超声辐射微泡剂致肿瘤血管栓塞技术在舌癌和其它肿瘤治疗上的显者进展,开创了超声造影剂微泡在超声医疗中的又一新的研究方向。该新技术具有非创伤性、安全、愈后患者生活质量高等突出优点,具有很高的学术意义和应用前景。超声非热效应的超声治疗机理主要取决于微泡空化的动力特性及相应的生物效应。对超声造影剂进行更精确的动力学特性的理论和实验研究,开发超声造影剂动力学参数的测量方法,为超声造影剂临床使用最优化提供科学的参数;开展动物应用研究,逐步建立造影剂动力学参数、生物组织结构参数及疗效之间的关系,探索造影剂微泡的形成血栓等的生物机理,以期进一步缩短治疗周期,提高疗效,发展超声辐射微泡剂致肿瘤血管栓塞治疗新技术。
理论上利用有耗散函数的Lagrangian方程, 建立了有壳微泡的R(t)运动方程, 开展了自由空间中有壳微泡动力学特性的研究, 表明微泡内外半径增量随声压的增大、超声频率的降低、初始内径的增大及壳厚的减薄而迅速增大。利用镜像原理和帕努利方程,导出了刚性平界面附近单个气泡的泡壁处流体质点的运动方程,理论预计了在微泡压缩阶段出现微射流的可能性。实验上,发展了用光波波长计量微泡半径的前向Mie散射检测新技术;建立了以高放大倍率的体视显微镜为主体的光学系统,实时观察了动物活体肿瘤的微循环和微血管损伤;探索了生物试样弹性成像的电子声显微镜和原子力声显微镜成像技术。开展了临床试验、动物和细胞试验,表明超声联合微泡治疗技术使肿瘤缩小和生长缓慢的主要机理是1)超声作用下,微泡引起肿瘤中微血管壁周期性膨胀收缩而发生管壁破裂,形成血栓和微血管栓塞;2) 降低了肿瘤血管内皮生长因子(VEGF)合成与分泌,破坏与减少肿瘤血管再生;3) 增加了细胞外活性氧(ROS)的活力,诱导对细胞的损伤和凋亡等。临床的50个病例中,治疗后肿瘤缩小或生长缓慢的占54%,表明该技术是一种局部治疗肿瘤的无创新方法。