖棘球蚴囊囊壁,层面间距为5 mm,每个层而沿囊壁环形扫描1遍,环形扫描速度为3 mm/s,扫描1次,照射时间2～10 min;对照组用普通超声照射2 min.以原头蚴的死亡率作为效应指标,同时检测囊液中乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶活性.结果 HIFU照射后棘球蚴的原头蚴急性死亡率显著升高(F=38.00,P<0.01),囊液内的乳酸脱氧酶活性显著升高(F=14.75,P<0.01),碱性磷酸酶活性显著升高(F=12.00,P<0.01).结论 HIFU沿棘球蚴囊壁多层面环形照射的方法 对棘球蚴有损伤的效果.     

聚焦超声对人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤生物学特性的影响

目的:观察聚焦超声对人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤治疗作用及对治疗靶区边缘肿瘤组织生物学特性的影响.方法:32例人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤模型,不同剂量聚焦超声辐照后,不同时间观察荷瘤鼠的一般生命体征、瘤体生长情况.取辐照靶区及靶区边缘肿瘤组织,观察组织病理学及超微结构变化.原位末端标记法检测瘤细胞凋亡,免疫组化检测Bax、Bcl-2、PCNA及MMP-9的表达.结果:聚焦超声可明显抑制人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤的生长,随辐照剂量增加其抑制作用亦增强.病理组织学观察可见各治疗组靶区变性、坏死.核结构破坏.靶区边缘肿瘤细胞肿胀、排列疏松,电镜示线粒体肿胀,胞质空化泡形成.核结构变化不显著.TUNEL检测靶区边缘瘤组织凋亡细胞数目增多,免疫组化检测Bax表达上调.Bcl-2表达下调,PCNA及MMP-9蛋白表达减弱.结论:聚焦超声可明显破坏人宫颈癌裸鼠皮下移植瘤细胞并抑制肿瘤生长,对辐照靶区边缘肿瘤细胞有促进凋亡作用.该过程可能与聚焦超声热效应激活线粒体介导的细胞凋亡信号通路有关.     

高强度聚焦超声空化效应的研究进展

高强度聚焦超声(HIFU)是一种新兴的非侵入性局部治疗技术,对HIFU的生物学效应之一——空化效应的研究较少。本文就空化效应在HIFU治疗中的应用,HIFU空化效应的预测和检测,以及HIFU空化效应的调节和控制作一综述。     

高强聚焦超声(HIFU)无创治疗肿瘤技术的崛起

20世纪40年代,美国学者首次提出了高强聚焦超声治疗技术的概念,并进行了初步的工程和临床研究.70、80年代间,治疗肿瘤的温热疗法曾盛行一时.90年代之后,高强聚焦超声外科肿瘤治疗技术在国际上重新崛起,我国率先推出了大型高强聚焦超声肿瘤治疗系统,并成功地应用于临床治疗乳腺癌、骨肿瘤、肝癌等多种实体肿瘤.迄今,该"JC型高强聚焦超声肿瘤治疗系统"已出口到英国、意大利、西班牙、日本、韩国等许多欧亚国家,在诸如欧洲肿瘤治疗中心等20多个医疗中心运行,治疗肿瘤患者达数万例.我国持续保持着引领世界超声无创治疗技术发展的领先地位.

Abstract：

In the 40 years of last centry American scientists put forward a concep of high intensity focused ultrasound (HIFU) therapeutic technique and had done some technical and clinical studies. Since 90 years the HIFU surgery technique treating tumors anew rised abruptly in the world. China firstly put out a comprehensive HIFU tumor treating sistem and successfully treated many solid tumors such as breast cancer, bone tumor, liver cancer etc.. Now the treating sistem has already exported to England, Italy,Spain, Japan, Colea etc. and treated tens thousands tumor patients. In the field of noninvasive ultrasound treating tumor technique China has continually kept the leading position in the world.     

低强度脉冲超声刺激对人类牙周膜细胞BMP-2表达效应的研究

目的：探讨一定强度的LIPUS对H-PDLCs进行辐照后,细胞内BMP-2的表达变化,对LIPUS诱导牙周成骨效应进行初步评估。方法：体外培养H-PDLCs,LIPUS（90mW/cm2,20min/天）连续处理1周,分别于处理1、3、5、7天后收集标本,同期培养的未接受任何处理的H-PDLCs为对照组。实时定量PCR检测各时间点细胞内BMP-2基因表达变化,2^（-△△CT）法分析基因相对表达变化量,对△CT值组间差异进行方差分析。结果：实时定量PCR显示LIPUS处理后H-PDLCs内BMP-2表达逐渐增强,于第3天达高峰,第5天逐渐减弱,但表达仍高于同期未处理组,到第7天下降到接近同期未处理组水平。尤其是,LIPUS处理3天后较同期对照组BMP-2基因表达增加6.07倍;5天后较同期对照组BMP-2基因表达增加2.30倍,△CT值组间均具有统计学差异（P〈0.05）。结论：本研究发现LIPUS处理可有效诱导H-PDLCs的BMP-2表达增强,随时间变化呈现一定的规律性。这表明LIPUS具有潜在的促进H-PDLCs成骨分化效应。     

高强度聚焦超声焦域处气泡的空化与沸腾

高强度聚焦超声(HIFU)致使组织产生热凝固性坏死,是一个非常复杂的瞬态过程。焦域处气泡的空化与沸腾行为在整个损伤过程中扮演着重要的角色。本文综述国内外学者对HIFU辐照过程中相关气泡行为的研究,就焦域处气泡的空化和沸腾的产生、相关的检测手段及其与强回声、靶区温升和损伤形态的关系进行概述。     

声衰减与非线性对双频聚焦声焦域的影响

目的：探讨声衰减与非线性对双频聚焦超声声焦域的影响。方法：利用瑞利积分的线性叠加算法数值模拟计算。并在辐照离体生物组织中进行实验验证。结果：随着声衰减系数的增大与非线性的增强．双频声焦域从“椭球形”变成“蝌蚪形”,并且焦域向着换能器方向移动,但声衰减的影响较非线性大。结论：声衰减与非线性对焦域影响较大,在实际应用中应予考虑。本文在利用瑞利积分的线性叠加算法,研究了媒介声衰减与高声强引起的非线性对差频相干模式下的双频聚焦声场焦域的影响。结果表明,随着声衰减系数的增大与非线性的增加。双频声焦域从“椭球形”变为“蝌蚪形”．并且焦域向着换能器方向移动．但声衰减的影响较非线性大。并在离体牛肝的损伤实验中得到初步验证。     

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。