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磁场下超声联合磁性微泡对完全堵塞性血栓的治疗研究

磁场下超声联合磁性微泡对完全堵塞性血栓的治疗研究

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作者：陈晓强南方医科大学

学位级别：硕士

研究背景血栓闭塞性疾病是一种常见的疾病,与世界范围内的高发病率和死亡率有关。早期再通闭塞的血管,可以挽救缺血组织、改善患者的预后,是溶栓治疗的关键。目前有多种溶栓治疗的方法,包括静脉溶栓治疗和导管介入。然而,这些方法在临... 详细信息

研究背景血栓闭塞性疾病是一种常见的疾病,与世界范围内的高发病率和死亡率有关。早期再通闭塞的血管,可以挽救缺血组织、改善患者的预后,是溶栓治疗的关键。目前有多种溶栓治疗的方法,包括静脉溶栓治疗和导管介入。然而,这些方法在临床上使用时有局限性,例如严格的排除标准、严重并发症、侵袭性。微泡已经被用作超声诊断的造影剂,后来被改进用于血栓的特异性分子成像。近年来,微泡在治疗领域,特别是在超声溶栓中的作用受到了越来越多的关注,因为微泡介导的超声空化效应不仅能有效地溶解血栓,而且无创、经济、方便,没有明显的禁忌症。许多研究都集中在微泡的耐受性和有效性上,但是完全性闭塞血管段前端血流阻滞仍然是一个主要的挑战,因为微泡难以通过全身注射到达血栓部位,这可能会阻碍微泡介导的超声溶栓在临床上的应用。有报道称,直接将微泡注射到闭塞血管的血栓部位中可以提高局部微泡的浓度,从而通过增强溶栓效应实现完全再通。然而,这种方法在临床应用时具有侵入性和不便利性的缺点,那么能否通过一种非侵入性的、简便操作的方法提高微泡在血栓附近的局部浓度呢?磁靶向治疗指的是在外部施加磁场下,通过控制磁响应剂的运动,从而促使相关药物到达所需的位置,进而达到增强药物治疗的效果。而磁性微泡介导的药物治疗目前也越来越受到关注,例如通过磁场应用,增加治疗性药物到达肿瘤部位,并在超声空化效应下,增强其治疗肿瘤的效果。而磁性药物溶栓上,相关研究已经证明了与溶栓药物相结合的磁性微米/纳米颗粒能在磁场作用下到达血栓部位,从而增强溶栓效果。在磁性微泡介导的超声溶栓上,目前相关研究相对少,并且这些研究针对的主要都是非堵塞性血栓的,在完全堵塞性血栓上,磁性微泡介导的溶栓目前并没有。在体内操作磁性微泡定向运动的研究上,我们实验室以前的研究已经确定了操纵磁性微泡的可行性,磁场下磁性微泡是能偏离主动脉轴流中心线,并到达主动脉壁的。此外,另一项研究证明了使用磁场引导磁性载体进入Y型分叉的特定闭塞分支内的可行性。相关研究也证明了偶联溶栓药物的磁性纳米颗粒能被引导到完全闭塞的血管段,并增强溶栓效应。磁性微泡能否被引导到完全堵塞血栓中,并且利用微泡介导的超声空化效应增强溶栓效果,这是值得进一步探讨的。研究方法和结果1.实验材料主要实验仪器:德国Siemens公司超声诊断仪（Sequoia512）。主要实验试剂:全氟丙烷脂质微泡造影剂（普通微泡）,全氟丙烷脂质磁性微泡造影剂,尿激酶注射剂2.实验方案:（1）制备微泡并验证微泡的磁响应性及稳定性（2）磁铁导航下,超声联合微泡溶解3小时红白血栓的体外研究（3）磁铁导航下,超声联合微泡溶解12小时红白血栓的体外研究（4）超声联合微泡溶解大鼠左髂动脉红白血栓的体内研究及相关预后评价（5）超声联合磁性微泡治疗的安全性评价结果:（1）微泡磁响应性及稳定性实验证明了制备的磁性微泡磁响应性良好;普通微泡和磁性微泡稳定性上没有明显差异。（2）超声微泡体外溶栓US+M-MB组和US+M-MB+r-tPA组溶栓效果明显好于其他两组。在白血栓上,US+M-MB组和US+M-MB+r-tPA组溶栓效果没有显著差异;在红血栓上,US+M-MB+r-tPA组溶栓效果要优于US+M-MB组。在12小时龄血栓中,各组微泡溶栓效果都差于3小时龄血栓,但是US+M-MB组和US+M-MB+r-tPA组溶栓效果依旧好于其他两组。（3）超声微泡体内溶栓US+M-MB组和US+M-MB+r-tPA组溶栓效果明显好于其他两组。同时这两组治疗后的大鼠患肢组织血流灌注明显较其他两组提高。从组织凋亡情况及组织损伤指标上看,US+M-MB组和US+M-MB+r-tPA组也较其他两组明显改善。（4）磁泡和普通泡在超声处理下安全性评价磁导航下超声介导的磁泡治疗并没有明显的副作用。结论:（1）磁场导航下,磁性微泡相较于普通微泡,到达完全性堵塞血管段微泡数量明显增多;（2）磁场导航下,超声联合磁性微泡能明显增强完全堵塞血栓的溶栓效果;（3）磁场导航下,超声联合磁性微泡能改善溶栓后的组织血流灌注并减轻相关组织的损伤。

关键词：磁场导航超声微泡溶栓

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基于磁场信息的定位原理及应用

基于磁场信息的定位原理及应用

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作者：赵钟伟浙江大学

学位级别：硕士

地球周围存在稳定的磁场,称为地磁场。地磁场是具有稳定方向和大小的矢量场。研究表明,地球上许多生物可以根据免费的地球磁场信息来进行定位和导航,季节性迁徙的鸟类、鱼类和海龟的迁徙回巢行为与地球的磁场信息有很大的相关性。磁场... 详细信息

地球周围存在稳定的磁场,称为地磁场。地磁场是具有稳定方向和大小的矢量场。研究表明,地球上许多生物可以根据免费的地球磁场信息来进行定位和导航,季节性迁徙的鸟类、鱼类和海龟的迁徙回巢行为与地球的磁场信息有很大的相关性。磁场导航作为一种新型的导航手段,可以成为当前主流导航手段如GPS导航、惯性导航等的辅助导航手段。高精密的磁场传感器的研制为磁场导航提供了技术基础和保障。基于磁场的导航手段在室内及其他特殊区域有着非常广泛的应用和市场前景。论文首先介绍利用磁场进行定位的基本原理,研究了使用两个磁场要素在同一平面进行磁场导航与定位的可能性及原理。本文创造性地提出了采用总磁场与特定方向的空间夹角的数据信息作为导航依据的方法。论文提出了基于卡尔曼滤波的纯磁场导航方法,与传统磁场导航方法的不同点是,本文提出的磁场导航方法不依赖于事前保存的磁场数据,完全依靠实时测量当地的磁场数据进行导航。论文对提出的磁场导航算法进行了Matlab仿真实验,实验数据读取了全球磁场模型的数据,同时在其中加入一定的噪声和干扰。仿真实验表明,本文提出的导航算法可以适应地球磁场日常的噪声和干扰,顺利完成既定的导航任务。论文从现有的磁场测量技术出发,设计和制作了高精度的磁场测量装置,并提出了一种室内磁场导航的方法,即通过大型通电螺线圈构造一个唯一稳定的磁场源,然后利用该磁场源及本文提出的算法在室内进行导航的方法。论文在最后对本文提出的基于磁场的定位方法的应用前景作了探讨,提出了本次研究的意义及后续工作可以开展的研究。

关键词：地球磁场磁场导航卡尔曼滤波磁传感器

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