The study here investigated quantitative ultrasound (QUS) parameters to assess tumour response to ultrasound-stimulated microbubbles (USMB) and hyperthermia (HT) treatment in vivo. Mice bearing prostate cancer xenografts were exposed to various treatment conditions including 1% (v/v) Definity microbubbles stimulated at ultrasound pressures 246 kPa and 570 kPa and HT duration of 0, 10, 40, and 50 min. Ultrasound radiofrequency (RF) data were collected using an ultrasound transducer with a central frequency of 25 MHz. QUS parameters based on form factor models were used as potential biomarkers of cell death in prostate cancer xenografts. The average acoustic concentration (AAC) parameter from spherical gaussian and the fluid-filled spherical models were the most efficient imaging biomarker of cell death. Statistical significant increases of AAC were found in the combined treatment groups: 246 kPa + 40 min, 246 kPa + 50 min, and 570 kPa + 50 min, in comparison with control tumours (0 kPa + 0 min). Changes in AAC correlates strongly (r2 = 0.62) with cell death fraction quantified from the histopathological analysis. Scattering property estimates from spherical gaussian and fluid-filled spherical models are useful imaging biomarkers for assessing tumour response to treatment. Our observation of changes in AAC from high ultrasound frequencies was consistent with previous findings where parameters related to the backscatter intensity (AAC) increased with cell death.

中文翻译：

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使用超声散射特性的定量超声表征对前列腺癌反应进行体内评估

这里的研究调查了定量超声 (QUS) 参数，以评估肿瘤对体内超声刺激微泡 (USMB) 和热疗 (HT) 治疗的反应。携带前列腺癌异种移植物的小鼠暴露于各种治疗条件，包括在 246 kPa 和 570 kPa 的超声压力和 0、10、40 和 50 分钟的 HT 持续时间下刺激的 1% (v/v) Definity 微泡。使用中心频率为 25 MHz 的超声换能器收集超声射频 (RF) 数据。基于形状因子模型的 QUS 参数被用作前列腺癌异种移植物中细胞死亡的潜在生物标志物。来自球形高斯模型和充满液体的球形模型的平均声浓度 (AAC) 参数是最有效的细胞死亡成像生物标志物。与对照肿瘤 (0 kPa + 0 分钟) 相比，在联合治疗组中发现 AAC 的统计学显着增加：246 kPa + 40 分钟、246 kPa + 50 分钟和 570 kPa + 50 分钟。AAC 的变化与从组织病理学分析中量化的细胞死亡分数密切相关 (r2 = 0.62)。来自球形高斯和充满液体的球形模型的散射特性估计是用于评估肿瘤对治疗反应的有用成像生物标志物。我们对来自高超声频率的 AAC 变化的观察与先前的发现一致，其中与反向散射强度 (AAC) 相关的参数随着细胞死亡而增加。AAC 的变化与从组织病理学分析中量化的细胞死亡分数密切相关 (r2 = 0.62)。来自球形高斯和充满液体的球形模型的散射特性估计是用于评估肿瘤对治疗反应的有用成像生物标志物。我们对来自高超声频率的 AAC 变化的观察与先前的发现一致，其中与反向散射强度 (AAC) 相关的参数随着细胞死亡而增加。AAC 的变化与从组织病理学分析中量化的细胞死亡分数密切相关 (r2 = 0.62)。来自球形高斯和充满液体的球形模型的散射特性估计是用于评估肿瘤对治疗反应的有用成像生物标志物。我们对来自高超声频率的 AAC 变化的观察与先前的发现一致，其中与反向散射强度 (AAC) 相关的参数随着细胞死亡而增加。