题目：聚焦超声激活血卟啉对人体黑色素瘤细胞LiBr和红白血瘤细胞K_562作用的研究

　恶性肿瘤一种直接威胁人类生命安全的常见病，每年有成千上万的人遭受此类疾病折磨。它的防治是国内外研究的重要课题，在诸多的治疗方法中，物理方法是一种不可忽略的方法，如电疗、热疗和光疗等，这些方法各有利弊。其中，局部加热治疗肿瘤的热效应疗法，其温度无法检测是该法推向临床应用的主要障碍。以激光为动力的光动力学疗法目前已应用于临床诊治肿瘤，但是，由于光在人体组织中穿透能力差，该法主要集中在人体表面浅层肿瘤的治疗。而超声波是一种机械波，对生物组织有较强的穿透能力，尤其是聚焦超声能无创伤的将声能聚焦于深部组织，并能激活一些光敏药物产生抗肿瘤效应。这些特性使得声动力学疗法对深部，中晚期肿瘤的治疗成为一种很有潜力和前途广阔的新方法。国内外学者在这方面进行了许多研究，取得了可喜的进展。但截止目前，声动力学疗法抗肿瘤效应的研究仍局限于动物肿瘤细胞和利用平面超声波辐射，不能体现超声激活血卟啉抗肿瘤效应的特点，离临床应用还有相当大的距离。为将此方法尽快推向临床应用，给广大患者解除痛苦，在国内外研究的基础上，结合陕西自然科学基金项目，本文研究了聚焦超声激活血卟啉对人体黑色素瘤细胞LiBr，人体红白血瘤细胞K562 的作用，同时，设计一种适合临床应用的新型动态聚焦换能器系统。 作者从声辐射振动原理和光学傅立叶变换出发，考虑远场区和近场区衍射条件的限制，结合电子聚焦抵消二次相位因子，推导出平面圆环基阵换能器聚焦声场公式，在该公式基础上，通过大量计算和设计要求考虑，设计出换能器具体结构参数，焦点位置，各辐射圆环在不同聚焦处的延迟时间。用C语言编制了一套处理声场声压分布软件，并用计算机对聚焦声场横向和轴向声压进行模拟仿真。整个聚焦换能器的电激励电路均由单片机控制。超声激活血卟啉抗肿瘤效应的研究中，建立了一套声动力学疗法超声辐射实验装置，通过改变声参量（作用时间，声频率，声强度）及血卟啉浓度，探索出超声激活血卟啉抗肿瘤效应的较佳参数规范和在较佳参数规范情况下的抗肿瘤效果。观察了活性净化剂组氨酸，甘露醇对超声激活血 卟啉K562和LiBr效果的影响，初步分析了声动力学疗法抗肿瘤作用的机理。通过计算及大量的实验研究，得到主要结论如下： 1. 研究和设计了适合临床应用的超声动态聚焦换能器，该换能器由七个等间距，不同面积的平面圆环阵列组成，通过改变辐射圆孔孔径和延迟时间，能够实现焦距动态可调和各焦点处声强度保持一致的特点，聚焦调节范围为77mm-157mm，焦平面上波束宽度在4.9mm---3.0mm之间变化，并随着F/D（聚焦/孔径）增大而增大。经计算机模拟仿真，取得了和理论设计相一致的结果。 2.通过大量实验，摸索出聚焦超声激活血卟啉对人体肿瘤细胞LiBr和K562作用的较佳参数范围。其中对黑色素瘤K562：平面超声，频率1.8MHz-2.0MHz,声强度0.8w/cm-1.2W/cm,血卟啉浓度200ug/ml,作用时间60s；聚焦超声，声频率1.4MHz,声强度1W/cm，血卟啉浓度200ug/ml,作用时间80s；聚焦超声对红白血细胞LiBr,其他参数一致，而作用时间为100s。 3.实验证明：声参量，血卟啉浓度与瘤细胞率成正相关关系。较佳参数范围内，聚焦超声激活血 卟啉对瘤细胞K562,LiBr的杀伤率均在95%以上，而单纯超声作用，对瘤细胞的杀伤率仅在50%左右。单纯血卟啉对瘤细胞无明显作用。 4.利用活性净化剂组氨酸，甘露醇对肿瘤细胞的杀伤抑制作用，探讨了超声激活血卟啉抗肿瘤效应的机理，初步判定：单线态氧是肿瘤细胞死亡的主要原因。