血流中的微气泡并不是都有害。过去的十年,超声造影已从纯粹的研究方法提高到临床常规的诊断手段。这种转变是因为造影剂的发展和超声成像技术的提高。以非侵入性的靶气泡分子图像作为检测手段来确定银织的病理特点,发展心血管疾病和新生疾病的治疗新措施非常重要。
超声造影领域的飞速发展有赖于充盈的气体和封闭的气泡在超声明射区域产生的特殊回像为基础。微气泡在微循环中的行为和红细胞一致,可以用来评估组织微血管 的血流特点。超声造影灌注区的图像独一无二地提供了毛细血管血流容量和血流速度的信息。此外,这种技术近年来也用于研究冠心病.高血脂和糖尿病等引起的血 管病变以及其它的血管异常,还用干研究药物治疗是否对这些血管改变有效。将来最大的应用期待是用定点靶气泡造影检测体内的分子图像。这些试剂可以作为炎症 反应、新生血 和早期肿瘤的一种非侵入性检测手段。超声靶气泡造影的潜在应用价值不仅仅是在诊断方面的应用,它还可以快速评估调节中介分子的治疗新措施。更多的是,已有 新的证据表明超声造影治疗可以通过微气泡有效载荷,如DNA质粒或其他治疗药物直接到组织来完成。这种将微气泡传送的制剂给疾病做分子标记,并与定位超声 造影图像结合的手段,为定点传送药物或基因提供了美好的前景。

一 、血流的超声评估

超声图像的产生依赖于反射和散射的超声波 声学信号的接收、分析和显示。作为一种医学影像,提供了体内器官重要的功能和解剖信息,是广泛的非侵入性的检测手段。多普勒技术依赖于检测和定量回一信号 的频率变化,其评估曲流的方向和速度提高了超声的诊断能力,但不能评估组织微血管的血流,因为微曲管曲流信号低于组织信号。
作为一种在超声图像中增强血地和微循环正像的工具,微气泡造影剂产生并得到了发展。微气泡造影可以追溯到一个世纪以前,uordRaylegh’s对茶壶 中沸腾的水产生的声音和气泡的设想。从微气泡形成、摆动和破裂的 Rayleigh’s理论进化到临床应用的影像技术,超声成像和微气泡制剂经历了很大的变革。除了诊断价值以外,超声造影还提供了其他影像学技术不能提供 的微血管生理学信息。通过微气泡造影剂表面与疾病的靶配体结合来产生组织的超声分子图像已成为可能。

二 、微气泡的声学信号

用微气泡作为超声造影剂的原理是气泡的可压缩性。微气泡内充满了气体,会发生振动;造影所用超声波比诊断所用超声波波长要短,这些气泡在最大压力和最小压力的情况下分别会发生压缩和膨胀(图1)。 泡放射性的振动会产生很强的超声信号,其强度超过了回声阻抗不同而发生反射和背向散射的传统超声信号。来源于微气泡振动的回声信号幅度遵循Rayha旧h 和Plesset对自由气泡原理的描述。微气泡回声信号强度与气体的密度、可压缩性、周围介质的密度、发射超声的频率和能量以及微气泡的大小有关。应用于 超声造影的微气泡制剂很多都是封闭的,所以同时也需要考虑气泡外壳的粘性和弹性阻尼。在高能量超声照射下,微气泡可以被摧毁。在气泡压缩时段,气体可以从 有缺口的外壳释放,或者做气泡完全破裂。微气泡破裂是动物灌注模型和临床治疗应用的一种重要声学特征。此外,定位 传递药物和有效载荷基因都需要微环境的改变或微气泡外壳弹性物质的改变。
用微气泡信号来评估组织灌注,大大提高了评估的敏感性。目前最重要的研究进展是已有能力检测微气泡折射产生的谐波。像弦乐一样,微气泡有一个最佳的共振频 率,在这个频率上,微气泡提供的声学能量最高,它们的振动会被放大,而目不与微环境的压力成比例。有了这种特性,在不同的发射频率的超声中会产生不同的很 强的回声信号或者谐波。有几种频率滤波器可以接收谐波。另外微气泡也可以被高能量的超声摧毁,这样可以产生一种高密度宽频信号。这种情况发生的时候,微气 泡信号可以被谐波峰值间频率的滤波器放大,消失的气泡信号通过多普处理技术来检测和处理。

三、微气泡造影剂

控制了微气泡的大小和稳定性,超声造影就可成为临床检测的一种手段。要产生一种最佳的声学信号,微气泡的直径越大越好,但必须小于其需要通过的肺循环和体 循环的血管。早期的大多数超声造影研究依赖于超声降解法。这种方法的微气泡大小范围增宽,很多气泡太大以至于会陷入小动脉或者毛细曲管中。组织增强造影可 以通过直接向靶器官的动脉逆行注入造影剂实现。同样地,微气泡造影也可以通过静脉注人来实现。微气泡大小的标准化可通过对其包装来实现,包装后也可提高气 泡的稳定性。最早封装的微气泡制剂AlbUX是 5%的人n清白蛋白降解制剂,1994年被美国FDA批准使用干人类。这种气泡制剂的 大小范围分布比较窄,平均直径仅为4urn。尽管白蛋白的外壳可以减少气体的扩散;将造影剂注入静脉,再进入体循环的过程中;气体容量仍不断减少。微气泡 容量的减少导致了造影显影功能减低。因此,从静脉注射会降低组织灌注显影的 能力。


共3页: 上一页 1 [2] [3] 下一页