影响超声消融子宫腺肌病疗效相关因素研究

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分类号:R711.11UDC:密级:重庆医科大学硕士学位论文影响超声消融子宫腺肌病疗效相关因素研究论文题目作者姓名龚春梅指导教师姓名(职称、单位名称)张炼副教授重庆医科大学生物医学工程学院超声医学工程省部共建国家重点实验室培养基地——超声医学工程重庆市重点实验室申请学位级别硕士学科、专业名称肿瘤学论文答辩年月2016年5月2016年5月 =重庆医科大学研究生学位论文独创性声明本人申巧所星亮脚论文是戴本人在导怖指导下进行巧巧巧工伸及取得的硏究成廉。撞或所知,除了文中特别加糾棘速和致谢的地方外,论文中不包含其他人己姪发棄或撰写巧的研《成果,化不谊含为報得重庆匿科大学或其他驶育化梢的学位或化书而使用边的材料,与我罔工作巧同志对本巧究所概的巧甸帝献均己在路丈中化了巧确曲说巧井表示谢患。■申请学化论文与齊料署有不实之化一,本人承坦巧相关贵任。学位论文货者盤名;E雜攝T期;如4叫学位论文版权使用授权书沐人完企了解重巧監掛乂学有共侃护知巧产权的规定.,印研究生在攻读学位期间论文工作贿知巧产权单化原重庆医巧大学。本人化证毕业海棍点,发亲论文或使巧论文工作成果化署《单位为重庆疲科大学、。学校有权祐留井向固恭有共部I]或机构送堯跟文的复印件和端盘,允许论文被查闽和低尚。学校巧W公布学化论文的全部戒部分巧容(楠密内容除外),并缩入有关勞;逆库进巧植紫,可軒采用影印、游印或其他乎段保存论文。保密论文在解密盾适用本提捉书。论文作者料:指导教师签名:B潮:知冷. 目录英汉缩略语名词对照......................................................................................................1中文摘要..........................................................................................................................2英文摘要..........................................................................................................................4论文正文:影响超声消融子宫腺肌病疗效相关因素研究..........................................7前言..........................................................................................................................71材料和方法..........................................................................................................82结果....................................................................................................................103讨论....................................................................................................................18全文总结........................................................................................................................21参考文献........................................................................................................................22附图................................................................................................................................27文献综述........................................................................................................................30致谢................................................................................................................................41攻读硕士学位期间发表的学术论文............................................................................42 重庆医科大学硕士研究生学位论文英汉缩略语名词对照英文缩写英文全称中文全称HIFUHighIntensityFocusedUltrasound高强度聚焦超声MRIMagneticResonanceImaging核磁共振成像AMAdenomyosis子宫腺肌病T1WIT1WeightedImageT1加权像T2WIT2WeightedImageT2加权像NPVNon-perfusedVolume无灌注区域EEFEnergyEfficiencyFactor能效因子IUDIntrauterineDevice宫内节育器NSAIDsNonsteroidalAnti-inflammatoryDrugs非甾体类抗炎药BMIBodyMassIndex身体质量指数AWAnteriorWall前壁PWPosteriorWall后壁APWAnteriorAndPosteriorWall前后壁FFundus宫底HypoHypointensty低信号IsoIsointensity等信号1 重庆医科大学硕士研究生学位论文影响超声消融子宫腺肌病疗效相关因素研究摘要高强度聚焦超声(Highintensityfocusedultrasound,HIFU)消融是近年新发展起来的一项非侵入性治疗技术。由于其创伤小、恢复快、疗效确切、可保留子宫等特点,在治疗子宫腺肌病的临床应用上日益广泛。HIFU消融治疗子宫腺肌病的原理是将体外低能量的超声波聚焦于腺肌病灶内,通过焦点处超声波产生的热能量使病灶发生不可逆性凝固性坏死,从而使异位的子宫内膜失去生长和出血功能,达到治疗目的同时而又不损伤靶区周围组织。随着临床研究的不断深入,在临床应用过程中发现,不同腺肌病灶对HIFU消融治疗的反应不一致,部分患者容易取得良好的消融率,也有部分患者消融效果欠佳,但其相关影响因素尚未明确。本文旨在通过大样本研究,从消融率、能效因子(EEF)、团块状强回声三个消融疗效指标综合分析影响超声消融子宫腺肌病疗效的因素。为HIFU治疗子宫腺肌病优化适应症、优化治疗方案提供依据。目的探讨影响HIFU治疗子宫腺肌病疗效的相关因素。材料和方法2 重庆医科大学硕士研究生学位论文回顾性分析2011年1月至2014年7月重庆市海扶医院接受HIFU治疗的245例子宫腺肌病患者,所有患者在HIFU治疗前后均进行MRI增强扫描。分别将消融率、EEF及团块状强回声设定为因变量,可能影响消融疗效的因素设定为自变量建立多元回归模型。结果245例子宫腺肌病患者均一次性完成HIFU消融治疗。T1WI强化类型、腹壁厚度、腺肌病灶体积、高信号出血点数量、子宫位置、腺肌病灶位置与消融率存在线性相关性。病灶腹侧面到皮肤的距离、T1WI强化类型、腺肌病灶体积、腹壁厚度及T2WI信号强度与EEF存在线性相关性。子宫位置和腹壁厚度与团块状强回声的出现存在线性关系。结论T1WI强化类型、T2WI信号强度、腺肌病灶体积、子宫位置、腺肌病灶位置、高信号出血点数量、腹壁厚度、病灶腹侧面到皮肤的距离均可作为预测HIFU消融子宫腺肌病疗效的因素。关键词:高强度聚焦超声,磁共振,子宫腺肌病,消融疗效3 重庆医科大学硕士研究生学位论文FACTORSINFLUENCINGTHEABLATIVEEFFICIENCYOFHIGHINTENSITYFOCUSEDULTRASOUND(HIFU)TREATMENTFORADENOMYOSISABSTRACTHighintensityfocusedultrasound(HIFU)ablationisanovelnoninvasivetherapeutictechnique.Becauseofitsadvantagesoflessinvasive,lowercost,shortrecoverytime,thistechniquehasbeenwidelyusedinthetreatmentofadenomyosis.ThemechanismofHIFUtreatmentforadenomyosisistoinducetypicalcoagulativenecrosisinadenomyoticlesionthroughthethermaleffectproducedbyatightlyandpreciselyfocusofhigh-intensityultrasoundbeams,theadenomyoticlesionwouldloseitsfunctionandthusrelievesymptomsrelatedtoadenomyosiswithoutharmingtissuesoutsidethelesion.However,inclinicalpractice,wefoundthatahighNPVratioiseasytoachieveinsomelesions,butdifficulttoachieveinotherlesions.Tothebestofourknowledge,nostudyhasinvestigatedtherelatedfactorsthataffectNPVratio.Therefore,itisnecessarytoexplorethefactorsinfluencingtheablativeefficiencyofHIFUtreatmentforadenomyosis.TheaimofstudywastoinvestigatefactorsaffectingablativeefficiencyofHIFUforadenomyosisbyanalyzingnon-perfusedvolume(NPV)ratio,energyefficiencyfactor(EEF)andsignificantgrayscalechanges,toprovide4 重庆医科大学硕士研究生学位论文evidenceforindicationoptimization.Objectives:Toinvestigatefactorsaffectingablativeefficiencyofhighintensityfocusedultrasound(HIFU)foradenomyosis.MaterialsandMethods:Twohundredandforty-fivepatientswithadenomyosiswhounderwentultrasoundguidedHIFU(USgHIFU)wereretrospectivelyreviewed.Allpatientsunderwentdynamiccontrastenhancedmagneticresonanceimaging(MRI)beforeandafterHIFUtreatment.Thenon-perfusedvolume(NPV)ratio,energyefficiencyfactor(EEF)andgrayscalechangeweresetasdependentvariables,whilethefactorspossiblyaffectingablationefficiencyweresetasindependentvariables.Thesevariableswereusedtobuildmultipleregressionmodels.Results:Twohundredandforty-fivepatientswithadenomyosissuccessfullycompletedHIFUtreatment.EnhancementtypeonT1WI,abdominalwallthickness,volumeofadenomyoticlesion,thenumberofhyperintensepoints,locationoftheuterus,andlocationofadnomyosisallhadalinearrelationshipwiththeNPVratio.Distancefromskintotheadenomyoticlesionventalside,enhancementtypeonT1WI,volumeofadnomyoticlesion,abdominalwallthickness,andsignalintensityonT2WIallhadalinearrelationshipwithEEF.Locationoftheuterusandabdominalwallthickness5 重庆医科大学硕士研究生学位论文alsobothhadalinearrelationshipwithgrayscalechange.Conclusion:TheenhancementtypeonT1WI,signalintensityonT2WI,volumeofadenomyosis,locationofuterus,locationofadenomyosis,thenumberofhyperintensepoints,abdominalwallthickness,anddistancefromtheskintotheadenomyoticlesionventalsideallcanbeusedaspredictorsofHIFUforadenomyosis.Keywords:HIFU,MRI,Adenomyosis,Ablativeefficiency6 重庆医科大学硕士研究生学位论文影响超声消融子宫腺肌病疗效相关因素研究前言[1]子宫腺肌病是常见于育龄期妇女的一种子宫良性疾病。据有关文献报道,其[2-3]发病率为8.8-31%,其中三分之二的患者有月经量增多、痛经等临床症状。子宫腺肌病的治疗一直是妇产科领域的巨大挑战,子宫切除术仍是目前能根治子宫[4]腺肌病的唯一方法,但这种手术并不适合那些强烈希望保留子宫的患者。常规保守治疗包括左炔诺孕酮宫内节育器(IUD)、促性腺激素释放激素激动剂(GnRHa)、非甾体抗炎药(NSAID)和口服避孕药,虽然非手术治疗可控制部分患者的临床[5-9]症状,但药物副作用大,且停药后容易出现症状复发。因此,探索更安全、有效、副作用小而又能保留子宫的治疗子宫腺肌病的方式是非常有必要的。HIFU是近年来新兴的非侵入性治疗技术,超声引导的HIFU消融技术自1997[10-14][15-16][17-19]年正式应用到临床治疗以来,已逐步应用于子宫肌瘤、肝癌、胰腺癌、[20-22][23-25][26-28]乳腺癌、骨肉瘤、软组织肿瘤等多种良恶性肿瘤的治疗,其应用前景相当广泛。近年来,HIFU技术已广泛应用于子宫腺肌病的治疗并取得了较好的临床效果[29-36],HIFU消融后可导致腺肌病灶凝固性坏死,从而使异位的子宫内膜失去出血[37]和生长功能,缓解患者临床症状,达到治疗的目的。随着HIFU治疗子宫腺肌病患者数量的增多,大量研究发现,消融率与患者临床症状缓解情况存在相关性,消融率越大,患者症状缓解越明显,症状缓解持续时间越长,消融率是预判临床[38-39]疗效的重要指标。但在临床应用过程中发现,不同子宫腺肌病灶对HIFU治疗的反应不一致,部分患者容易取得良好的消融率,也有部分患者消融效果欠佳,但其相关影响因素尚未明确。因此,有必要通过分析腺肌病患者HIFU治疗前后MRI图像,探讨影响子宫腺肌病超声消融疗效的相关因素,为HIFU治疗子宫腺肌病预判疗效、优化适应症提供依据。7 重庆医科大学硕士研究生学位论文1材料和方法1.1研究对象回顾性分析2011年1月至2014年7月重庆市海扶医院接受HIFU治疗的245例有明显临床症状的子宫腺肌病患。子宫腺肌病的诊断是由临床症状结合超声和MRI共同确诊。所有患者治疗前后均接受MRI平扫及增强扫描,本研究中子宫腺肌病MRI的诊断标准是子宫体积增大,低信号的结合带呈局限或弥漫性增厚,病[40-41]灶边界不清,其内可见散在的点状T1WI/T2WI高信号影。纳入标准:(1)患者有明显的临床症状,且近期内无生育计划;(2)腺肌病灶厚度大于3cm;(3)机载超声能清楚显示声通道及腺肌病灶;(4)治疗过程中患者能和医护人员准确交流;(5)无严重的全身性疾病;(6)患者同意治疗前后行MRI增强检查。排除标准:(1)机载超声上病灶显示不清或焦点无法到达病灶;(2)月经期、哺乳期或怀孕期妇女;(3)怀疑或者确诊子宫恶性肿瘤的患者;(4)对MRI检查或对钆类造影剂禁忌的患者;(5)严重的盆腔炎症和系统性疾病;(6)下腹部瘢痕,且瘢痕处声衰减明显。1.2MRI评估所有患者均在MagnetomSymphony1.5TMRTim系统(德国Siemens公司)进行术前术后MRI检查。T1WI标准参数:TR500ms/TE13ms,voxelsize1.7x1.3x5.0mm,slicethickness4mm。T2WI标准参数:TR2300ms/TE100ms,voxelsize1.0x1.0x4.0mm,slicethickness4mm。T1WI增强标准参数:TR6.23ms/TE2.91ms,voxelsize1.7x1.2x4.0mm,slicethickness4mm.根据MRI图像统一下列参数标准:腹壁厚度、病灶到皮肤距离(病灶最大层面腹侧面到皮肤的最短距离)、病灶到骶尾骨距离(病灶最大层面背侧面到骶尾骨的最短距离)(测量方法如图1)、病灶体积、病灶最大直径、病灶位置(前壁、后壁、前后壁、侧壁、宫底)、子宫位置(前位、中位、后位)、出血点数量(出8 重庆医科大学硕士研究生学位论文血点最多层面数量多于5或少于5)(图2)、T2WI信号强度、静脉注射钆类造影剂后T1WI强化类型(血供)。T2WI信号强度分类标准(图3):(1)低信号:信号强度低于子宫平滑肌层;(2)等信号:信号强度接近子宫平滑肌层;(3)高信号:信号强度高于正常子宫平滑肌层。T1WI早期强化类型分类标准(图4):(1)轻度强化:病灶早期强化程度低于正常子宫平滑肌层;(2)中度强化:病灶早期强化程度与正常子宫平滑肌层相似;(3)显著强化:病灶早期强化程度高于正常子宫平滑肌层。治疗1天后行MRI增强检查,常规T2WI矢状位图像上测量病灶体积,增强T1WI矢状位图像上测量无灌注区体积(NPV),病灶体积和无灌注区体积均采用采用3D-TPS(重庆海扶)软件程序进行逐层勾画测量(图5)。消融率(无灌注区体积除以腺肌病灶体积)、能效因子(消融单位体积病灶需要的超声能量)、团块状灰度改变作为判断消融疗效的关键因素。1.3超声消融治疗1.3.1术前准备[29,30,42]早期研究已经详细描述了HIFU治疗子宫腺肌病的治疗方案。即HIFU治疗前3天所有患者需进行特殊的肠道准备,包括进食少渣易消化的半流质或流质食物,术前12h禁食,治疗当天早晨进行导泻、灌肠等。下腹部皮肤从肚脐至耻骨联合上缘进行备皮、脱脂、脱气。膀胱内插入留置导尿管,目的是便于控制调节膀胱体积,优化治疗声通道。治疗过程中为了防止肠道损伤,常常需要在治疗区皮肤与换能器之间放置脱气水囊,用以推挤声通道内的肠道组织到声通道外。1.3.2治疗设备HIFU消融治疗由重庆海扶医疗科技股份有限公司研制的超声引导的JC或JC200型聚焦超声肿瘤治疗系统完成。该系统主要由超声实时定位监控设备和HIFU治疗设备两大部分组成。超声装置主要用于监测和定位腺肌病灶,提供实时图像。9 重庆医科大学硕士研究生学位论文1.3.3HIFU治疗HIFU治疗无需麻醉,而是在镇静镇痛下完成。治疗过程中,根据患者体重定时静脉推注枸橼酸芬太尼和咪唑仑,其目的是降低治疗中的不适感,减少不必要的移动,但又保证患者能和医务人员准确交流治疗中的不适。术中需密切监测患者各项生命体征。将病人小心的放置于治疗床上,俯卧位前腹壁与脱气水接触。治疗功率为350-400w,治疗过程中根据患者耐受情况及病灶灰度变化调整辐照剂量和焦点位置,待高回声覆盖整个病灶或超声造影显示病灶内无造影剂充填时停止治疗。1.3.4统计方法统计分析采用SPSS17.0软件完成,符合正态分布的数据用均数±标准差(x±S)表示,符合偏态分布的数据用中位数和四分位距表示。通过分析数据特征,确定建立回归模型。消融率和EEF采用多元线性回归分析,灰度变化采用逻辑回归分析。分类变量(子宫位置、病灶位置)需设置为哑变量。P<0.05为有统计学意义。2结果2.1患者基本情况245例患者的平均年龄为37.6±5.1岁,身体质量指数(BMI)为22.2(15.0-35.0)2kg/m。病灶平均最大直径和平均体积分别为66.4±17.2mm、89.3(13.2-544.6)3mm。患者平均腹壁厚度为25.4±8.2mm,病灶到皮肤距离和病灶到骶尾部距离分别为53.5±26.1mm、18.1±14.4mm(表1)。10 重庆医科大学硕士研究生学位论文表1腺肌病患者基线资料Table1Baselinecharacteristicsofpatientswithadnomyosis变量数值例数245年龄(岁)37.6±5.1(24-51)2体重指数(Kg/cm)22.2±2.8(15.0-35.0)病灶最大直径(mm)66.4±17.2(27.0-124.0)3病灶体积(mm)89.3(13.2-544.6)腹壁厚度(mm)25.4±8.2(11.2-52.2)病灶背侧面到骶尾骨距离(mm)18.1±14.4(3.0-80.1)病灶腹侧面到皮肤距离(mm)53.5±26.1(4.2-139.3)子宫位置(A/M/R)157/12/76病灶位置(A/P/AP/F)56/137/27/25下腹部瘢痕(No/Yes)179/66T2WI信号强度(Hypo/Iso)113/132T1WI强化类型(Mild/Moderate/Significant)102/100/43子宫位置:(A:前位;M:中位;R:后位)病灶位置:(A:前壁;P:后壁;AP:前后壁;F:宫底)T2WI信号强度:(Hypo:低信号;Iso:等信号)2.2消融结果245例患者均一次性顺利完成HIFU消融治疗,术后1天通过增强MRI测量非灌注区域体积大小。平均辐照功率为398±8.5W,平均治疗时间为110(范围:13-284)min,平均辐照时间为1130(范围:89-3862)s,治疗强度622(范围:200-1576)s/h,病灶平均消融率为59.7±20.8(范围:5-97.7)%,平均EEF为6(范围:0.5-78.9)J/3mm。245例患者在治疗过程中有175例出现团块状灰度改变(表2)。11 重庆医科大学硕士研究生学位论文表2.245例腺肌病患者超声消融结果Table2.TreatmentresultsofpatientswithadnomyosistreatedbyUSgHIFU.变量数值平均功率(W)398.5±8.5(305-402)治疗时间(min)110.0(13.0-284.0)辐照时间(s)1130(89-3862)治疗强度(s/h)645.3±203.9(200-1576)3消融效率(mm/s)46.4(2-576)效率率(%)59.7±20.8(5-97.7)3能效因子(J/mm)6(0.5-78.9)团块状灰度变化(例)1752.3消融率相关影响因素分析消融率数据特征适合多元线性回归分析,消融率设置为因变量,年龄、身体质量指数(BMI)、腹壁厚度、子宫位置、病灶位置、病灶大小、有无下腹部瘢痕、高信号出血点数量、T2W信号强度、T1WI强化类型设置为自变量。分析结果显示“T1WI强化类型、腹壁厚度、病灶大小、高信号出血点数量、病灶位置、子宫位置”依次进入多元线性回归模型。表3分析结果显示,模型7拟合度明显优于其它模型,通常拟合度越高,其对模型的解释能力越强,模型7为最优模型。12 重庆医科大学硕士研究生学位论文表3.消融率多元回归模型hTable3.ThemultivariableregressionmodelofNPVratio22模型RR调整R标准估计的误差a10.3480.1210.11819.57633b20.4190.1750.16819.00016c30.4510.2040.19418.71542d40.4700.2210.23818.54452e50.4880.2680.26218.38166f60.5050.3160.30418.24708g70.5290.3300.34918.06379a预测变量:(常量),T1WI强化类型b预测变量:(常量),T1WI强化类型,腹壁厚度c预测变量:(常量),T1WI强化类型,腹壁厚度,病灶体积d预测变量:(常量),T1WI强化类型,腹壁厚度,病灶体积,高信号出血点数量e预测变量:(常量),T1WI强化类型,腹壁厚度,病灶体积,高信号出血点数量,下腹部瘢痕f预测变量:(常量),T1WI强化类型,腹壁厚度,病灶体积,高信号出血点数量,下腹部瘢痕,子宫位置g预测变量:(常量),T1WI强化类型,腹壁厚度,病灶体积,高信号出血点数量,下腹部瘢痕,子宫位置,病灶位置h因变量:消融率研究结果进一步显示T1WI强化类型、腹壁厚度及高信号出血点数量与消融率呈负相关,而病灶体积与消融率呈正相关。通过比较消融不同病灶位置取得的消融率发现,前壁病灶消融率>后壁病灶消融率>宫底病灶消融率>前后壁弥漫性病灶消融率。同时,消融率也与子宫位置存在相关性,与后位子宫的腺肌病患者相比较,前位子宫的腺肌病患者更容易取得较高的消融率。而其他自变量与消融率无明显相关性(表4)。如果自变量为随机变量,多个自变量间可能存在高度相关性,造成模型方程的不稳定,给多重回归带来无法解释的结果。表4中的“共线性统计量”显示所有变量容差均大于0.1,VIF均小于5,说明各自变量之间不存在严重多重共线性,该模型符合统计学要求。13 重庆医科大学硕士研究生学位论文表4.消融率多元回归模型系数aTable4.CoefficientofmultivariableregressionmodelofNPVratioa.因变量:消融率非标准化系数标准系数共线性统计量模型7B标准误差tSig.容差VIF常量90.4366.52613.8580.000T1WI强化类型-8.0571.635-0.283-4.9280.0000.0941.071腹壁厚度-6.0081.446-0.235-4.0990.0000.9331.072病灶体积0.0400.0150.1702.7620.0060.8091.237高信号出血点数量-5.8162.458-0.109-1.9240.0190.9361.068病灶位置(PW)-5.5292.986-0.141-1.9830.0490.9311.074病灶位置(APW)-11.5814.438-0.174-2.6100.0100.8981.113病灶位置(F)-6.7614.476-0.089-1.5100.1320.6061.650子宫位置(M)8.1535.5420.0851.4710.1430.6901.450子宫位置(P)-5.6662.633-0.126-2.1520.0320.7251.379病灶位置:(AW:前壁;PW:后壁;APW:前后壁;F:宫底)子宫位置:(A:前位;M:中位;R:后位)T1WI强化类型:(轻度强化;中度强化;显著强化).2.4EEF相关影响因素分析我们将EEF定义为因变量,年龄、BMI、子宫位置、病灶位置、病灶体积、腹壁厚度、下腹部瘢痕、病灶到皮肤的距离、病灶到骶尾骨距离、T2WI信号强度、T1WI强化类型设置为自变量建立多元回归模型。分析结果显示,模型7为最适模型,“病灶腹侧面到皮肤距离、T1WI强化类型、病灶体积、腹壁厚度、T2WI信号强度、病灶位置、子宫位置”依次进入线性回归模型。EEF与病灶到皮肤距离、腹壁厚度、T1WI强化类型、T2WI信号强度之间存在线性关系(表5、6)。14 重庆医科大学硕士研究生学位论文表5.EEF多元回归模型hTable5.ThemultivariableregressionmodelofEEF22模型RR调整R标准估计的误差a10.4490.2010.19811.78556b20.5340.2850.27911.17217c30.5670.2850.27918.71542d40.5830.3400.32810.78350e50.5990.3580.34410.72063f60.5990.3590.36318.24708g70.6040.4050.41710.71834a预测变量:(常量),病灶腹侧面到皮肤距离b预测变量:(常量),病灶腹侧面到皮肤距离,T1WI强化类型c预测变量:(常量),病灶腹侧面到皮肤距离,T1WI强化类型,病灶体积d预测变量:(常量),病灶腹侧面到皮肤距离,T1WI强化类型,病灶体积,腹壁厚度e预测变量:(常量),病灶腹侧面到皮肤距离,T1WI强化类型,病灶体积,腹壁厚度,T2WI信号强度f预测变量:(常量),病灶腹侧面到皮肤距离,T1WI强化类型,病灶体积,腹壁厚度,T2WI信号强度,病灶位置g预测变量:(常量),病灶腹侧面到皮肤距离,T1WI强化类型,病灶体积,腹壁厚度,T2WI信号强度,病灶位置,子宫位置h因变量:EEF15 重庆医科大学硕士研究生学位论文表6.EEF多元回归模型系数aTable4.CoefficientofmultivariableregressionmodelofEEFa.因变量:EEF非标准化系数标准系数共线性统计量模型7B标准误差tSig.容差VIF常量-8.6875.635-1.5410.125病灶腹侧面到皮肤距离1.4620.0350.2793.4750.0010.4422.262腹壁厚度5.1900.9950.2845.5210.0000.9671.034病灶体积-1.6370.472-0.213-3.4700.0010.7621.312腹壁厚度2.9911.0000.1782.9930.0030.8101.234T2WI信号强度(Hypo/Iso)3.3961.4370.1292.3640.0190.9611.041病灶位置(PW)1.3271.8980.0500.6990.4850.5531.809病灶位置(APW)0.2122.6080.0050.0810.9350.7071.414病灶位置(F)1.3972.7610.0320.5060.6130.7271.375子宫位置(M)-4.2113.396-0.071-1.2400.2160.8751.143子宫位置(P)0.8962.0100.0310.4460.6560.5851.708病灶位置(AW:前壁;PW:后壁;APW:前后壁;F:宫底)子宫位置(A:前位;M:中位;R:后位)T2WI信号强度(Hypo:低信号;Iso:等信号)T1WI强化类型:(轻度强化;中度强化;显著强化).2.4临床治疗过程中团块状灰度改变相关影响因素分析团块状灰度改变数据适合逻辑回归分析,根据治疗过程中是否有团块状灰度出现,将所有数据分为有团块状灰度变化和无团块状灰度变化两组。以灰度变化作为因变量;年龄、BMI、子宫位置、病灶位置、高信号出血点数量、下腹部瘢痕、2腹壁厚度、病灶体积、T2WI信号强度、T1WI强化类型作为自变量。采用χ检验或Fisher's精确检验进行单因素分析,分析结果显示,两组间病灶体积、腹壁厚度、子宫位置及病灶位置存在显著性差异,而其他自变量与灰度变化不存在相关性(P>0.05)(表7)。16 重庆医科大学硕士研究生学位论文表7.团块状灰度变化单因素分析Table7.Univariateanalysisofgrayscalechanges变量团块状灰度改变整体灰度改变p年龄(岁)37.3±5.238.3±4.60.178体重指数21.7±2.623.3±2.60.0563病灶体积(cm)127.5±94.494.5±66.30.008腹壁厚度(mm)2.3±0.752.9±0.80.000高信号出血点数量(<5/>5)106/6946/240.454子宫位置(A/M/P)124/7/4433/5/320.002病灶位置(AW/PW/APW/F)44/88/23/2012/49/4/50.041T2WI信号强度(Hypo/Iso)78/9735/350.441下腹部瘢痕(no/yes)129/4650/200.716T1WI强化类型(M/M/S)78/71/2624/29/170.149病灶位置(AW:前壁;PW:后壁;APW:前后壁;F:宫底)子宫位置(A:前位;M:中位;R:后位)T2WI信号强度(Hypo:低信号;Iso:等信号)逻辑回归分析结果进一步显示子宫位置及腹壁厚度与团块状灰度变化存在相关性(P<0.05)。前位子宫的腺肌病患者治疗过程中较后位子宫的腺肌病患者更容易出现团块状灰度变化。另一方面,腹壁厚度越薄的患者治疗过程中越容易出现团块状灰度变化。而逻辑回归模型中其他自变量与团块状灰度变化无显著相关性(表8)17 重庆医科大学硕士研究生学位论文表8团块状灰度改变逻辑回归分析Table8Multivariateanalysisofgrayscalechange变量偏回归系数标准误差Walssig优势比95%可信区间常量4.2140.63244.4250.00067.594子宫位置13.3770.001前位1.3530.37013.3720.0003.8681.873~7.986中位0.9800.7331.7860.1812.6650.633~11.21腹壁厚度-0.7760.2489.8060.0020.4600.283~0.748病灶体积0.0020.0021.2290.2681.0020.998~1.007病灶位置9.1350.028前壁0.1680.6550.0660.7971.1830.328~4.274后壁-1.0190.5952.9390.8060.3610.112~1.157前后壁-0.1940.8180.0560.8130.8240.166~4.0913讨论临床实践中,我们发现许多因素均可能影响HIFU消融效率。这些可能影响消融疗效的因素,一部分来源于现有治疗设备,另一部分是由患者及腺肌病灶自身[43]特点所决定。Fry等认为HIFU消融疗效取决于声通道及焦点处能量沉积。研究表明声通道各个界面均会对超声束产生吸收、反射、散射等作用,超声波穿透的[44]距离越长,超声能量丢失越多。其它研究也证实了该现象,与位于浅表区域的病灶相比,使位于深部的病灶组织达到相同体积的凝固性坏死则需要更多的超声[45]能量。本研究结果显示腹壁厚度与消融率、EEF及团块状灰度变化均存在相关性。与腹壁厚度薄的患者相比,腹壁厚度越厚的患者,HIFU消融所需EEF更高,而得到的消融率低,治疗过程中团块状灰度出现机率亦更低。同时,该研究发现消融率与子宫位置和病灶位置有关。HIFU治疗前位子宫前壁病灶取得的消融率明显高于后位子宫后壁病灶的消融率。研究还发现团块状强回声的出现同样与子宫位置有关,消融过程中前位子宫较中位子宫及后位子宫更18 重庆医科大学硕士研究生学位论文易出现团块状强回声改变。出现这种现象的原因可能是因为消融前位子宫或前壁病灶时超声波穿透的声通道距离比后位子宫或后壁病灶距离短,因而超声束能量衰减减少,到达焦点处能量增加。同时前位子宫或前壁腺肌病灶消融靶区距离骶尾骨相对较远,治疗过程中患者出现坐骨神经反应及臀部疼痛的机率降低,患者耐受性好,有助于提高HIFU消融效率。HIFU消融过程中,超声束需穿过声通道上不同组织类型的多个层面。本研究提示EEF与病灶腹侧面到皮肤距离呈显著正相关。由于声通道上各个界面对超声束的吸收、反射、折射从而造成超声能量衰减。在这项研究中,我们还发现,腺肌病灶体积与消融率呈正相关关系,而与EEF呈负相关关系,即患者病灶体积越大,消融后取得的消融率显著升高,而消融需要的EEF反而降低。这种现象可以用早期研究中的“损伤-损伤干涉效应”解释。HIFU治疗较大体积腺肌病灶过程中,焦点处坏死区域的扩大和温度的上升使得焦[46]点周围组织声环境发生动态变化,有助于超声能量沉积。体外实验研究已证实EEF(体)5Fig.2MRIimageswithorwithourhyperintensepointsonT2WI:(a);NohyperintensepointwasobservedonT2WI(b)Thenumberofhyperintensepointsismorethan5ononeslice27 重庆医科大学硕士研究生学位论文ab图3:腺肌病灶T2WI信号强度:(a)低信号:病灶信号强度低于子宫肌层;(b)等信号:病灶信号强度与子宫肌层相近Fig.3SignalintensityoftheadenomyoticlesionsonT2WI:(a)Hypointensity:thesignalintensityoftheadenomyoticlesionislowerthanmyometrium;(b)Isointensity:thesignalintensitywasapproachingnormalmyometriumabc图4T1WI强化类型:(a)轻度强化:强化程度低于肌层;(b)中度强化:强化程度与肌层相似;(c):强化程度高于肌层Fig.4Contrast-enhancedtypesonT1WI:(a),Mildenhancement:thedegreeofenhancementwaslowerthanmyometrium;(b)Moderateenhancement:thedegreeofenhancementwassimilartomyometrium;(c)Significantenhancement:thedegreeofenhancementwashigherthanmyometrium.28 重庆医科大学硕士研究生学位论文ab图5病灶体积及非灌注区域体积(NPV)测量:(a)病灶体积测量;(b)非灌注区域(NPV)测量Fig.5Measurementofvolumeofadenomyoticlesionsandthenon-perfusedvolume(NPV):(a)Measurementofthevolumeofadenomyoticlesion;(b)Non-perfusedvolume(NPV).29 重庆医科大学硕士研究生学位论文文献综述高强度聚焦超声消融治疗子宫腺肌病临床研究进展摘要:子宫腺肌病是育龄期妇女常见子宫良性疾病,近年来有年轻化趋势。常规治疗方式包括药物治疗及手术治疗。药物治疗难以从根本上解决问题,而手术治疗会给患者带来生理及心理方面的问题,微创或无创技术正日益受到患者青睐。HIFU是近年来新发展起来的非侵入性治疗技术,随着该技术的不断发展,HIFU现已广泛用于子宫腺肌病的治疗,且日益显现出其独特的优势。本文就HIFU消融治疗子宫腺肌病的现状进行综述。关键词:HIFU,子宫腺肌病子宫腺肌病是常见于育龄期妇女的子宫良性疾病。据文献报道,其发病率为[1]8.8-31%,其中三分之二的患者有痛经、月经量增多、经期延长等临床症状。近年来,其发病呈年轻化趋势,对患者生活质量影响越来越大,部分甚至导致不孕。子宫腺肌病的唯一根治方式是切除子宫,但该治疗方式不适合那些强烈希望保留[2]子宫的患者;局限型子宫腺肌病手术挖除后对于缓解临床症状有一定疗效,但由于腺肌病灶没有明确边界,局部病灶挖出时通常不能清除全部病灶,术后复发可能性大;药物治疗虽然可控制部分患者的临床症状,但药物副作用大,且停药后[3]出现症状复现。因此,探索更安全、有效、副作用小而又能保留子宫的治疗子宫腺肌病的方式是非常必要的,也是适应整个医疗技术发展方向的。HIFU技术作为一种非侵入性治疗手段正日益受到患者青睐。超声消融通过使低能量的超声波聚焦于靶组织,形成高能量的焦点致靶区组织发生凝固性坏死,[4-5]靶区内细胞变性、凋亡,在达到治疗目的的同时又不损伤周围及声通道组织。[6-10]超声消融技术自1997年正式进入临床治疗以来,已逐步应用于子宫肌瘤、肝[11-12][13-15][16-18][19-21][22-24]癌、胰腺癌、乳腺癌、骨肿瘤、多部位软组织肿瘤等多部30 重庆医科大学硕士研究生学位论文位良恶性肿瘤的治疗,展示了其广泛的应用前景。近年来,超声消融技术已广泛用于子宫腺肌病的治疗,其临床疗效值得肯定[25-35]。HIFU消融使腺肌病灶发生凝固性坏死,致异位的子宫内膜失去出血和生长功能,缓解患者临床症状,达到治疗目的。随着HIFU消融治疗腺肌病患者病人量的增多,随访过程中发现,消融率与临床疗效相关,消融率越大,患者临床症状缓解程度越明显,缓解持续时间越长。因此,在保证安全的前提下增加消融率是十分必要的。但在临床应用过程中发现,不同子宫腺肌病灶对HIFU治疗的反应不一致,部分患者容易取得良好的消融率,也有部分患者消融效果欠佳,但其相关影响因素尚未明确。1.HIFU消融原理在超声或MRI影像技术引导下,通过换能器将低能量的超声束聚焦于体内靶病灶,形成高能量的焦点,致焦点区域蛋白发生变性、组织发生凝固性坏死,细胞变性、凋亡,而对靶区外及声通道上组织无明显损伤,既能保证消融的有效性,[36-37]又能保证靶区周围组织及声通道各结构的安全性。超声消融过程中空化效应也起着重要的作用,空化效应分为瞬态空化和稳态空化两种,HIFU消融过程中主要利用瞬态空化效应。超声能量超过一定阈值后可以在焦点处形成很多细小的微[38-40]泡,这些微泡随着超声波的频率剧烈震动,最后爆裂,产生瞬态空化效应。瞬态空化过程中释放大量的能量,该能量可以使组织温度上升至数百甚至上千摄氏度,形成空化损伤区域,但由于该区域形态和大小具有不可控性,并且体积常[41-42]大于焦点区域,因而可能对消融安全性有一定影响。因此,HIFU消融过程中需要实时监测靶区及周围组织温度,既要使靶区温度足够高使病灶组织发生凝固性坏死,保证治疗的有效性,同时又要防止周围组织温度过高,保证治疗的安全[43-44]性。另一方面,机械效应也参与HIFU消融过程,超声波本质为机械波,当其发生机械振动时可使靶区细胞压缩膨胀崩溃,致细胞凋亡,达到治疗的目的。31 重庆医科大学硕士研究生学位论文2.HIFU消融治疗子宫腺肌病的安全性和有效性2.1HIFU治疗子宫腺肌病的安全性对整个治疗过程的实时监控是保证HIFU治疗安全的关键,目前临床上常用的两种影像监控技术是超声和MRI。HIFU治疗过程中利用超声或MRI监控治疗有无脱靶,实时观察病灶及周围组织结构变化,声通道是否安全,其内有无肠道组织等。HIFU治疗无需麻醉,整个治疗过程在镇静镇痛下完成,治疗过程中一旦出现任何的不适,患者能准确及时的报告,便于医生根据患者情况实时做出调整。术后常见的并发症包括下腹部疼痛,一般为轻到中度疼痛,以轻度疼痛多见,无需特殊处理;皮肤损伤,常见为治疗区皮肤发红,极少数可见水泡形成,保持该部分皮肤干燥,一般可自行好转;术后发热,多为病灶坏死后吸收所致,以低温多见,体温常低于38℃;神经及骶尾骨损伤,HIFU消融靠近骶尾骨的病灶时骶丛、坐骨神经及骶骨损伤的可能性会有所增加,损伤后主要表现为骶尾部疼痛及下肢感觉运动障碍;术后阴道流液,多为子宫内膜损伤所致,治疗时应注意焦点与内膜的距离;膀胱损伤,主要表现为血尿。HIFU治疗后最严重的并发症为肠道穿孔及永久性神经损伤,随着临床经验的积累,这类严重并发症极少发生,近年来鲜有这方面的报道。USgHIFU治疗能够实时监控整个治疗过程,实时观察病灶及周围组织结构变[45]化。吴莺等对40例子宫腺肌病患者进行HIFU治疗,部分患者在治疗过程中出现下腹部疼痛、骶尾部胀痛、皮肤烫、下肢放射痛等不良反应,且一个病人在治疗过程中可同时出现两种及以上不良反应,但经过降低辐照剂量、放慢治疗速度、[46]改变靶点位置后症状缓解,术后无一例出现皮肤、肠道及神经损伤。魏佑荣等对34例有明显临床症状的腺肌病患者进行治疗,治疗过程中,多数患者表示可以耐受治疗。在34例患者中,65.7%的患者诉轻微的下腹部胀痛,经休息后症状缓解,无需特殊处理;11.4%患者术后出现骶尾部疼痛,经口服非甾体类抗炎药后症状消失;5.7%患者诉下肢发麻、乏力等感觉运动功能异常,经对症治疗后好转。MRIgHIFU既能精确定位靶区病灶,又能准确反映靶区影像学改变,检测治疗过程中有无脱靶。MRI的测温序列可以准确无创的监测靶区及周围组织结构温[47]度变化,保证治疗的安全性及有效性。Fan等报道MRI引导高强度聚焦超声治疗10例子宫腺肌病患者,治疗后1例出现治疗区域皮肤发红,3天内消退;另外两名患者出现轻度下腹部疼痛,1天后疼痛自然缓解,无需特殊处理,所有患者治疗32 重庆医科大学硕士研究生学位论文后1天恢复日常活动。2.2HIFU治疗子宫腺肌病的有效性HIFU消融是通过计算机控制移动焦点位置及运动方向,形成由点到线、由线到面、由面到体的组合方式,最终完成对整个病灶的消融。随着治疗经验的不断[48]积累,HIFU治疗腺肌病的短期、长期疗效均得到了证实。Shui等对HIFU治疗后的224例腺肌病患者完成2年的长期随访,结果显示患者临床症状评分明显降低,在术后3月、1年、2年患者痛经缓解率分别为84.7%,84.7%,和82.3%。其中,109例月经量增多的患者HIFU治疗后月经量明显减少,术后3月、1年、2[49]年的症状缓解率分别为79.8%、80.7%、78.9%。Lee等对346例HIFU治疗后的子宫腺肌病患者进行随访观察,患者子宫体积明显缩小,在术后3、6、12月子宫体积缩小率分别为43.99%、47.01%、53.98%;症状严重程度评分(SSS)减少率分别为55.61%、52.38%、57.98%;子宫肌瘤症状和生活质量(UFS-QOL)提高率分别为80.06%、69.39%、85.07%。Fan等[47]对10例MRIgHIFU治疗后的腺肌病患者进行随访,1年后发现病灶体积缩小为治疗前体积的(62.5±21.6)%,[50]临床症状评分显著降低。Zhou等对HIFU治疗后的病人进行临床疗效随访,78例患者中有69例患者在治疗后临床症状有不同程度的缓解,其有效性为89.9%,[51]其中30例患者症状完全缓解。Kim等对35例子宫腺肌病患者进行MRIgHIFU[52]治疗,随访半年发现,其中31例患者临床症状均有不同程度的缓解。Zhang等对比分析202例局限型和弥漫性腺肌病患者HIFU治疗后临床疗效,结果发现两种类型腺肌病患者HIFU治疗后均能有效的缓解临床症状,达到治疗目的,两种类型的腺肌病均适合HIFU治疗。2.3HIFU治疗对妊娠的影响[53]HIFU治疗过程中需注意保护内膜,尤其是对于有生育要求的患者。罗爽等对38例腺肌病患者HIFU治疗后妊娠情况随访,随访过程中已有15例患者成功妊娠,7例已足月分娩,其中4例为阴道分娩,3例为剖宫产,妊娠期及分娩过程中无任何明显异常。HIFU消融腺肌病灶后可能有助于提高患者妊娠率,对患者妊娠、分娩及胎儿均无不良影响。33 重庆医科大学硕士研究生学位论文3.HIFU消融子宫腺肌病疗效研究临床工作中发现,部分病灶容易消融,消融后可见明显的无灌注区,取得的消融率高;而部分病灶消融困难,消融单位体积需要的能量高,术后无灌注区域体积小,部分甚至未见明显无灌注区域。HIFU治疗子宫腺肌病的主要目的是缓解[54]患者痛经、月经量过多等临床症状。叶明珠等根据术后随访临床疗效将HIFU治疗后的病人分为有效和无效两组,对比两组间患者年龄、病灶位置、子宫位置、病灶弥漫程度、病灶血供、治疗平均功率、治疗过程中有无团块状灰度改变及治疗后获得的消融率有无差异。结果显示两组间病灶弥漫程度、病灶血供及平均治疗功率存在显著差异。在有效组中,局限型病灶所占比例远远大于弥漫型病灶;而无效组中,弥漫型病灶所占比例更高,说明病灶弥漫程度是影响消融疗效的因素之一。同时,有效组中血流分级低的患者所占比例明显高于无效组的比例,提示血供可以影响消融疗效。治疗过程中,有效组治疗所用平均功率低于无效组,说明无效组病灶自身特点导致病灶难以消融,需要更大的治疗功率。而患者年龄、病灶位置、子宫位置、治疗过程中有无团块状灰度改变及消融后取得的消融比例在两组间无显著性差异。多因素逻辑回归分析结果显示病灶弥漫程度及血流情况与治疗后患者症状改善情况有关,病灶局限、血供差的患者HIFU治疗后症状缓解程度明显优于病灶弥漫和血供丰富的患者。EEF也是临床工作判断消融难易程度的指标之一,指消融单位体积病灶需要的能量。消融单位体积需要的能量少,说明该病灶容易消融,消融效果满意。李[55]发琪等在HIFU消融计量学研究中发现EEF不仅与辐照功率、辐照时间、声通道距离及病灶组织结构有关,HIFU辐照过程中组织声环境的动态改变同样对EEF[56]有影响。陈敏等研究发现EEF与病灶最大直径呈负相关关系,与病灶到皮肤距离及病灶血供呈正相关关系。病灶直径越大,病灶到皮肤距离越短,缺乏血供的病灶,消融需要的EEF越低。4.存在的问题任何一种治疗技术都不是完美的,HIFU治疗子宫腺肌病仍有它的不足。HIFU作为一种新兴的无创治疗技术,越来越多的子宫腺肌病患者选择保留子宫,选择34 重庆医科大学硕士研究生学位论文HIFU治疗。随着HIFU治疗病人数量的增多,大量的临床研究也证实了该技术的安全性和有效性。但是,临床工作中发现,并不是所有的患者都适合HIFU消融,仍有部分患者治疗后疗效欠佳,病灶短期内复发,造成该现象的原因仍不清楚,如何在保证治疗安全的前提下提高消融疗效,降低复发率仍有待研究。一方面,子宫腺肌病具有恶性肿瘤的生物学特性,病灶多呈弥漫性浸润生长,边界不清,尤其是对于弥漫型病灶患者,HIFU消融为病灶内消融,不可能完全覆盖整个腺肌病灶,术后有残留,术后复发的可能性较大。甚至部分患者可合并盆腔其他部位子宫内膜异位病灶,所以该部分患者HIFU治疗后症状缓解不明显。另一方面,由于腺肌病灶没有边界,HIFU消融时无法准确判断消融边界,可能出现消融体积不足或者消融过度的表现。消融不足表现为病灶消融率远小于50%,残留大部分病灶;而消融过度表现为有内膜或者浆膜层的突破损伤,因而出现相应的临床症状。由于HIFU治疗为无创治疗,通过体外聚焦消融体内病灶,术后病灶自然坏死、液化、吸收,因此缺乏术后病理资料,关于消融后组织变化和转归方面的研究成为一个难题。5.小结与展望HIFU消融为子宫腺肌病患者提供了一种新的保留子宫的治疗方式,克服了传统药物治疗及手术治疗的不足,不开刀、不流血、安全有效、并发症少、恢复快、可多次重复治疗,适合那些强烈希望保留子宫的患者。虽然HIFU技术目前仍处于不断发展阶段,但其疗效和前景是值得肯定的,它代表了未来医学技术的发展方向,顺应了外科从有创到微创再到无创的发展趋势,相信在不久的将来,HIFU有可能取代部分传统手术和微创手术,成为新的治疗趋势。35 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重庆医科大学硕士研究生学位论文致谢三年的研究生生活即将结束,在毕业论文完成之际,我想向所有关心支持我的老师、同学、朋友表示我最由衷的谢意。首先,诚挚的感谢我的导师张炼教授,三年来,张老师在学习上给我莫大的鼓励,工作中提供进修学习锻炼的机会,科研上注重培养我的科研思维,我的每一步成长,都与老师的关系密不可分。老师严谨求实的科研态度、缜密的科研思维都是我学习的榜样,必将受益终身。借此机会,我谨向张老师致以深深地谢意!感谢重庆医科大学生物医学工程学所有老师我在课题完成过程中在学习以及生活上给予的无私帮助!感谢各海扶中心、影像中心和妇科各个老师的鼎力相助!感谢历届师兄师姐师弟师妹们在实验实施过程中的给予的莫大帮助!感谢我的家人对我的包容、支持和理解!41 重庆医科大学硕士研究生学位论文攻读硕士学位期间发表的学术论文[1]ChunmeiGong,BinYang,YarongShi,ZhongqiongLiu,LiliWan,HongZhang,etal.Factorsinfluencingtheablativeefficiencyofhighintensityfocusedultrasound(HIFU)treatmentforadenomyosis:Aretrospectivestudy.InternationalJournalofHyperthermia.[2]税莲,何敏,刘映江,龚春梅,等.高强度聚焦超声消融兔腹主动脉旁肝肿瘤的安全性和有效性[J].中国肿瘤临床.2014,41(23):1517-152042

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