高強(qiáng)度聚焦超聲輻照活體兔眼角膜的生物效應(yīng)研究.pdf

1、目的:高強(qiáng)度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound，HIFU)是利用超聲波作為媒介物傳遞能量到靶組織以達(dá)到治療目的的方法，其主要治療機(jī)制為熱效應(yīng)及空化效應(yīng)。HIFU的熱效應(yīng)是指超聲波被組織吸收時(shí)，把聲能轉(zhuǎn)換為熱能，從而使靶組織的溫度在瞬時(shí)內(nèi)上升到60℃以上，但對(duì)靶區(qū)外組織無任何影響。目前HIFU技術(shù)廣泛應(yīng)用于婦科學(xué)、腫瘤學(xué)、泌尿外科學(xué)等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在眼科學(xué)中的應(yīng)用則主要集中在難治性青光眼及眼內(nèi)腫瘤的治

2、療上。HIFU具有很高的精確性，生物學(xué)焦域已達(dá)微米級(jí)，這為我們將HIFU應(yīng)用于眼角膜提供了理論依據(jù)。目前已有大量關(guān)于激光、射頻、微波等電磁波產(chǎn)生的熱效應(yīng)引起角膜屈光狀態(tài)改變的文獻(xiàn)報(bào)道，本課題組前期實(shí)驗(yàn)已證明HIFU熱效應(yīng)可以改變離體兔眼角膜的屈光狀態(tài)，為進(jìn)一步了解HIFU對(duì)活體兔眼角膜的生物學(xué)效應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)建立了HIFU輻照兔眼角膜動(dòng)物模型并進(jìn)行為期3個(gè)月的動(dòng)態(tài)觀察。第一部分，通過建立HIFU輻照活體兔眼角膜的動(dòng)物模型，對(duì)不同功率的HIF

3、U作用于活體兔眼后角膜組織形態(tài)學(xué)的變化進(jìn)行研究，初步確定輻照活體兔眼角膜的可行的HIFU功率范圍。第二部分，通過觀察不同HIFU輻照功率及輻照角膜直徑作用于活體兔眼角膜后其生物效應(yīng)的變化情況，探討HIFU輻照兔眼角膜后改變屈光狀態(tài)的可行性。
　　 方法:第一部分，實(shí)驗(yàn)選用CZF型超聲波治療儀，治療參數(shù)設(shè)置為:脈沖1000、焦距5mm、頻率10.20MHz、輻照時(shí)間6S（電動(dòng)機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)一圈所需時(shí)間）;輻照模式為圓環(huán)狀，輻照部位為角

4、膜周邊9mm區(qū)域基質(zhì)。在前期HIFU輻照離體兔眼角膜實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上選擇輻照功率0.5W、1W、1.5W、2W建立動(dòng)物模型。選用健康的新西蘭大白兔3只（6眼），根據(jù)HIFU輻照功率的不同，隨機(jī)分為4組，每組1眼;余下的1只兔子（2眼）做空白對(duì)照組。于術(shù)前、術(shù)后1天在裂隙燈顯微鏡下觀察術(shù)眼角膜、前房、晶體情況，前置眼底鏡觀察眼底情況，并于術(shù)后1天處死動(dòng)物后取角膜組織標(biāo)本行蘇木素-伊紅染色，觀察不同功率輻照兔眼角膜組織所形成的生物學(xué)焦域范圍的大

5、小。第二部分，選用健康新西蘭大白兔13只，根據(jù)HIFU輻照功率及輻照角膜直徑的不同隨機(jī)分為A、B、C三組(A組1W/9mm，B組1.5W/9mm，C組1W/7mm)，其中A組10眼，B組8眼，C組8眼。分別于術(shù)前及術(shù)后3天、10天、1月、2月、3月在裂隙燈顯微鏡下觀察術(shù)眼角膜、前房及晶體情況，角膜地形圖觀察角膜中央3mm區(qū)曲率，自動(dòng)驗(yàn)光儀測(cè)量屈光度球鏡，非接觸眼壓計(jì)測(cè)量眼內(nèi)壓及角膜內(nèi)皮細(xì)胞計(jì)數(shù)儀觀察角膜內(nèi)皮細(xì)胞密度的變化。
　　

6、 結(jié)果:第一部分1.裂隙燈顯微鏡檢查:術(shù)前見兔眼角膜透明，房水清，晶體透明位正。術(shù)后見HIFU輻照處角膜呈灰白色圓環(huán)狀混濁;隨輻照功率的增大，輻照處灰白色圓環(huán)狀混濁明顯;房水清，晶體透明位正。2.眼底檢查:術(shù)前與術(shù)后比較未見明顯異常。3.病理切片:術(shù)后輻照處角膜基質(zhì)內(nèi)可見生物學(xué)焦域呈橢圓形，藍(lán)色深染，邊界清楚。隨HIFU輻照功率的增加，生物學(xué)焦域呈逐漸增大趨勢(shì)。而輻照處外角膜組織形態(tài)未見明顯改變。
　　 第二部分1.裂隙燈顯微鏡

7、檢查:術(shù)后即刻24眼輻照區(qū)角膜部分上皮缺損，熒光素鈉染色見相應(yīng)部位著染;術(shù)后3天所有術(shù)眼角膜上皮完整，熒光素鈉染色未見著染。HIFU輻照后形成的角膜灰白色環(huán)狀混濁隨觀察時(shí)間延長逐漸變淡，術(shù)后3月時(shí)輻照環(huán)肉眼已不能辨認(rèn)，在裂隙燈顯微鏡下僅見薄翳。2.角膜地形圖檢查:術(shù)前與術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)角膜中央3mm區(qū)曲率比較，除術(shù)后3、10天外，術(shù)后1、2、3月較術(shù)前降低差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。角膜中央曲率在術(shù)后1月開始降低，隨術(shù)后觀察時(shí)間延長呈

8、逐漸降低趨勢(shì)。3.自動(dòng)驗(yàn)光儀檢查:屈光度術(shù)后呈正向增加趨勢(shì)，向遠(yuǎn)視方向發(fā)展，與角膜中央曲率變化趨勢(shì)一致。4.非接觸眼壓:術(shù)后3、10天與術(shù)前比較降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，術(shù)后1、2、3月恢復(fù)到術(shù)前水平。5.角膜內(nèi)皮細(xì)胞計(jì)數(shù);術(shù)前術(shù)后比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　 結(jié)論:1.通過對(duì)不同功率HIFU輻照活體兔眼后角膜組織形態(tài)的變化進(jìn)行觀察，本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為當(dāng)HIFU治療參數(shù)為:脈沖1000、焦距5mm、頻率10