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影響激光間質熱毀損肝臟區域形狀因素的實驗觀察與討論

來源:INTERNET 作者:田曉明 馮永振 2005-7-25

摘要: 【摘要】 目的 通過實驗研究各種因素對激光熱毀損區形狀的影響,為激光手術安全操作提供參考依據。方法 由理論模型分別計算Nd:YAG激光(波長1064nm)功率為7。5W、汽化空腔直徑為4。40mm所需的照射時間,把Nd:YAG激光裸光纖插入離體豬肝定時照射。...


     【摘要】 目的 通過實驗研究各種因素對激光熱毀損區形狀的影響,為激光手術安全操作提供參考依據。方法 由理論模型分別計算Nd:YAG激光(波長1064nm)功率為7.5W和9.5W、汽化空腔直徑為4.40mm、5.40mm、6.40mm、7.40mm所需的照射時間,把Nd:YAG激光裸光纖插入離體豬肝定時照射。完畢后即刻沿光纖剖開標本,測量激光熱毀損區域的大小,作統計學相關對比分析,建立線性回歸方程。結果 離體豬肝的激光熱毀損區域呈圓形或橢圓形,其長短徑均值在4.40mm、5.40mm、6.40mm、7.40mm范圍內與理論計算顯著相關,Pearson積矩相關分析P<0.01;但長徑均值和短徑均值二者相互間不一定顯著相關,且長徑均值或短徑均值與理論計算也不一定顯著相關。熱毀損區域內的汽化空腔的形狀與光纖末端側面透光區長短、肝組織各向異性等有關。結論 根據數學方法選擇激光的功率和作用時間來實施激光間質內熱毀損某一確定范圍的肝腫瘤病灶是可行的。但在臨床中還需把握控制好影響熱毀損區形狀的多種因素。

  關鍵詞 激光 肝臟 熱毀損區域形狀 長徑與短徑

      An experimental observation and discussion on the factors affecting

      the shape of interstitial laser hyper-thermal lesion in liver excised from pig  

   Tian Xiaoming,Feng Yongzhen

      Guangdong Medical College,Zhanjiang524023.

     【Abstract】 Objective The experiments had been made in order to investigate how the various factors affect interstitial laser hyper-thermal lesions in liver.The results could be used to provide the reference data for the safety operation of laser surgery.Methods Based on the theoratical models,the irradiating times(Nd:YAG laser wavelength1060nm,power7.5W,9.5W)had been fixed in correspond with the sizes of vaporizing cavity were4.40mm,5.4mm,6.4mm,7.4mm in diameters for the xperiments.The experiments were performed in liver excised from pig using bare fiber of Nd:YAG laser.After interstitial irradiation,the samples had been cut open along the fiber immediately.The long and short diameters of the lesions in the side cutting along fiber were measured and were statically analyzed.The liner equations had been set up.Results The shapes of lesions are round or elliptic.The predicted diameters of vaˉporizing cavity deduced from the theoretical models were better in accordance with the experimental means of long and short diameters in the range of4.40-7.40mm.Pearson correlative showed correlative significant between the theoretiˉcal data and the experimental means of long and short diameters(P<0.01).But long diameters and short diameters sometime are not correlative significant,so are long diameters and theoretical data,or so are short diameters and theoˉretical data.The shape of vaporizing cavity has been in relationship with many factors,such as the side area of light-fiber tip,different nature in every direction of liver.Conclusion It’s possible to get a defined liver cancer target of ILTT by selecting the combination of laser output power and irradiation times according to the mathematical methods.There are many factors could affect the shape of vaporizing cavity.They must be controlled and advantage of in appliˉcation of laser surgery.

     Key words laser liver the shape of lesion long and short diameter

  激光間質內熱療法 [1~3]  (ILTT-Interstitial Laser Therˉmotherapy)治療腫瘤和局部病灶時,恰當地控制組織內形成熱毀損區域的形狀和范圍是非常重要的。激光熱毀損區域的典型表現是中心為汽化空腔區域且邊緣碳化壞死,外層是泛白干燥的凝固區,與周邊組織境界清晰 [4]  。對于不同形狀的腫瘤或病灶組織,若能盡量調整激光熱毀損區域的形狀與之適應,將有助于提高療效。在以往的基礎與臨床 ˇ 基金項目:廣東省衛生廳醫學科學技術研究基金贊助(編號:A2001475)實驗報道中 [3~5]  ,給出的實驗數據多為熱毀損區域某切面上的平均直徑與相應的激光功率、照射時間等;而對其切面上存在長徑與短徑的現象以及切面的形狀較少研究報道。本實驗根據“激光汽化兼熱殺癌腫瘤理論模型” [6~8]  給出的方法,采用Nd:YAG激光裸光纖插入離體新鮮豬肝進行組織間質內熱毀損,觀察可能影響激光熱毀損區域形狀的各種因素,對沿光纖剖開切面上熱毀損區域的最長徑、與之相互垂直的短徑和平均直徑作統計學相關分析。現將結果報告如下。

  1 材料與方法

     1.1 實驗材料 實驗對象:離體新鮮豬肝7個,重約1.5~2kg/個。實驗儀器:武漢產DGR100-5YB型Nd:YAG激光機,波長1064nm,輸出功率0~100W連續可調,光纖芯徑0.04cm,輸出功率經CW-100型Nd:YAG激光功率計(上海測試技術研究所生產)檢測,功率計的數字表顯示最低位功率讀數為個位。秒表(最小分度0.01s)1個,游標卡尺(精確度0.05mm)1把,實驗中所有長度數據均用游標卡尺測量。

     1.2 實驗方法 根據“激光汽化兼熱殺癌腫瘤理論模型” [5~7]  設計實驗,先由理論模型按人體平均初溫37℃計算預定的激光照射功率、時間、相應的汽化空腹直徑,再按上述數據設定Nd:YAG激光機的輸出功率。按照理論模型的要求,光纖末端應為360℃發光的球面 [5]  ,為此在插入光纖照射之前,剝離光纖末端的外包層約長5mm,露出白色軟硅酮膠包裹的光纖芯,并在細沙紙上輕輕打磨光纖末端側面,去除長約0.4mm的膠層,使側面透光(紅色指引光)。把裸光纖插入新鮮離體豬肝組織間作激光照射,按照理論計算規定的照射時間用秒表定時人工控制激光功率輸出開關。照射完畢后即刻沿光纖剖開標本,對縱切面拍照并用游標卡尺測量熱毀損區域兩個互為垂直方向的最長徑、短 徑,計算其平均值。

     每一實驗條件重復實驗3~5次。肉眼觀察熱毀損區域剖面組織的結構形狀,觀察光纖末端側面透光(紅色指引光)部分的長短對熱毀損區域形狀的影響。

     1.3 統計學處理 最長徑、短徑和二者的平均值等實驗數據用ˉx(mm)表示,采用SPSS11.0軟件對分組數據作Pearson積矩相關分析,Two-tailed t檢驗確定P值,P<0.01或P<0.05表示相關系數有顯著意義(分別為1%水平或5%水平)。Enter方法選項,建立一元線性回歸模型。

  2 結果

     2.1 離體豬肝實驗 分別設置激光機實際輸出功率為7.5 W、9.5W(注:激光功率計的讀數在9~10之間交替時,取值9.5W),在室溫下對離體新鮮豬肝作激光內熱毀損照射。選定的汽化空腹的平均值徑在4.40~7.40mm,由“激光汽化兼熱殺癌腫瘤理論模型”計算確定照射時間。理論計算 [4~6]  采用的相關參數為:吸收系數α=11cm -1  ,光衰減系數μ=67cm -1  ,光纖末端假設為球面,透光面積近似取為3.5πr 2 ,初溫37℃。激光功率的理論值相應為7.58W、9.39W。實驗結果分別列于表1、表2內。

  表1 激光熱毀損離體豬肝的實驗結果1 (略)

  注:Pearson積矩相關分析,Two tailed t檢驗: ˇ P<0.05,其他P<0.01;理論預測實驗條件:功率7.58W,初溫37℃,離體豬肝實驗條件:功率7.5W,初溫23℃,每個實驗數據重復測量3次以上

     表2 激光熱毀損離體豬肝的實驗結果2 ((略))

  注:Pearson積矩相關分析,Two tailed t檢驗: △ P>0.05, ˇ P<0.05,其他P<0.01;理論預測實驗條件:功率9.58W,初溫37℃。離體豬肝實驗條件:功率9.5W,初溫27℃,實驗數據重復測量:3次以上(60.90s:2次)

  2.2 影響中心汽化空腔和凝固區域形狀的因素 實驗觀測到光纖末端側面透光(紅色指引光)區隨組織間照射次數增加而變長,汽化空腔的形狀與以下因素有關:(1)當光纖末端側面透光區長度為2~3mm時,中心汽化空腔的形狀趨于圓形。(2)由于肝臟組織內部存在自然的縫溝和孔隙,

     若光纖末端附近恰遇到縫溝或較大的孔隙時,激光照射形 成的水汽會沿空腔周圍的縫溝泄露而影響空腔的大小,或空腔與孔粘連燒穿而變成長圓腔。(3)作激光組織間照射時,若沿光纖插入前后移動光纖末端位置,都促使汽化空腔形狀變長。(4)光纖末端遇到較硬的筋腱組織時,激光照射產生的汽化空腔形狀不正常,且與理論假設條件不符合。實驗表明:凝固區域的形狀并不完全依賴于汽化空腔的形狀。當照射時間較短時,凝固區域的形狀多呈圓形;若照射時間過久 [5]  ,空腔的大小無明顯變化,但凝固區依然繼續增大;有時汽化空腔并非一定在凝固區的正中央。

     3 討論

  根據本實驗結果分析討論如下:(1)汽化空腔直徑的理論預測值與離體豬肝實驗的空腔或瞬態凝固區的長短徑平均值顯著正相關,全部雙尾Two tailed t檢驗都是:P<0.01。因此可以用汽化空腔直徑的理論預測值建立一元線性回歸方程,推算離體豬肝的汽化空腔和瞬態凝固區的長短徑平均值。實驗初溫為23℃、激光功率為7.5W(理論值(7.58W)時:汽化空腔:D 汽腔 =-1.224+1.013×(汽化空腔直徑的理論預測值)瞬態凝固區:D 凝固區 =-4.568+2.320×(汽化空腔直徑的理論預測值)上述回歸方程的顯著性檢驗均為:P<0.01;全部原始數據的Student’s殘差在±1.5內,且隨機分布。實驗初溫為27℃、激光功率為9.5W(理論值9.39W)時:汽化空腔:D 汽腔 =-2.951+1.521×(汽化空腔直徑的理論預測值)瞬態凝固區:D 凝固區 =-3.850+2.306×(汽化空腔直徑的理論預測值)上述回歸方程的顯著性檢驗均為:P<0.01;全部原始數據的Student’s殘差在±1.5內,且隨機分布。(2)如表2所示,汽化空腔直徑的理論預測值與離體豬肝實驗的空腔或瞬態凝固區的長徑、短徑等的平均值不一 定顯著相關:P>0.05;實驗測量汽化空腔的長短徑平均值與短徑的平均值也不一定顯著相關:P>0.05。(3)激光熱毀損區域的形成與激光照射時沿汽化空腔邊緣散熱的情況有關。在光纖末端形成的汽化空腔,其形狀包括長徑與短徑與多種因素有關。汽化空腔外圍的白色干燥凝固區域既與空腔的大小有關,又與激光照射期間沿汽化空腔邊緣散熱的情況有關。實驗表明:汽化空腔有時并非一定在白凝區的正中央。這說明汽化空腔邊緣組織的散熱不完全各向同性。 在臨床應用中,可根據病灶的實際形狀因勢利導,控制和把握好影響空腔與凝固區的形狀因素。

  參考文獻

  1 范新華,黃詳龍.肝腫瘤的組織內激光治療新進展.中國激光醫學雜志,2000,10(2):184-186.

     2 Dowlatshahi K,Bhattacharya AK,Silver B,et al.Percutaneous interstiˉtial laser therapy of a patientwith recurrent hapatoma in atrasplanted livˉer.Surgery,1992,112:603-607.

     3 酉靖國,張新麗,黃麗珍,等.激光經超聲引導穿刺凝固兔肝臟實驗.應用激光,1994,14(4):189-190.

     4 田曉明,馮永振,鐘平.Nd:YAG激光間質內熱毀損犬和豬肝臟的實驗研究.中國激光醫學雜志,2003,12(3):9-13.

     5 卓忠雄,高云華,徐龍江,等.超聲引導Nd:YAG激光對離體豬肝損傷的實驗研究.激光雜志,2000,214):55-56.

     6 田曉明.激光汽化兼熱殺癌腫瘤理論模型中擴大汽化域方法的研究.激光雜志,1999,20(1):55-57.

     7 田曉明,陳五高.激光汽化兼熱殺癌腫瘤理論模型的研究與定量計算.激光雜志,1998,19(2):51-57.

     8 田曉明.激光生物熱作用的一維瞬態溫度分布規律研究.中國激光,2002,29(6):565-568.

  (收稿日期:2004-07-27)

    作者單位:524023廣東湛江廣東醫學院物理教研室 

  (編輯陳 燕)



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