高强度超声对癌症放射治疗的辅助功效研究

Radiation therapy is one of the main methods for the treatment of malignant tumors. However, local recurrence of tumor and side effects of radiotherapy have been the two most difficult problems. Theoretically, high intensity ultrasound and radiotherapy in the treatment of tumor have a synergistic effect. This thesis intends to treat abdominal cancer (prostate cancer, liver cancer, cervical cancer) with high intensity ultrasound before radiotherapy. Physical dose of radiotherapy reducing, target still has enough biological dose of cancer treatment, so as to reduce the local recurrence rate and the side effect of radiotherapy of normal tissue. Investigate the influence of high intensity ultrasonic frequency, intensity and duration to the radiation dose to the tumor target area, model the control relationship between the ultrasonic parameters and radiation dose, and study the radiosensitivity effect on normal tissues by high intensity ultrasound before radiotherapy at the same time. To summarize and analyze the injury or death of abdominal tumor cells and normal cells in each stage of treatment, and to study the mechanism of the auxiliary effect of high intensity ultrasound in cancer radiotherapy. The development of the project can provide the basis for the research of medical ultrasonic treatment equipments and clinical application of high intensity ultrasonic before radiotherapy.

放射治疗是治疗恶性肿瘤的主要方法之一，然而，肿瘤局部复发和放疗副反应一直是困扰放疗的两大难题。高强度超声治疗肿瘤理论上与放疗具有协同作用，本课题拟对腹部肿瘤（前列腺癌、肝癌、宫颈癌）在放疗前进行高强度超声治疗，在降低放疗物理剂量的情况下，靶区依然有足够的生物效应剂量治疗肿瘤，从而降低局部复发率，减少正常组织的放疗副反应。深入考察高强度超声频率、强度、持续时间的改变对肿瘤靶区所需放疗剂量的影响，建立一系列超声参数与放疗剂量之间的对照关系，同时研究放疗前高强度超声治疗对正常组织放疗敏感性的影响。总结并分析各个治疗阶段腹部肿瘤细胞和正常细胞的损伤或死亡情况，研究高强度超声治疗癌症对放疗辅助功效的细胞作用机制。项目的开展可为医用超声治疗设备的研发和放疗前高强度超声治疗的临床应用提供依据。

主要研究内容：我们对肝癌细胞、前列腺癌细胞和正常组织细胞进行不同剂量的X射线照射后，再对其进行不同频率、强度、持续时间的高强度超声处理。将处理后的样品细胞进行以下实验：细胞流式凋亡实验，CCK-8实验，细胞侵袭能力测试。分析各个治疗阶段肿瘤细胞和正常细胞的损伤或死亡情况，建立了超声频率、强度、持续时间与放疗剂量的对照关系，分析了放疗前进行高强度超声治疗以降低放疗剂量的细胞作用机制。同时对于立体定向放射治疗SBRT同步高强度超声也做了上述实验。.重要结果：实验结果显示，放疗和高强度超声同步治疗确实能在在保证疗效的同时，尽可能降低放疗剂量，从而减少放疗副反应。细胞流式凋亡实验的数据显示超声放疗同步组的凋亡率大于单纯放疗组大于对照组，CCK-8测试及细胞侵袭实验显示细胞增殖能力和侵袭能力有同样的结果。肝癌细胞或者正常肝细胞，我们都观察到了类似结果。我们综合上述结果，考虑到实际放疗中，癌细胞区域所接受的放疗剂量是高于正常肝细胞区域的，可以找到一个平衡点，保证相比较正常细胞高强度超声的加入对于肝癌细胞有着更大的杀伤力。.科学意义：本项目利用放疗联合高强度超声治疗，使得在降低放疗物理剂量的情况下，靶区依然有着足够的生物效应剂量治疗肿瘤，从而减少正常组织的放疗副反应，得到了高强度超声各项参数与放疗剂量之间的协同关系。从而探讨高强度超声联合放射治疗应用于肿瘤临床治疗的可能性，并为超声医用治疗设备的研发和放疗前高强度超声治疗的临床应用提供依据。