雙頻聚焦超聲誘發(fā)犬生物電的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、第一部分雙頻聚焦超聲系統(tǒng)的研制及初步測(cè)試
　　目的：建立雙頻聚焦超聲系統(tǒng)。測(cè)試雙頻聚焦超聲換能器的聲場(chǎng)情況，并分別測(cè)試該系統(tǒng)的功率源、聚焦超聲換能器、機(jī)械運(yùn)動(dòng)及超聲影像部分的實(shí)際工作情況。
　　方法：以JC型聚焦超聲系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)聚焦超聲換能器采用左右對(duì)稱切割的方式形成雙頻聚焦超聲換能器，采用兩部獨(dú)立工作的功率源分別對(duì)超聲換能器的兩部分進(jìn)行獨(dú)立控制。將功率源、聚焦超聲換能器、機(jī)械運(yùn)動(dòng)及超聲影像各部分加以整合，形成雙頻聚焦超聲

2、系統(tǒng)。采用輻射壓力法對(duì)該換能器的輸出聲功率進(jìn)行檢測(cè)。采用離體牛肝實(shí)驗(yàn)對(duì)超聲換能器焦點(diǎn)情況及整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
　　結(jié)果：超聲換能器左右兩部分能獨(dú)立控制，使左右兩部分能夠分別在同頻、差頻狀態(tài)下工作；聲場(chǎng)檢測(cè)顯示換能器的聲-電轉(zhuǎn)化效率為40.5％，聚焦超聲焦點(diǎn)為3×3×12mm；功率源部分輸出穩(wěn)定，輸出電功率范圍為1-120W，可以實(shí)現(xiàn)輸出電功率以0.5W為單位的調(diào)節(jié)；機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分能夠?qū)崿F(xiàn)在X、Y、Z三個(gè)軸向上以1mm為單

3、位的直線運(yùn)動(dòng)及以1度為單位左、右各向90度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；超聲影像部分能夠提供實(shí)時(shí)二維超聲圖像。整個(gè)雙頻聚焦超聲系統(tǒng)各部分能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一工作
　　結(jié)論：雙頻聚焦超聲系統(tǒng)整合良好，能夠協(xié)調(diào)、統(tǒng)一工作。各功能單元性能良好、工作狀態(tài)正常，能夠按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工作。該系統(tǒng)的研制可以為進(jìn)行雙頻聚焦超聲誘發(fā)生物電的實(shí)驗(yàn)研究提供有力的平臺(tái)。
　　第二部分雙頻聚焦超聲誘發(fā)犬股神經(jīng)肌電活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究
　　目的：目前對(duì)于外周神經(jīng)生物電活動(dòng)探測(cè)主

4、要通過(guò)神經(jīng)電生理的方法進(jìn)行，需要將電流導(dǎo)入神經(jīng)干所在部位，這樣的刺激方式存在一定的缺陷。本研究嘗試通過(guò)雙頻聚焦超聲的方式刺激外周神經(jīng)干，誘發(fā)其動(dòng)作電位的產(chǎn)生，為神經(jīng)電生理研究提供新的刺激方式，并初步探討該種刺激方式的可行性及安全性。
　　方法：10只健康成年雜種犬麻醉后，對(duì)腹股溝區(qū)域皮膚進(jìn)行脫毛、脫脂及脫氣處理。在輔助定位及二維超聲引導(dǎo)下將差頻聚焦超聲焦點(diǎn)定位于股神經(jīng)與腹股溝韌帶交匯區(qū)域。將記錄電極置入犬股前側(cè)肌群后與RM-628

5、0C多導(dǎo)生理記錄儀相連。以Δf=1K，輸出電功率為50W對(duì)焦點(diǎn)部位進(jìn)行刺激，RM-6280C多導(dǎo)生理記錄儀記錄相關(guān)肌群的肌電圖。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中行體表心電圖監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)區(qū)域的各層組織仔細(xì)解剖，了解有無(wú)損傷情況。
　　結(jié)果：通過(guò)輔助定位及二維超聲引導(dǎo)可以較準(zhǔn)確的將差頻聚焦超聲焦點(diǎn)定位于股神經(jīng)上。所有10只犬在超聲刺激后7.24±2.27ms內(nèi)，RM-6280C可以記錄到肌肉動(dòng)作電位。實(shí)驗(yàn)后對(duì)腹股溝區(qū)域皮膚、皮下、肌肉等各

6、層組織無(wú)肉眼可見(jiàn)的充血、出血情況。
　　結(jié)論：采用差頻聚焦超聲的方式，可以非介入、非接觸方式誘發(fā)犬股神經(jīng)干動(dòng)作電位的產(chǎn)生，并且對(duì)周?chē)M織無(wú)明顯損傷。這種誘發(fā)神經(jīng)電位活動(dòng)的方式具有可行性及較好的安全性，可能為外周神經(jīng)電生理的研究提供新的手段。
　　第三部分雙頻聚焦超聲誘發(fā)犬室性早搏的實(shí)驗(yàn)研究
　　目的：目前對(duì)于心臟電生理的研究主要通過(guò)介入的方式進(jìn)行，該方式本身存在程序相關(guān)并發(fā)癥和技術(shù)局限性，并需要依賴X線。本研究嘗試通過(guò)

7、雙頻聚焦超聲，實(shí)現(xiàn)非射線依賴、無(wú)創(chuàng)的誘發(fā)心臟電活動(dòng)。為心臟電生理研究提供新的技術(shù)手段，并探討該方式的可行性及安全性。
　　方法：15只健康成年雜種犬麻醉后，對(duì)左側(cè)胸腔建立人工胸水，并對(duì)左側(cè)胸壁區(qū)域皮膚進(jìn)行脫毛、脫脂及脫氣處理。在二維超聲引導(dǎo)下將差頻聚焦超聲焦點(diǎn)定位于左室心尖部、靠近后組乳頭肌部位。以Δf=1K，輸出電功率為80W對(duì)焦點(diǎn)部位進(jìn)行刺激。以RM-6280C多導(dǎo)生理記錄儀同步記錄犬Ⅱ、aVR、V1、V5四個(gè)導(dǎo)聯(lián)ECG。前5

8、只動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后處死，開(kāi)胸獲取標(biāo)本，并觀察聲通道組織及心臟有無(wú)損傷情況，留取部分組織送病理學(xué)檢查進(jìn)行組織學(xué)評(píng)價(jià)。后10只動(dòng)物于飼養(yǎng)3周后復(fù)查ECG，后處死獲取標(biāo)本。
　　結(jié)果：通過(guò)建立人工胸水等聲通道處理后，所以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均可以獲得較為清晰的心臟二維超聲圖像。15只犬在1.93±0.53s內(nèi)ECG記錄顯示出現(xiàn)寬大、畸形的QRS波群。采用RM-6280C生理通道儀數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)所獲取的ECG進(jìn)行分析：對(duì)于竇性節(jié)律的QRS波群時(shí)間為6