磁共振引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲損傷兔肝的影像學(xué)研究.pdf

1、研究背景: 高強(qiáng)度聚焦超聲(High-intensity Focused Ultrasound，HIFU)是上世紀(jì)九十年代發(fā)展起來(lái)的無(wú)創(chuàng)實(shí)體腫瘤治療技術(shù)。其機(jī)制是利用超聲波的組織穿透性和聚焦性等特點(diǎn)，將體外低能量的超聲波聚焦到體內(nèi)靶區(qū)處，通過(guò)在焦域處產(chǎn)生瞬態(tài)高溫(60-100℃)、空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等，使靶區(qū)內(nèi)的組織發(fā)生凝固性壞死。在HIFU治療過(guò)程中，影像監(jiān)控是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。磁共振(Magnetic resonance imagi

2、ng，MRI)具有軟組織分辨率高，可多參數(shù)，多功能成像，可無(wú)創(chuàng)測(cè)溫，無(wú)電力輻射等優(yōu)點(diǎn)，己作為一種新的HIFU治療監(jiān)控手段被眾多學(xué)者重視。目前，國(guó)外已出現(xiàn)MRI引導(dǎo)HIFU腫瘤治療的掃描定位系統(tǒng)，且Hynynen、Peter、Tempany等人已使用該系統(tǒng)對(duì)乳腺纖維瘤、乳腺癌、子宮肌瘤等患者進(jìn)行了治療，取得了一定的成果。但目前的研究和臨床運(yùn)用僅限于受呼吸影響不大的組織和臟器，對(duì)于受呼吸影響較大的臟器(如肝臟)的研究還屬少見(jiàn)。因此本課題采用

3、由重慶海扶技術(shù)有限公司自行研制的MRI導(dǎo)航高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)(MR Imaging guided HIFU，MRIgHIFU)對(duì)活體兔肝組織及兔肝VX2瘤進(jìn)行研究。 目的: 驗(yàn)證MRI監(jiān)控HIFU損傷活體肝組織的可行性和準(zhǔn)確性，初步探索MRI術(shù)中評(píng)價(jià)HIFU治療的參數(shù)和條件。并以此為基礎(chǔ)觀察HIFU損傷兔肝VX2瘤的MRI圖像改變，以期為今后MRI監(jiān)控HIFU治療人肝臟惡性腫瘤奠定影像學(xué)基礎(chǔ)。 方法:

4、 1.活體正常兔肝實(shí)驗(yàn) 采用MRIgHiFU系統(tǒng)(治療頭頻率1.0MHz，焦距150mm)，以新西蘭大白兔正常活體肝組織為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行HIFU輻照.輻照前掃描快速自旋回波(TSE)序列T1WI、T2WI、PDWI采集肝組織失狀面MRI圖像，并以T1WI圖像作為定位圖，選擇預(yù)輻照層面進(jìn)行HIFU輻照。輻照參數(shù)設(shè)置：聲功率分別為300w、250w、200w，輻照時(shí)間30s，每一聲功率輻照10只兔，每只兔肝臟選擇1個(gè)靶點(diǎn)。輻照后即

5、刻重復(fù)術(shù)前掃描方式采集靶區(qū)肝組織MRI圖像，并掃描TSE序列增強(qiáng)T1WI。觀察圖像變化并測(cè)量損傷區(qū)范圍，分別與實(shí)際組織損傷作比較。同時(shí)測(cè)量靶區(qū)和正常肝組織的平均MRI信號(hào)值，根據(jù)公式計(jì)算兩者的信號(hào)差和對(duì)比度。然后取損傷組織作HE染色，光鏡下觀察形態(tài)學(xué)變化。所有結(jié)果應(yīng)用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行分析。 2.兔肝VX2瘤實(shí)驗(yàn) 采用開(kāi)腹包埋接種法建立兔肝VX2移植瘤模型。建模三周后，用于HIFU治療。術(shù)前行TSE序列T1W

6、I、T2WI及增強(qiáng)T1WI失狀面掃描,觀察腫瘤的形態(tài)，邊界，信號(hào)特點(diǎn)，血供情況等。并以T1WI圖像作為定位圖，選擇腫瘤所在層面進(jìn)行HIFU治療。治療計(jì)劃：選用點(diǎn)打方式，功率：250w，時(shí)間：10s，每個(gè)點(diǎn)輻照2遍，每次輻照均間隔10s，點(diǎn)與點(diǎn)間無(wú)間隔(根據(jù)HIFU治療軟件中顯示焦域大小移動(dòng)治療頭)，采用深-淺、點(diǎn)-線-面-體的組合方式完全覆蓋腫瘤。術(shù)后即刻重復(fù)術(shù)前掃描方式采集腫瘤MRI圖像。觀察腫瘤形態(tài)，邊界，信號(hào)特點(diǎn)及血供情況等。隨后

7、處死實(shí)驗(yàn)兔，取腫瘤組織TTC染色，病理切片，HE染色光鏡下觀察組織形態(tài)學(xué)變化。結(jié)果1HIFU輻照活體正常兔肝組織30個(gè)點(diǎn)，術(shù)后即刻MRJ平掃顯示所有點(diǎn)于T1WI中顯示為邊界清晰的高信號(hào)，類(lèi)橢圓形或類(lèi)三角形，其大小與實(shí)際損傷灶比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。18/30個(gè)點(diǎn)于T2WI中顯示為稍低信號(hào)，邊界欠清，12/30個(gè)無(wú)信號(hào)改變。在PDWI中僅3個(gè)點(diǎn)可在PDWI中顯示，其余各點(diǎn)未見(jiàn)明顯信號(hào)改變。對(duì)各加權(quán)圖像中損傷區(qū)平均MRI信號(hào)值與正

8、常肝組織MRI信號(hào)值進(jìn)行比較顯示：隨著輻照功率的增加，T1WI和T2WI中損傷灶與正常肝組織的MRI信號(hào)差值是逐漸增加的，即輻照能量越大損傷灶越明顯。對(duì)比T1WI、T2WI圖像，T1WI中信號(hào)差值及對(duì)比度分別高于T2WI中信號(hào)差值和對(duì)比度，即T1WI顯示損傷灶較T2WI更明顯。增強(qiáng)T1WI掃描，30個(gè)點(diǎn)均無(wú)強(qiáng)化。其中17個(gè)點(diǎn)無(wú)強(qiáng)化區(qū)范圍明顯大于實(shí)際灰白色壞死區(qū)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)功率為300w時(shí)，8/30個(gè)點(diǎn)于增強(qiáng)TIWI無(wú)強(qiáng)化區(qū)內(nèi)見(jiàn)

9、稍高信號(hào)區(qū)，其位置、形態(tài)、范圍與平掃T1WI中高信號(hào)區(qū)范圍一致，提示可能與平掃T1WI中高信號(hào)覆蓋增強(qiáng)T1WI中相應(yīng)無(wú)強(qiáng)化區(qū)有關(guān)。取灰白色損傷組織作病檢結(jié)果顯示組織為完全凝固性壞死。 2HIFU治療兔肝VX2瘤20例。術(shù)后即刻平掃M(jìn)RI顯示腫瘤邊界清晰.T1WI上，腫瘤信號(hào)均有不同程度的增加.其中有14/20個(gè)腫瘤中央可見(jiàn)片狀不規(guī)則高信號(hào)區(qū).T2WI上腫瘤信號(hào)稍降低者有5/20個(gè)，信號(hào)稍增高者有3/20個(gè)，其余信號(hào)改變不明顯.增

10、強(qiáng)T1WI：術(shù)后有17/20個(gè)腫瘤未見(jiàn)強(qiáng)化。與周?chē)谓M織分界清晰.有3/20個(gè)腫瘤周邊有部分強(qiáng)化.術(shù)后皮膚損傷者有3例。平掃T2WI顯示皮膚增厚，信號(hào)增高，呈分層狀，其間夾雜低信號(hào)帶。平掃TlWI見(jiàn)皮膚增厚，信號(hào)改變不明顯。剖腹見(jiàn)腫瘤呈黃白色圓形或類(lèi)圓形結(jié)節(jié)，部分腫瘤中央可見(jiàn)紅褐色出血。ITC染色有17/20個(gè)腫瘤無(wú)著色，與周?chē)M織分界清楚，邊界銳利。另外3/20個(gè)腫瘤周邊部分紅染。取黃白色腫瘤組織病檢顯示為完全凝固性壞死。 結(jié)