李文志 孫智 董勇等

[摘要]目的：觀察豬皮下脂肪經(jīng)不同劑量非侵入性聚焦超聲照射后的病理學(xué)變化。方法：采用由功率0W、450W、550W、650W；治療次數(shù)1、2、3組成的9個實驗組和1個零劑量對照組，頻率1.9MHz的聚焦超聲，非侵入照射豬背部皮膚，即刻切取包括皮膚全層并深達(dá)肌肉淺層的標(biāo)本塊制作病理切片，HE染色，組織學(xué)觀察。結(jié)果：各實驗組脂肪層內(nèi)，顯微鏡下可見大量點狀脂肪細(xì)胞損傷灶。在低、中、高輸出功率組，灶內(nèi)細(xì)胞損傷數(shù)分別為1～5個、2～10個和15～40個。損傷灶內(nèi)中央的脂肪細(xì)胞消失，邊緣的脂肪細(xì)胞部分破裂，小血管保存完好，無游離紅細(xì)胞。未見炭化、組織凝固現(xiàn)象，未見皮膚、肌膜與骨骼肌細(xì)胞損傷。結(jié)論：1.9MHz非侵入聚焦超聲能選擇性破壞脂肪細(xì)胞，脂肪細(xì)胞損傷程度與設(shè)備輸出功率和照射次數(shù)有正相關(guān)，具有皮膚、小血管、筋膜等組織的安全性。

[關(guān)鍵詞]非侵入；聚焦超聲；融脂；脂肪

[中圖分類號]R332[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1008-6455(2012)07-1156-03

采用高強(qiáng)度聚焦超聲(High intendity focusedultrasound，HIFU)進(jìn)行無創(chuàng)、非侵入性融脂治療是近年剛剛興起的一項微創(chuàng)美容手術(shù)技術(shù)，它一方面延續(xù)了臨床用于體外碎石或腫瘤治療時表現(xiàn)出的靶向治療作用與局部組織破壞的特性“，另一方面又將聚焦超聲是否能選擇性破壞脂肪細(xì)胞，以及脂肪細(xì)胞破壞后多種產(chǎn)物對人體健康影響等一系列問題遺留給研究者與使用者。為探討使用不同劑量聚焦超聲融脂治療后局部組織破壞的特點及其與設(shè)備應(yīng)用劑量問的關(guān)系，我們在北京匯?？滇t(yī)療技術(shù)有限公司的幫助下，對實驗用小型豬進(jìn)行了融脂治療的量效關(guān)系觀察，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1材料和方法

1.1實驗動物：實驗用小型豬6頭，雌雄不限，白色，體重44～55kg，平均(48.67±3.64)kg。

1.2實驗設(shè)備：JCS-01型聚焦超聲減脂塑形機(jī)，由北京匯?？滇t(yī)療技術(shù)有限公司提供，額定功率700W，超聲波頻率1.9MHz，焦域不大于12mm。治療中心深度(15±1)mm。設(shè)備采用非連續(xù)發(fā)射方式，脈寬ims，超聲輸出分三檔，低檔占空比3％，平均聲功率450W，中檔占空比4％，平均聲功率550W，高檔占空比5％，平均聲功率650W。ZEISS Axioskop40光學(xué)顯微鏡[蔡司光學(xué)儀器(上海)國際貿(mào)易有限公司]，標(biāo)本切片染色后，采用“MIAS醫(yī)學(xué)圖像分析管理系統(tǒng)一真彩色病理圖像分析系統(tǒng)4.0”成像與計算機(jī)測量。

1.3方法

1.3.1實驗分組與超聲參數(shù)設(shè)定：將設(shè)備超聲輸出的高、中、低三檔，與同一部位治療次數(shù)1、2、3組合成九個治療組，再加1個零聲強(qiáng)的對照組，共10個實驗組(表1)，每頭豬的背部實驗分區(qū)見圖1。每組實驗重復(fù)6遍。

1.3.2動物實驗與標(biāo)本切片制各：實驗豬由動物房運送到實驗室后，首先測量體重，再根據(jù)體重計算誘導(dǎo)麻藥(3％戊巴比妥鈉)量，按小于45kg，1ml／kg；大于45kg，0.5ml／kg用量肌肉注射。成功后俯臥固定在真空墊上，項背部剃毛，注意保護(hù)皮膚。應(yīng)用碳素墨水在脊柱兩側(cè)對稱文刺4cmx7cm各5塊，每塊間隔3cm，各實驗部位使用與圖1對應(yīng)。在治療區(qū)內(nèi)涂滿耦合劑，調(diào)整治療頭至適當(dāng)位置，使波源緊密接觸皮膚。啟動自動治療程序，治療頭依實驗與對照預(yù)先設(shè)定劑量，在X、Y軸方向以5mm／s速度勻速移動，均勻掃描。治療完畢，即刻切取各實驗部位標(biāo)本。每塊病理標(biāo)本均需包括皮膚、脂肪全層和部分肌纖維，大小為2cmX1cm，深度>2.5cm，標(biāo)本浸入10％福爾馬林溶液固定，再根據(jù)脂肪厚度制成2.5cm×0.5cm×0.2cm厚蠟塊2～3塊，制作8μm厚石蠟切片，HE染色。

1.3.3組織學(xué)觀察：將實驗與對照組切片用數(shù)字掃描顯微鏡觀察并掃描為數(shù)字影像儲存在計算機(jī)中。觀察內(nèi)容包括脂肪細(xì)胞是否有破壞，損傷灶大?。恢委焻^(qū)血管、神經(jīng)、連接組織的破壞情況；治療區(qū)是否有出血以及凝固、炭化跡象等。

2結(jié)果

2.1肉眼觀察

2.1.1對照組：皮膚外觀無形態(tài)與顏色改變。包括皮膚與肌肉淺層的整塊離體標(biāo)本上，各切面組織細(xì)膩，無肉眼可見空洞或出血點等損傷表現(xiàn)；皮下脂肪呈淡黃或白色，甲醛固定后，呈白色，在脂肪蜂窩層、板狀層與肌層間分別有疏松組織、膜狀組織分割。

2.1.2實驗組：皮膚偶見輕度充血，各組均出現(xiàn)紅腫、水皰，破潰等損傷表現(xiàn)，治療時也未見耦合劑飛濺現(xiàn)象。各組塊狀標(biāo)本的肉眼表現(xiàn)與對照組相同。

2.2組織學(xué)觀察

2.2.1對照組：皮膚未見病理性損傷。脂肪細(xì)胞排列緊密，呈多邊形，“直徑”100～200μm，每個脂肪細(xì)胞周邊均有毛細(xì)血管存在。

2.2.2實驗組：皮膚未見病理性損傷。在距表皮深度1～2cm處，各實驗組均可觀察到有大量脂肪細(xì)胞被破壞，損傷的脂肪細(xì)胞呈不均勻灶狀分布。損傷灶內(nèi)，被破壞的脂肪細(xì)胞數(shù)目多少不等，在低輸出功率組(L組)，損傷細(xì)胞數(shù)多為1～5個，從L1到L3組，損傷灶大小變化不大，但密度逐漸增多：在中輸出功率組(z組)，損傷細(xì)胞數(shù)量多為2～10個，同樣存在治療次數(shù)增加，損傷灶密度增大現(xiàn)象，相鄰損傷灶可融合成較大損傷區(qū)；在高輸出功率組(G組)，上述現(xiàn)象依然存在，但損傷灶明顯增大，灶內(nèi)破壞脂肪數(shù)目可達(dá)數(shù)15～40個。損傷灶有如下特點：①損傷灶中央的脂肪細(xì)胞全部碎裂消失；②損傷灶邊緣的脂肪細(xì)胞大多表現(xiàn)為部分破裂，鏡下可觀察到殘留的細(xì)胞膜；③損傷灶內(nèi)無法找到毛細(xì)血管，也無游離紅細(xì)胞；④損傷灶內(nèi)或損傷灶之間的小血管保存完好，未見破壞與斷端；⑤全部切片，顯微鏡下均未見炭化、組織凝固現(xiàn)象(圖2～4)。各實驗組均未見肌膜與骨骼肌細(xì)胞損傷(圖5～8)。

3討論

3.1超聲融脂技術(shù)是指利用超聲波選擇性粉碎、乳化脂肪細(xì)胞，通過抽吸或生理代謝排除已被乳化脂肪細(xì)胞的一種減肥塑形技術(shù)。根據(jù)被破壞脂肪細(xì)胞及其內(nèi)容物的去除途徑，超聲融脂技術(shù)大致可以分為超聲融脂輔助吸脂術(shù)和非侵入性超聲無創(chuàng)融脂術(shù)兩類。超聲融脂輔助吸脂術(shù)可根據(jù)超聲探頭治療時所在位置分為體內(nèi)與體外超聲融脂輔助吸脂術(shù)兩種。非侵入性超聲無創(chuàng)融脂術(shù)也可使用目前已經(jīng)面世的聚焦超聲與尚在研究中的非聚焦超聲兩類設(shè)備達(dá)到治療目的。

3.2超聲波臨床使用非常廣泛，不同頻率與劑量的超聲波作用到人體組織會產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)，常見有成像診斷、物理治療和手術(shù)等。醫(yī)生可通過某種方式，將一定強(qiáng)度的超聲波導(dǎo)入到預(yù)治療部位，通過空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)作用于生物組織，對靶組織實施手術(shù)治療?？栈?yīng)是一種物理現(xiàn)象，當(dāng)聲波在組織內(nèi)產(chǎn)生擴(kuò)張與收縮的周期性變化時，可引起細(xì)胞內(nèi)原本穩(wěn)定的微氣泡產(chǎn)生崩塌，進(jìn)而致使細(xì)胞破碎。每種組織的細(xì)胞堅韌度不同，對聲波耐受的破碎臨界點不同，臨界點的高低又與組織密度和聲波頻率有關(guān)。脂肪組織細(xì)胞密度低、細(xì)胞問內(nèi)聚力小，因此更易遭受特定頻率超聲的破壞，并在組織效應(yīng)上將其與血管、神經(jīng)、肌肉和結(jié)締組織等高密度組織區(qū)分開來，達(dá)到選擇性損傷的目的。機(jī)械效應(yīng)源于超聲對脂肪組織的振動損傷，超聲波的往返運動可影響脂肪細(xì)胞內(nèi)的顆粒與分子，引起這些顆粒與分子的劇烈運動、導(dǎo)致染色體及大分子的斷裂和脂肪細(xì)胞破裂。探頭與組織問的摩擦，以及探頭內(nèi)電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化均可產(chǎn)生熱能，熱量可在治療過程中對脂肪組織產(chǎn)生損傷。

3.3根據(jù)現(xiàn)有資料，非侵入性聚焦超聲融脂的確切機(jī)制尚未完全清楚。主要表現(xiàn)在兩個方面：①目前尚無明確實驗證據(jù)說明聚焦超聲作用脂肪細(xì)胞后，機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和空化效應(yīng)三者是如何產(chǎn)生破壞作用的，誰為主導(dǎo)，各扮演何種角色，以及作用的方式與特點：②脂肪細(xì)胞破壞后，內(nèi)容物的最終去向到底如何，是否能用現(xiàn)有脂質(zhì)代謝理論與途徑就能完全解釋脂肪破壞后甘油三酯的代謝，而后者直接涉及到設(shè)備臨床使用的安全性。

3.4在本實驗條件下，無創(chuàng)聚焦超聲融脂的可觀察組織反應(yīng)相對較輕。肉眼觀察，皮膚除偶見充血外，無紅腫、破潰等肉眼可辨的病理反應(yīng)，更無像吸脂手術(shù)一樣的明顯治療區(qū)形態(tài)改變。顯微鏡下觀察，聚焦超聲能夠比較專一地破壞脂肪細(xì)胞，具體表現(xiàn)為：超聲輻射區(qū)內(nèi)，各實驗組除脂肪細(xì)胞及其伴隨的焦域范圍內(nèi)的毛細(xì)血管有可見損傷外，皮膚、小血管、神經(jīng)、結(jié)締組織、肌膜、肌纖維細(xì)胞均無損傷跡象。此種現(xiàn)象說明，脂肪細(xì)胞與毛細(xì)血管結(jié)構(gòu)比較脆弱，對超聲波的耐受程度低，能在本實驗劑量條件被聚焦超聲優(yōu)先破壞。損傷灶位于一定深度，反映了超聲在一定深度聚焦的特點，同時也提示我們，臨床使用這種設(shè)備進(jìn)行治療，必須保證患者的皮下脂肪要有相應(yīng)的厚度，否則治療無效。各實驗組損傷灶大小、數(shù)量的規(guī)律性變化，提示聚焦超聲融脂的組織破壞程度與設(shè)備輸出功率和治療次數(shù)呈正相關(guān)，輸出功率越高，單個損傷灶范圍越大，治療次數(shù)越多，損傷灶越密集。損傷灶內(nèi)脂肪細(xì)胞的損傷特點提示組織破壞可能與空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)有關(guān)，具有非熱效應(yīng)的特征。顯微鏡下未觀察到熱效應(yīng)的證據(jù)。肉眼與顯微鏡下均未觀察到治療區(qū)有活動性出血的跡象。

總之，通過實驗可以看出，皮膚經(jīng)特定頻率聚焦超聲作用，脂肪細(xì)胞能夠被超聲選擇性破壞，損傷的程度與所用設(shè)備應(yīng)用的劑量條件和使用的方法有關(guān)。