高强度聚焦超声治疗脑部肿瘤技术进展

近年来研究发现,聚焦超声在肿瘤治疗方面有其独有的优势,被认为是有希望的治疗肿瘤新方法之一.高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)是利用超声波的生物学效应,通过一定技术手段,将体外发射的超声波聚焦于体内病变组织.由于聚焦部位的能量沉积,组织内温度瞬间即可上升到65℃以上,达到靶向破坏病变的目的.     

中国物理医学医师人才培养模式探索

物理学与医学的结合给物理学的发展带来了巨大的活力,为医学诊疗、治疗技术带来了革命。中国物理医学学科的建设远远落后于发达国家,根据现代医疗模式发展的新需求,培养基础扎实、动手能力强、能将医学与工程交融的物理医学医师复合型专业人才是时代的要求。     

高强度聚焦超声联用超声造影剂对治疗兔肝焦域效应的影响

目的探讨超声造影剂改变动物体内生物组织对入射超声的反应,以增强高强度聚焦超声(HIFU)治疗实体肿瘤的生物学效应.方法采用前瞻性配对方法,把32只新西兰纯种大白兔按体质量配对分为两组,每组16只,两组兔肝分别接受①单纯HIFU治疗;②增强HIFU治疗,即先静脉注射超声造影剂(白蛋白包裹的含全氟丙烷的气体微泡,全氟显),再接受HIFU治疗.两组治疗参数包括辐照时间、功率、频率、焦距相同.记录并比较两组肝在辐照前与辐照后20 s、2 min、5 min靶区的超声灰度值改变并在术后2 h、第2 d、第3 d和第7 d各解剖4只兔,对比两组肝脏的焦域体积大小及显微镜下肝组织的病理学改变.结果单纯HIFU组辐照前后的超声灰度改变值分别为 20.2± 12.4(20 s), 16.8± 9.3(2 min)和 15.1± 11.9(5 min);增强HIFU治疗组为 63.9± 29.4(20 s), 60.0± 25.9(2 min), 59.3± 28.7(5 min),两组差异有显著性意义(P< 0.05).两组肝的焦域体积分别为( 130.5± 200.2)mm3(单纯HIFU组)和( 1613.6± 2620.7)mm3(增强HIFU组,P< 0.05).两组在治疗当天光镜下靶区肝细胞即出现不可逆的变性坏死,1 d后出现明显的大片凝固性坏死,与周围组织分界清楚.结论超声造影剂可改变动物体内的声学环境,从而增强HIFU对兔肝的作用效应,可作为HIFU增效剂用于临床治疗实体肿瘤.     

声通道上的肋骨对高强度聚焦超声在羊肝内形成凝固性坏死的影响

目的从有效性、安全性和剂量学的角度探讨声通道上的肋骨对高强度聚焦超声（HIFU）损伤山羊肝的影响。方法HIFU分别辐照声通道上有肋骨（对照组）和声通道上肋骨被手术切除（实验组）的羊肝。辐照结束后2d处死动物，观察靶区凝固性坏死形成情况，测量凝固性坏死的体积并计算能效因子（energy efficiency factor，EEF）。结果实验组的凝固性坏死形成率明显高于对照组，EEF远远小于对照组。结论声通道上的肋骨明显影响凝固性坏死的形成率和EEF，提高HIFU治疗受肋骨阻挡的肝癌的治疗效率非常重要。     

MRI监控高强度聚焦超声联合SonoVue损伤山羊肝脏组织的增效研究

目的采用MRI测温探讨高强度聚焦超声(HIFU)联合SonoVue损伤山羊肝脏组织的增效作用。方法选取南江黄羊6只,于MRI监控下对山羊肝脏进行HIFU定点辐照,辐照频率为1.0MHz、辐照深度30mm、声功率250 W、辐照时间15s。采用自身对照,于同一层面肝脏组织上选择两个辐照点,分别为HIFU联合生理盐水(0.03ml/kg)组(对照组)和HIFU联合SonoVue(0.03ml/kg)组(实验组)。在HIFU辐照过程中观测焦点处的温升情况,比较实验组和对照组的初始辐照阶段温升率、辐照过程中达到的最高温度、辐照结束后温度56℃的区域;比较实验组与对照组凝固性坏死情况,并对实验组靶区做组织病理学检查。结果实验组初始辐照阶段温升率、辐照过程中达到的最高温度、辐照结束后温度56℃区域的面积均大于对照组(P均0.05);实验组靶区为完整的凝固性坏死,且凝固性坏死体积大于对照组(P0.05)。结论超声造影剂SonoVue能够用于增强HIFU对山羊肝脏组织的损伤作用,这与微泡增强HIFU热效应有关。     

染料木黄酮对MKN45胃癌细胞及其皮下移植瘤抗血管生成作用的研究

目的：验证染料木黄酮（Genistein）对人胃癌细胞MKN45及其皮下移植瘤模型的抗血管生成作用,并建立以光学分子影像对其抗血管生成作用进行监测的实验方法。方法：MTT法检测Genistein对MKN45人胃癌细胞的增殖抑制作用;血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）-ELISA验证Genistein对MKN45细胞及MKN45皮下移植瘤VEGF表达的抑制作用。免疫组化检测Genistein治疗后肿瘤VEGF、CD31及Ki67表达水平的变化;将近红外荧光染料分子Dylight 680-NHS与所制备的F（ab′）2段贝伐单抗（Bevacizumab）偶联并纯化制得靶向VEGF的荧光分子探针：Dylight 680-Bevacizumab-F（ab′）2,并将其应用活体荧光显像检测Genistein对肿瘤VEGF的抑制效果。结果：MTT及Ki67检测结果表明Genistein对MKN45人胃癌细胞及其皮下移植瘤无明显的增殖抑制效果（MTT检测结果中P=0.118）;VEGF-ELISA检测结果表明Genistein能够明显降低MKN45细胞（P=0.002）及其皮下移植瘤（P=0.000）VEGF的表达水平。Genistein对MKN45皮下移植瘤的治疗实验结果表明：Genistein具有一定的抑瘤疗效（P=0.034）,通过免疫组化分析可知肿瘤VEGF及CD31表达水平明显降低;同时,荧光分子探针Dylight 680-Bevacizumab-F（ab′）2应用于活体荧光成像能够有效地检测皮下肿瘤VEGF表达水平的变化。结论：Genistein主要通过抑制MKN45肿瘤（细胞）VEGF的表达产生抗血管生成作用而非直接抑制肿瘤（细胞）的增殖达到抑瘤效果。荧光分子探针Dylight 680-Bevacizumab-F（ab′）2应用于活体显像能够对Genistein抗肿瘤血管生成的疗效进行早期预测,具有良好的临床转化前景。     

高强度聚焦超声对溶菌酶结构的影响

目的：探讨高强度聚焦超声（high intensity focused ultrasound,HIFU）对一种蛋白质—溶菌酶结构的影响。方法：使用频率0.94 MHz、声强3.25×104 W/cm2、脉冲重复频率4 Hz、占空比10%的脉冲高强度聚焦超声辐照溶菌酶溶液10 s。利用圆二色光谱（CD光谱）、荧光光谱、核磁共振氢谱（1H nuclear magnetic resonance,1H-NMR）和聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel,SDS-PAGE）方法,分别研究高强度聚焦超声对溶菌酶二级、三级和四级结构的影响。结果：高强度聚焦超声处理后,CD光谱无明显变化,表明高强度聚焦超声对溶菌酶二级结构影响不大;而荧光强度减弱,说明溶菌酶色氨酸周围的疏水结构发生了变化;SDS-PAGE结果显示,经高强度聚焦超声辐照后溶菌酶出现支链降解;分析 1H-NMR发现,辐照后溶菌酶色氨酸发生了化学位移。结论：高强度聚焦超声可以改变溶菌酶的高级结构。