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高强度聚焦超声(HIFU)对蟾蜍坐骨神经传导特性的
影响
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俞文莉,赵南,邵远,王素品,万明习
西安交通大学生物医学工程系教育部重点实验室,陕西西安 (710049)
E-mail:spwang@mail.xjtu.edu.cn
摘 要:本文通过动物实验记录分析 HIFU 辐射同时蟾蜍坐骨神经复合动作电位的动态变化
过程,评价高强度聚焦超声(HIFU)对神经传导特性的影响。本研究选择中心频率为 1.2MHz
的单阵元 HIFU 换能器产生发射电功率为 180±15w 的连续高强度聚焦超声,聚焦辐射蟾蜍
坐骨神经同时加以电刺激记录复合动作电位的实时波形。本文分析了复合动作电位的峰峰值
随时间变化的情况,实验结果表明 HIFU 对蟾蜍离体坐骨神经的传导具有可逆的抑制作用;
同一神经样本,不同成分的神经纤维在 HIFU 作用下的传导抑制的情况和停止辐射后的恢复
能力不同。
关键词:高强度聚焦超声;动作电位
中图分类号:R318
1. 引 言
高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)是一种非入侵式的治疗手
段,它可以透过皮肤使热量聚焦产生选择性损伤,而不影响焦点以外的组织
[1]
,目前,HIFU
主要用于肿瘤的致死,止血,泌尿科和妇产科疾病的治疗,治疗过程中可能会对神经组织产
生损伤。
此外,在超声成像监控下,HIFU 可直接作用于神经组织治疗痉挛或疼痛,与现有的治
疗方法相比,HIFU 具有治疗效果好、风险低的优点
[2,3]
。因此有必要研究 HIFU 对外周神经
传导的影响,目前此类研究以生理学和组织学评价为主。
神经的动作电位是神经兴奋的客观指标,可以实时地反映神经传导特性。神经电生理检
测具有时间分辨率高的重要特点,已成为临床监测与诊断的重要方法之一
[4-6]
,相比组织学
和生理学方法更为直观。尽管神经电生理检测很早就开始在神经外科中应用,然而还未见有
人提出用神经电信号来反映 HIFU 对神经传导的影响。
本课题旨在通过记录离体蟾蜍坐骨神经的动作电位的随时间变化,分析和研究高强度
聚焦超声对其神经传导特性的实时影响,为临床治疗痉挛和惯性疼痛等神经紊乱疾病提供实
验基础,为 HIFU 损伤的术中辅助检测提供理论依据。
此前的研究表明普通超声对于神经传导具有可逆的抑制作用
[7-9]
,华盛顿大学的最新研
究证明了 HIFU 对外周神经的阻滞具有可恢复性
[10]
,但这一研究仍然建立在组织学评价的基
础上。本文通过计算复合动作电位的峰峰值随时间的变化,分析了 HIFU 作用下神经传导的
抑制及其在停止 HIFU 后恢复的瞬时特性。研究表明,外周神经如坐骨神经干是由多条纤维
组成的,本文初步探讨了 HIFU 对不同成分神经纤维传导特性的影响。
2. 材料和方法
2.1 实验系统
实验中将离体蟾蜍坐骨神经标本放置于 HIFU 换能器焦点处,辐射同时给以电刺激诱
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本课题得到教育部博士点基金(20050698044) 的资助。