EUS+高能聚焦超声，“可行”且“可视”
2016-06-09 北京友谊医院消化内科 程芮 MedSci原创
研究简介 美国一项研究显示，应用标准EUS介导的HIFU设备进行猪模型胰腺、肝脏组织的体内病变切除术安全有效。论文发表于《消化内镜》[Gastrointest Endosc2015，81(5)：1244]杂志5月刊。 该设备(图1)由定制的球形弯曲的HIFU传感器(直径12mm，聚焦范围28mm×1.6mm)及10MHz的EUS成像探头组成，固定于同一金属套内，并将远端对齐。金属套表面包裹一层
研究简介
美国一项研究显示，应用标准EUS介导的HIFU设备进行猪模型胰腺、肝脏组织的体内病变切除术安全有效。论文发表于《消化内镜》[Gastrointest Endosc2015，81(5)：1244]杂志5月刊。
该设备(图1)由定制的球形弯曲的HIFU传感器(直径12mm，聚焦范围28mm×1.6mm)及10MHz的EUS成像探头组成，固定于同一金属套内，并将远端对齐。金属套表面包裹一层密闭乳胶套形成水囊，可以充满水以利于EUS介导成像，有2个送水通道对水囊进行送水及抽水。水囊外为特别定制的塑料壳，可用于固定，也可控制HIFU聚焦在组织上的深度以及确保内镜远端的可弯曲度。
图1 EUS介导的HIFU设备。A：EUS探头、水囊(红色箭头)、HIFU传导器(黄色箭头);B、C：EUS探头、HIFU传
感器组成的远端视图，内镜远端可正常弯曲
HIFU传感器的电源功率控制在150W，聚焦超声波的功率通过光纤探针器进行测定。HIFU产生的蒸汽泡沫通过EUS清晰可见，为高回声区域，可有效进行治疗监测。
研究首先应用透明的凝胶样组织模型进行直视下病灶切除，然后应用离体组织进行试验。为保持离体组织的原有形态及性质，选择当天屠宰的牛的肝脏作为实验材料来源。实验过程中，HIFU聚焦在距凝胶样组织及离体组织15mm的深度，之后进行HIFU切除术，同时拍照观察组织损伤总数。
此设备的体内操作性验证实验选择了与人消化系统解剖结构相似度较高的猪模型。共应用了5只猪进行观察，将其麻醉后固定于外科手术台上，应用胃镜及生理盐水彻底清理消化道，在食管、胃黏膜表面进行乙酰半胱氨酸溶液喷洒，以除去会影响超声波的过多的黏液、气泡等。将组装好的EUS介导的HIFU设备经食管进入胃内，贴近胃壁(图2)。超声图像用于判断胰腺、肝脏的治疗点定位。
图 2 EUS介导的HIFU切除术模拟图解
选择好治疗靶位后，应用机械通气令实验动物出现短暂的呼吸暂停，开始HIFU切除术。沿食管及胃壁移动内镜，每只动物均进行肝脏、胰腺4~5个部位的HIFU切除术。治疗后应用内镜检查消化道黏膜，之后对动物实行安乐死，收集肝脏和胰腺组织进行苏木精-伊红(HE)染色，通过组织学分析来评估组织结构、机械性损害程度，并进行还原型烟酰胺嘌岭二核苷酸脱氢酶(NADH-d)染色评估热损害范围。为排除胃内残留黏液对HIFU治疗的影响，在安乐死后迅速对动物进行开腹并打开胃壁，在HIFU聚焦之前用除气体的盐水进行彻底冲洗。
结果显示，脉冲式HIFU聚焦于凝胶样组织模型和离体牛肝组织可形成界限清楚的蝌蚪形热损失病灶，并在中心形成小的空泡。中心的小空泡对应的位置为沸腾气泡位置，即超声内镜下所显示的高回声区域，大约在HIFU聚焦开始2秒后(图3)。可见超声内镜为HIFU切除术提供了良好的可视系统。
图3 脉冲式HIFU聚焦于离体牛肝组织。A：形成界限清楚的蝌蚪形热损失病灶，并在中心形成小的空泡;B：空泡对应位置为沸腾气泡位置，为超声下所显示的高回声区域
猪模型体内实验发现，HIFU切除术所造成的组织损伤外观与超声显示的回声略有增强的区域一致，且回声增强及定位较离体实验明显。实验猪肝脏和胰腺上发现的热损伤区域直径亦大于离体实验，并在器官表面形成较大范围的损伤，这与HIFU聚焦的区域一致。
HE染色观察到肝脏、胰腺组织的细胞结构均完整，NADH-d染色显示出胰腺组织有浅层区域热损伤，较正常组织染色更白，肝组织上可见一片更大范围的热损伤，边界清晰。
通过EUS留取的HIFU聚焦过程之中及之后的图片(图4)显示，HIFU可聚焦于肝脏组织内部较深的部位，而不损伤肝脏表面及胃壁的组织;组织学切片染色结果也证实了这一点。
图4 A：超声内镜在肝脏行HIFU切除时通过胃壁获得的图像，红色箭头为HIFU发出的超声波方向，红色十字为聚 焦部位;B：热损伤的深度可达组织深部，而组织表面无损伤;C：HE染色后组织切片图像，红色虚线勾勒范围为HIFU聚焦治疗区域，黄色箭头为中心形成的空泡;D：NADH-d染色后治疗部位的热效应图像
作者：北京友谊医院消化内科 程芮
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