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MRI引导热量治疗

2014-11-17 08:34 阅读: 1756 评论: 0 编辑: 医工在线
[导读]影像导向是一个广泛的概念,适用于各种各样受控的介入操作和治疗方法。在肿瘤治疗上,破坏性的能量沉积的交互式控制至今是一个未解决的问题,特别是在能量消融,如间隙激光外科、冷冻治疗和聚焦超声的病例中。在既往 ...
影像导向是一个广泛的概念,适用于各种各样受控的介入操作和治疗方法。在肿瘤治疗上,破坏性的能量沉积的交互式控制至今是一个未解决的问题,特别是在能量消融,如间隙激光外科、冷冻治疗和聚焦超声的病例中。在既往,直接测量或绘制组织体温分布图只能采用多个测温探针。插入体内的热电偶或体温敏感纤维光学装置可造成局部组织损伤。插入很少的体温敏感探针,常不足以提供时空热分布的精确观察。
MRI能提供热治疗的计划、监控和管理所需要的信息,确保介入性MRI作为未来热治疗的重要工具。值得注意的是,除MRI外没有那种常规影像方式能够提出热治疗程序的终点和引起组织坏死或不可逆的组织损伤的移行期。适当的组织温度监控和温度诱发的组织改变是在安全进行热治疗和控制热量在组织内蓄积是十分必要的。
在影像热量外科中MRI有双重作用:1、在显示正常组织一过性温度升高时,把热量限制在靶点上;2、用信号告知靶组织内已出现不可逆的热量传递(细胞坏死)。可视MRI对组织的可逆性和肿瘤组织的不可逆改变相提供控制(终止或连续)能量蓄积的重要信息。因此,MRI能为热量消除治疗提供所需要的反馈控制。高温治疗是基于少量温度升高(大约41度),需要精确的三维温度图形去完成实体肿瘤的均质治疗。温度敏感MRI序列可满足这个要求。
在临界温度内,各种MRI的温度敏感参数(T1、弥散、化学位移)能为探测体温变化而被利用。相对于高温治疗,热外科采用比56度至60度还要高的温度。在那个温度下,蛋白质变性和热量凝固的结果导致不可逆的组织损伤。适合的MRI序列能发现围绕不足以造成细胞坏死的界限,更重要的是可以区别组织状态的转变过程。无论如何,在温度达到50度以上是不可能做出精确热图,因为在50度以上时组织发生严重的新陈代谢、生理和结构变化。
典型的高温消除操作是间质激光外科。此方法可以在组织活检继续,因为光学纤维能通过活检针孔。实验性和临床间质激光治疗都可以用磁共振不间断地进行监控热能传递对组织发生的变化。冷冻治疗是一个用于像靶点活检的低温方法,第一步是将冰冻探头引入肿瘤。冰冻的组织能在MRI上清晰显示,这是因为在操作过程中组织水变成固态冰状晶体的缘故。冰状晶体无MRI测量信号,扩大的凝固区域在MRI上表现无信号区增加。最有效的热消除方法是焦点超声加热。相对于上述间质激光外科和冷冻治疗,焦点超声热能不需要损伤性探针。焦点超声束被位于体外的换能器确定靶点,使组织杀伤性剂量局限在体内某一点而不会使周围或介入组织发生损害。此项技术不需要切开皮肤依据换能器的移动来完成空间控制。在目前有效的影像导向系统中,仅MRI为监测焦点超声治疗能提供温度敏感的监测。
MRI引导的焦点超声治疗是为了今后的肿瘤摘除,因为焦点超声热在MRI系统内进行,热蓄积的范围能被MRI所监测和控制。从计算机工作站水压机械控制使换能器能进行全方位操作。即使有关的能量很低,但在焦点的温度轻微升高时可以在MRI上检测出来。采用体温敏感MRI取样序列可以对组织内病灶进行定位。起始的热能蓄积不会造成不可逆的组织损伤,故可为靶点治疗所利用。当确定靶点,能量水平可增加至较高的温度(60度至90度)导致细胞蛋白的变性。这种能量传递形式是安全的且精确度在几毫米内。在兔脑焦点超声热量试验中,能够传递热量到小于1mm的病变。由此可见,MRI系统的空间分辨率可与聚焦超声系统的正确性相比,而超声就像一个优秀的外科医师的手一样精确。MRI监控聚焦超声热疗是数种成像系统完美结合治疗的一个很好的范例。这种结合是影像引导治疗的先决条件:定位和能量的反馈控制都要求有一个完整的设施。

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