HIFU辐照牛眼晶状体所致凝固性坏死的时变规律与声空化

【作者】 王静； 钟志强； 李发琪； 李成海； 李兴； 王琦； 钟明松； 王智彪；

【机构】 重庆医科大学生物医学工程学院,省部共建超声医学工程国家重点实验室超声医疗国家工程研究中心；

【摘要】 目的探讨相同剂量下高强度聚焦超声所致凝固性坏死的时变规律及其空化机制。方法用相同剂量(600J)的高强度聚焦超声辐照离体牛眼晶状体,辐照参数分别为100W×6s、200W×3s、300W×2s,600W×1s,每组重复实验20次,用高速摄像系统记录辐照过程中凝固性坏死的形成过程,并用被动空化检测系统(探头中心频率:5MHz)检测空化。辐照结束后,每隔一定的时间测量一次坏死体积,绘制坏死体积随时间变化。在labview软件平台上处理采集到的空化信息,分析宽带噪声的RMS时变趋势和次谐波、四次谐波的变化。结果 100W×6s辐照过程中的凝固性坏死体积呈现线性增长趋势,而这一过程中没有监测到空化信息,20组实验所得最终凝固性坏死平均体积为25.45±6.53mm~3;辐照参数为200W×3s和300W×2s的凝固性坏死体积增长趋势类似,凝固性坏死刚开始出现后体积增长较慢,200W×3s组在2.25s时增长加快,最终体积为44.372±23.58 mm~3,而300W×2s组在1.45s时体积增长加快,最终体积为56.95±23.96mm~3;600W×1s组的体积增长较平缓,最终体积为37.75±3.72mm~3。分析四组辐照参数下的空化信息可见,100W×6s辐照过程中没有宽带噪声出现,但是四次谐波信号有增大,200W×3s和300W×2s的宽带噪声强度较弱,但是有次谐波发生,600W×1s的宽带噪声更加明显,其RMS幅值在0.25s处有明显的增加,四次谐波幅值也有明显的波动。结论总剂量相同声功率不同的HIFU辐照离体牛眼晶状体所致生物学效应不同,低功率长时间情况下,凝固性坏死体积从开始出现后呈现线性增长;随着辐照功率的增大,凝固性坏死体积呈现非线性增长趋势,空化的作用越来越明显,对比四个参数辐照所致凝固性坏死的最终体积,可见,空化效应引起的组织损伤要强于热效应。更多还原