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背景HIFU技术应用于临床10余年来,疗效肯定,但其在方法学、剂量学研究方面仍不完善。传统上采取“点-线-面-体”模式来消融肿瘤。这种模式对小体积肿瘤非常有效,但对大体积恶性肿瘤,如肝癌,易导致剂量过大、时间过长、稍有不慎发生严重并发症等问题。HIFU表面消融模式是针对上述问题,对大体积恶性肿瘤靶区,遵循其生长规律,进行靶区周边辐照而中心区域不投放能量的一种新的辐照方式,可形成边界清晰、完整的凝固性坏死带。然而靶区血管的存在可能导致HIFU表面消融辐照后靶区周边组织残留、凝固性坏死带完整性被破坏等问题发生,使HIFU表面消融的安全性和可靠性不能保障。蛋清仿组织体模具有与人体软组织相近的声学特性,已用于HIFU特性的相关实验研究。但这些研究所获结果迥异,究其原因发现,很可能是仅用了单一蛋清浓度的蛋清仿组织体模观察所致。为能够选取合适蛋清体模的蛋清浓度对血管因素进行定量观测,本研究以蛋清仿组织体模为研究对象,探讨不同蛋清浓度对HIFU消融效果的影响,并选择合适蛋清浓度,建立含离体兔胸主动脉的实验模型,研究靶区内血管位置及血管长轴与声轴角度对HIFU消融效果的影响,为临床HIFU治疗方法学提供参考,为进一步研究表面消融模式奠定基础。方法1.体模蛋清浓度对HIFU消融效果的影响制作50块仿组织体模,根据蛋清含量70%、60%、50%、40%、30%,将体模分为A、B、C、D、E 5组(n=10)。对各组预设靶区行HIFU多线段辐照。记录辐照期间近声源侧定点温度变化,观察辐照后损伤形态,计算损伤区长轴长度、短轴长度、损伤体积、能效因子。2.血管位置对HIFU表面消融效果的影响制作48块仿组织体模血管模型,根据血管中心与平行于血管长轴的HIFU表面消融侧面(前面)的距离L=0mm、6mm分别分为A、B两组。A、B两组内,根据血管中心与HIFU表面消融最深层面(顶面)距离d=0mm、10mm、20mm,分别分为A1、A2、A3和B1、B2、B3三个亚组。另设A4组与B4组为各组的对照亚组,不含血管。各亚组与对照亚组A4、B4均含8块体模。B超监控下,测量各组血管内径、管壁厚度,对各组及空白对照组预设靶区行HIFU表面消融模式辐照。记录辐照后损伤形态,计算损伤体积、能效因子。体模制作获取血管时,随机选择8只兔,各取新鲜血管段1cm;辐照后,分别选取各组辐照区、未辐照区血管段1cm固定,包埋,切片,HE染色后光学显微镜下观察血管壁损伤情况。3.血管长轴与声轴角度对HIFU表面消融效果的影响制作64块仿组织体模血管模型,根据血管中心与平行于血管长轴的HIFU表面消融侧面(前面)的距离L=0mm、6mm各分为A、B两组。每组根据血管经过Y-Z平面靶区边界对角线交点时,其长轴与声轴之间夹角角度α=0°、60°、90°、120°分为A1、A2、A 3、A 4、B1、B2、B3、B4亚组。每组另外设置A5与B5为各组的对照亚组,不含血管。各亚组与对照亚组均含8块体模。B超监控下,测量各组血管内径、管壁厚度,对各组及空白对照组预设靶区行HIFU表面消融模式辐照。记录辐照后损伤形态,计算损伤体积、能效因子。体模制作获取血管时,随机选择8只兔,各取新鲜血管段1cm;辐照后,分别选取各组辐照区、未辐照区血管段1cm固定,包埋,切片,HE染色后光学显微镜下观察血管壁损伤情况。结果1.体模蛋清浓度对HIFU消融效果的影响A、B、C、D、E各组间损伤长轴无显著性差异(P>0.05)。损伤短轴、损伤体积随蛋清浓度的增加而增加(P<0.05)。EEF随蛋清浓度的减少而减少(P<0.05)。靶区温度随体模蛋清浓度的增大而升高,温升速度越快,温度维持在高水平的时间越长。2.血管位置对HIFU表面消融效果的影响血管内径、管壁厚度:A、B各组间无显著性差异(P>0.05)。损伤形态:A1、B1组,靶区完全消融,损伤隔离带完整,未辐照区无残留;余各组血管深侧靶区不完全消融,损伤隔离带不连续,未辐照区有残留。损伤体积:A组中A2组最小(P<0.01),A1与A3组无显著性差异(P>0.05);B组中B2组最小(P<0.01),B1与B3组无显著性差异(P>0.05)。EEF:A组中A2组最大(P<0.01),A1与A3组无显著性差异(P>0.05);B组中B2组最大(P<0.01),B1与B3组无显著性差异(P>0.05)。血管壁损伤情况:与新鲜血管相比,A、B各组辐照区管壁见损伤,内膜或/和外膜水肿,内部非辐照区管壁未见损伤,仅见外膜水肿。3.血管长轴与声轴角度对HIFU表面消融效果的影响血管内径、管壁厚度:A、B各组间无显著性差异(P>0.05)。损伤形态:A1、B1组,靶区完全消融,损伤隔离带完整,未辐照区无残留;余各组血管深侧靶区不完全消融,损伤隔离带不连续,未辐照区有残留。损伤体积:A组中A3组最小(P<0.01),A2与A4组无显著性差异(P>0.05);B组中B3组最小(P<0.01),B2与B4组无显著性差异(P>0.05)。EEF:A组中A3组最大(P<0.01),A2与A4组无显著性差异(P>0.05);B组中B2组最大(P<0.01),B2与B4组无显著性差异(P>0.05)。血管壁损伤情况:与新鲜血管相比,A、B各组辐照区管壁见损伤,内膜或/和外膜水肿,内部非辐照区管壁未见损伤,仅见外膜水肿。结论1.蛋清浓度对HIFU消融影响显著。40%是形成完整面损伤较为适宜的蛋清浓度。2.血管位置对HIFU表面消融影响显著。血管中心距HIFU表面消融最深层面10mm对靶区消融效果影响最大。3.血管长轴与声轴角度对HIFU表面消融影响显著。血管长轴与声轴角度90°对靶区消融效果影响最大。