来源：Mess, G., 等. 利用便携式台式聚焦超声系统在小鼠模型中进行胶质母细胞瘤的声动力治疗。J. Vis. Exp. (2023)
本视频演示了一种在小鼠模型中利用磁共振引导聚焦超声（MRgFUS）对脑肿瘤进行声动力治疗的实验方案。治疗前给予声敏剂前体药物，该药物在肿瘤细胞中蓄积，并通过聚焦超声激活，产生活性氧（ROS）。这些活性氧引发氧化应激，导致肿瘤细胞死亡并抑制其增殖。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
方法文章
使用声动力疗法在小鼠模型中治疗脑肿瘤
483 次观看
⸱
2025年8月29日
本文内容
摘要
方案
所有涉及动物模型的实验程序均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 动物医学评审委员会的审核。
1. 磁共振成像（MRI）操作步骤
1. 取已通过立体定位固定的动物 MRI 床，将其插入此前已连接至 MRI 扫描仪（见材料表）的 MRI 托架中，即将 MRI 床末端的孔槽对准 MRI 托架上的插销，如图1所示。将麻醉进气管和出气管分别连接至 MRI 仪器对应的管路。
2. 将装有动物的MRI托架滑入MRI磁体孔内，确保其位置与之前放置模体时的位置相同。
3. 进行局部定位扫描以确定动物脑部的位置，然后进行覆盖全脑的对比增强T1加权MRI扫描。
4. 将 MRI 扫描导出为一组未压缩的 DICOM 文件，每个切片对应一个文件。
2. 聚焦超声治疗（图2）
1. 扫描完成后，将动物从MRI扫描架上取出，通过将床板前端插入平台后部对应的固定销中，再将床板后端插入其对应的固定销，将其放置于平台上。
2. 将 MRI 床的进气管连接至异氟烷麻醉气源，设置气体流速为 1.0 mL/min，挥发罐浓度为 2.0%，以维持麻醉状态。将出气管连接至活性炭过滤罐，以吸收麻醉气体。
3. 将这组DICOM文件传输到计算机，并将其放置在当前研究主工作目录中的一个文件夹内。
4. 在软件中，进入主初始化页面，通过点击引导式对焦查找，然后点击开启 Jog 模式，以启动Jog 模式。
5. 在动物头部涂抹少量经离心的超声耦合剂，耦合剂量需足以覆盖颅骨上方的整个头皮区域。
6. 将去离子（DI）水和脱气水倒入水浴中，至水浴容量的80%，然后将水浴插到平台上对应的柱子上。
7. 降低装有去离子水的水浴，直到底部膜接触动物头部的超声耦合凝胶，从而在水与凝胶之间形成耦合界面。确保超声耦合凝胶完全覆盖动物头部，并与水浴充分接触，且水浴与小鼠头皮之间的超声耦合凝胶中无任何气泡。
8. 将超声探头浸入水浴中，确保探头表面无气泡形成。
9. 使用点动模式下降降低换能器臂，使其朝向部分浸入水中的换能器移动，并在保持换能器表面始终浸没的同时，通过将磁性槽相互对齐，实现换能器臂与换能器的耦合。
10. 关闭点动模式，然后 退出聚焦查找，如同初始化步骤中所进行的操作。务必像之前一样确认原点位置。
11. 进入治疗选项卡，然后单击屏幕顶部中央的文件夹图标，上传增强后T1加权MRI文件。选择之前已上传到计算机的DICOM文件所在的文件夹并打开。此步骤应自动在右上方面板中加载所有DICOM文件。
12. 接下来，在超声模式选项卡中，通过选择脉冲模式或连续波模式来设定合适的处理模式。若选择脉冲模式，则在超声设置选项卡中输入脉冲时长、脉冲周期和周期数量。这些参数将对应于每个超声处理位置。若选择连续波模式，则仅需输入超声持续时间。
注意： 本研究中采用连续波模式，持续时间为 120 s。
13. 点击页面顶部中央的目标图标，并在正确的 MRI 切片上选择聚焦超声（FUS）焦点区域应瞄准的适当位置。点击后将出现一个浅红色方框，内含一个红色圆圈。可选择多个位置。
14. MRI图像左侧为一个表格，其中将填充所选焦点区域的三维坐标。在表格的最后一列中，输入每个焦点位置的超声照射功率水平，该值可针对所用的每个换能器单独计算，以达到期望的压力或强度水平。单击表格中的每个焦点位置以进行确认，此时相应的坐标会被高亮显示，图像上对应的焦点区域将变为蓝色。注意：请参考换能器的数据手册，以确定如何将表格中输入的功率水平转换为压力或强度值，因为这些参数与具体换能器相关。
15. 当对所有焦区均满意后，选择运动测试。软件将驱动换能器移动至所有焦点位置，以确认这些移动均可实现。确认后，软件将显示运动测试完成。若出现错误，请调整焦区位置，使其处于换能器电机的三维轴向范围内。
16. 准备就绪后，选择开始超声处理以启动超声处理程序，移动换能器并在每个选定的焦点区域施加正确的FUS参数。
17. 超声处理程序结束后，将换能器与换能器臂分离，从平台上取下水浴装置，并擦去动物头皮上的超声耦合凝胶。
18. 松开咬合杆和耳杆，将动物从磁共振成像床取出，然后将其放置在加热垫上，直至动物从麻醉状态中苏醒。此时，将动物放回其笼中。
19. 对后续动物，从第6节开始重复相同的实验方案。20. 待所有目标动物处理完毕后，使用70%乙醇（参见材料表）清洁所有动物接触过的表面。
21. 退出软件，然后关闭并切断每台设备的电源。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
结果
图1： 动物放置。 （A）MRI床及托架，各部分已标注：1. MRI托架。2. 立体定位MRI床。3. 耳杆。4. 咬齿杆。5. 鼻罩。6. MRI床固定销孔。7. 异氟烷麻醉管。（B）小鼠在MRI床上的放置位置及其在托架上的安置示意图，图中显示射频线圈（橙色）（示意图使用Biorend...
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 7T PET-MR 系统 | Bruker | Biospec 70/30 | |
| 铝箔 | Reynolds Brand | ||
| 放大器 | FUS Instruments | 2175 | |
| 无胸腺裸鼠 | Charles River Laboratories | 品系编号 490 | |
| 活性炭异氟烷废气收集容器 | Patterson scientific | 78909457 | |
| 计算机 | FUS Instruments | 2269 | |
| 盖玻片 | Fisherbrand | 12-545J | |
| 台式显示器 | ASUS | VZ239H | |
| 电动剃须刀 | Wahl | 93235-002 | |
| 胎牛血清 | Thermo Fisher Scientific | 16000044 | |
| 函数发生器 | Siglent | QS0201X-E01B | |
| 钆对比剂（Gadavist） | McKesson Corporation | 2068062 | |
| 纱布 | Henry Schein | 101-4336 | |
| 加热灯 | |||
| 加热垫 | Kent Scientific | RT-0501 | |
| 诱导室 | Patterson scientific | 78933388 | |
| 异氟烷挥发器 | Patterson scientific | 78916954 | |
| 异氟烷 | Covetrus | 29405 | |
| 异氟烷系统 | Patterson Scientific | 78935903 | |
| IVIS 光谱成像系统 | Perkin Elmer | 124262 | |
| 脱毛膏（Nair） | Church and Dwight Co. | 42010553 | |
| 眼科软膏 | Puralube vet ointment | ||
| RK-50 MRgFUS 系统 | FUS Instruments | 2182 | |
| 电子天平 | |||
| 手术刀片 | Covetrus | 7319 | |
| 手术刀柄 | Fine Science Tools | 91003-12 | |
| 螺丝刀套装 | Jakemy | JM-8160 | |
| 皮肤标记笔 | Time Out | D538,851 | |
| 立体定位仪框架 | Kopf Instruments | 5000 | |
| 立体定位 MRI 原型塑料成像固定装置 | FUS Instruments | ||
| 换能器及匹配箱 | FUS Instruments | T515H750-118 | |
| 超声波脱气仪 | FUS Instruments | 2259 | |
| 超声耦合凝胶 | ParkerLabs | 01-08 | |
| 水浴锅 | FUS Instruments | ||
| 赛拉嗪 | Covetrus | 1XYL006 |
