邢鈴 王東 王凱旋 張曉蘭 張華高 金震東

鈥激光是以釔鋁石榴石(YAG)為激活媒質(zhì)，摻入敏化離子鉻(Cr)、傳能離子銩(Tm)、激活離子鈥(Ho)的激光晶體(Cr∶Tm∶Ho∶YAG)制成的脈沖固體激光裝置產(chǎn)生的新型激光。鈥激光的優(yōu)點(diǎn)：(1)波長為2 140 nm，恰位于水的吸收范圍，易于被水吸收；(2)脈沖時間0.25 ms，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于組織熱傳導(dǎo)時間(1 ms)，故對周圍組織損傷極小，組織穿透深度小于0.4 mm，術(shù)后反應(yīng)輕，傷口愈合快[1]；(3)脈沖式激光的熱效應(yīng)僅于組織表層，脈沖之間的冷作用限制了組織的損害；(4)使用光纖傳輸，可與各種內(nèi)鏡或穿刺針聯(lián)合使用；(5)手術(shù)中通過氣化進(jìn)行治療，修整組織邊緣光滑有坡度，止血效果好；(6)對術(shù)中的監(jiān)護(hù)儀器無干擾；(7)鈥激光可借助內(nèi)鏡用于對人體組織進(jìn)行消融、氣化、切除、凝固及碎石治療。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，鈥激光已被應(yīng)用于泌尿外科[2-3]、皮膚科[4]、神經(jīng)外科[5-8]及耳鼻喉科[9]等諸多疾病的治療。本研究觀察不同參數(shù)設(shè)置的鈥激光對離體豬胰腺的消融范圍，為內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下鈥激光對胰腺腫瘤的臨床應(yīng)用提供實(shí)驗基礎(chǔ)。

材料和方法

一、實(shí)驗材料及設(shè)備

新鮮離體豬胰腺，體質(zhì)量為0.75～1 kg。鈥激光治療機(jī)，鈥激光光纖(端發(fā)射)及配套的電極踏板均由美國科醫(yī)人醫(yī)療激光公司提供。

二、實(shí)驗方法

根據(jù)鈥激光的能量、時間、頻率3個作用參數(shù)，在預(yù)實(shí)驗基礎(chǔ)上確定的可取值范圍內(nèi)各分別取5個數(shù)值進(jìn)行不同組合，建立一個包含125種不同組合的隨機(jī)化參數(shù)表。光纖消融之前，先剝離光纖末端的外包層約2 mm，露出光纖芯，使其頭端透光(紅色指引光)。然后將光纖插入離體豬胰腺頭部或體部，設(shè)置參數(shù)表中的參數(shù)，踩下電極踏板開始消融，共行125次消融。消融后超聲內(nèi)鏡探頭測量消融范圍，然后沿光纖剖開胰腺，用游標(biāo)卡尺(精確度0.05 mm)測量消融灶的長徑(a)、短徑(b)及斜徑(c)。長徑指消融灶在光纖所在直線上的最大距離的一半；短徑指消融灶在垂直于光纖的直線上的最大距離的一半；若組織均勻，光纖在組織中均勻分布，則斜徑等于短徑。由于鈥激光的光纖為頭端發(fā)射光纖，所以消融灶的形狀類似橢圓球體，消融灶體積V=4/3πabc。完整切下消融部位，10%甲醛固定，HE染色，光鏡下觀察組織學(xué)改變。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié) 果

一、消融灶的內(nèi)鏡超聲征象

消融部位呈云霧狀高回聲區(qū)，隨著時間的延長，云霧狀區(qū)域呈橢圓形逐漸擴(kuò)大(圖1)。

圖1 消融灶的內(nèi)鏡超聲征象

二、消融灶的胰腺組織學(xué)改變

切開消融部位，肉眼見消融灶截面近似橢圓形，中心為碳化壞死組織，有許多細(xì)微的小顆粒，邊緣為灰白色損傷區(qū)，與周邊正常胰腺組織分界較清晰。鈥激光的能量越大，消融范圍越大(圖2)。顯微鏡下見消融灶中間為“水池樣”空腔，周圍為胰腺組織凝固性壞死區(qū)，胰胞結(jié)構(gòu)不清，核固縮，染色質(zhì)濃染，壞死胰腺組織的四周可見炎癥細(xì)胞浸潤，邊緣為正常的胰腺組織(圖3)。

圖2 參數(shù)為25 s、5 Hz、1.0 J(a)及25 s、5 Hz、1.8 J(b)的鈥激光消融灶

圖3 參數(shù)為25 s、5 Hz、1.0J(a)及25 s、5 Hz、1.8 J(b)鈥激光消融灶的組織學(xué)改變(a ×10,b ×20)

三、不同參數(shù)鈥激光對消融灶體積的影響

鈥激光的作用時間、頻率、能量均呈正方向影響消融灶的體積，當(dāng)作用時間延長、頻率增強(qiáng)或能量增加時，消融灶的體積也會隨之增大，其中頻率的影響程度最強(qiáng)，其次是時間，再次是能量(P值均<0.01，圖4)。分析總共125次的實(shí)驗樣本，沒有發(fā)現(xiàn)參數(shù)對消融灶體積的拐點(diǎn)，即在現(xiàn)有的5個數(shù)值水平上，數(shù)值越大，消融灶體積也就越大，最優(yōu)的參數(shù)組合是25 s，25 Hz，1.8 J。此外，時間與頻率，頻率與能量之間存在交互作用。在不同時間作用下頻率的變化對消融灶體積的影響存在差異；同樣，在不同頻率作用下時間的變化對消融灶體積的影響亦存在差異。在不同頻率的作用下能量的變化對消融灶體積的影響存在差異；同樣，在不同能量的作用下頻率的變化對消融灶體積的影響亦存在差異，且差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。

圖4 鈥激光作用不同時間(a)、頻率(b)、能量(c)后消融灶體積的變化

表1 鈥激光作用時間、頻率、能量效應(yīng)的檢驗表

以時間、頻率、能量為變量和取對數(shù)后的體積為因變量的線性回歸模型的方程式為ln(消融體積)=β0+β1×?xí)r間+β2×頻率+β3×能量(β為回歸系數(shù))，模型的決定系數(shù)R2=0.68。分析結(jié)果表明該模型能夠較好地解釋不同參數(shù)組合下體積的變化(表2，圖5)。

表2 消融灶體積線性回歸分析模型的系數(shù)及檢驗值

討 論

胰腺癌是惡性程度較高的腫瘤之一，其發(fā)病快，病死率高，手術(shù)緩解率較低，且創(chuàng)傷大，預(yù)后不良，平均生存期不足半年，故胰腺癌的治療已經(jīng)成為醫(yī)療工作者致力于研究的重點(diǎn)。內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下治療胰腺腫瘤已經(jīng)成為重要的治療手段，主要有內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下的無水乙醇注射治療[10-11]、放射性粒子植入治療[12-15]、射頻消融治療及釹-釔-鋁激光治療[16-17]、雙頻激光消融治療等等。內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下的光動力消融治療目前只有活體豬正常胰腺的實(shí)驗報道[18-19]，尚未應(yīng)用于臨床。

圖5 消融灶體積線性回歸分析模型的擬合值與實(shí)際值的分布圖

本研究應(yīng)用鈥激光對豬正常胰腺進(jìn)行消融治療。雖然鈥激光的能量、時間、頻率有較多的可設(shè)定值，但由于鈥激光作用強(qiáng)度較劇烈，幾秒鐘就可使組織達(dá)到明顯壞死，故本研究在大量預(yù)實(shí)驗的基礎(chǔ)上，設(shè)定既可以使組織壞死，又考慮到以后體內(nèi)實(shí)驗安全性的可取值的范圍。在此范圍內(nèi)，3個參數(shù)各取5個數(shù)值，其中時間及頻率都是成倍遞增的，而能量的每個數(shù)值之間相差0.2 J，人為地減少了能量對作用范圍的影響。

為了模擬人體環(huán)境溫度，在實(shí)驗前首先將離體胰腺在37℃溫箱內(nèi)預(yù)熱，這樣所得到的消融范圍更接近于人體。同時為了模擬胰腺腫瘤周圍血管及組織液的環(huán)境，本研究組進(jìn)行了有水及無水兩種環(huán)境下鈥激光消融的實(shí)驗，即將離體豬胰腺浸入緩沖液中和未浸入緩沖液中兩種狀態(tài)。預(yù)實(shí)驗證明，這兩種狀態(tài)下所獲得的消融范圍相似，本實(shí)驗是將豬胰腺放入緩沖液中。

本研究結(jié)果顯示，鈥激光的作用時間、頻率、能量均呈正方向影響消融灶的體積，且時間與頻率、頻率與能量之間存在交互作用，并建立以時間、頻率、能量為變量和取對數(shù)后的體積為因變量的線性回歸模型的方程式，為下一步內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下鈥激光消融治療胰腺腫瘤的體內(nèi)實(shí)驗提供實(shí)驗依據(jù)。

參 考 文 獻(xiàn)

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