Nd-YAG激光(1064nm)在不同參數(shù)下對山羊椎間盤消融過程中溫度變化的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的：經(jīng)皮激光椎間盤減壓術(shù)(percutaneous laser disc decompression，PLDD)最早于1984年由美國的Choy提出并于1986年由Choy等首次應(yīng)用Nd：YAG激光行腰椎PLDD并獲得成功，從此PLDD術(shù)在全世界范圍內(nèi)被迅速推廣。1991年P(guān)LDD被美國食品藥品監(jiān)督局批準(zhǔn)應(yīng)用；我國齊強(qiáng)等于1994年報(bào)道采用Nd：YAG激光行PLDD亦獲得成功。目前國內(nèi)外已有大量基礎(chǔ)研究及臨床病例報(bào)道。
　　PL

2、DD是激光應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，治療頸、腰椎間盤疾患的一種比較成熟、療效確切的微創(chuàng)方法。PLDD主要應(yīng)用的是激光的壓力效應(yīng)和熱效應(yīng)，其基本原理是在X線或CT透視引導(dǎo)下，經(jīng)皮穿刺將導(dǎo)針穿入椎間盤髓核內(nèi)，導(dǎo)入光導(dǎo)纖維，輸送激光，利用激光的消融能力汽化一定量的髓核組織，降低椎間盤內(nèi)壓力，從而減輕突出物對神經(jīng)根或脊髓的壓迫，以達(dá)到緩解癥狀的效果。另外，大成俊夫認(rèn)為PLDD除減壓效應(yīng)外，激光照射髓核組織同時(shí)具有消炎止痛的作用。激光與組織接觸所產(chǎn)生的機(jī)體

3、反應(yīng)層，其最外層為40℃以下的光生物學(xué)的活性化反應(yīng)層(photobio-activative-reaction，PAR)，其主要作用為溫?zé)嵝Ч?，其中血管的擴(kuò)張、疼痛物質(zhì)的減少、自律神經(jīng)機(jī)能的正常化和免疫機(jī)能的提高等共同作用達(dá)到消炎止痛的目的。Iwatsuki等認(rèn)為激光照射致使髓核蛋白變性，從而減少化學(xué)炎性因子，為PLDD起效的機(jī)制之一。對于PLDD，生物熱效應(yīng)在治療中起到至關(guān)重要的作用，且溫度變化及其對周圍組織的影響，一直是臨床醫(yī)生關(guān)注

4、的焦點(diǎn)。目前，對于國內(nèi)外報(bào)道的有關(guān)PLDD的基礎(chǔ)研究中，多局限在激光照射過程中椎間盤周邊溫度變化的研究，而對于椎間盤內(nèi)部溫度變化的研究仍較缺乏。本實(shí)驗(yàn)通過應(yīng)用Nd：YAG激光(1064nm)在不同參數(shù)下對山羊椎間盤組織進(jìn)行照射，觀察照射消融過程中椎間盤內(nèi)部溫度的變化，進(jìn)而為臨床更合理、安全、有效的應(yīng)用PLDD提供研究依據(jù)。
　　方法：取新鮮山羊脊柱的腰骶椎段144具，未經(jīng)冷藏，大小相近。選取腰6/7節(jié)段制作成脊柱功能單位標(biāo)本，即保

5、留椎間盤上下各半個(gè)椎體，剔除椎體周圍肌肉、韌帶組織，去除上下關(guān)節(jié)突、橫突、椎弓、棘突等，共計(jì)144個(gè)。標(biāo)本被隨機(jī)分為A、B兩組，每組72個(gè)，A組接受間斷發(fā)射的激光照射，B組接受連續(xù)發(fā)射的激光照射。A、B兩組各分3個(gè)亞組，每組24個(gè)標(biāo)本，分別接受總能量為250J、500J、750J的激光照射。每亞組再各分3個(gè)小亞組，每組8個(gè)標(biāo)本，分別接受頻率為10Hz、20Hz、30Hz的激光照射。各組激光照射的功率均為10W。
　　在C形臂透視下

6、對標(biāo)本進(jìn)行穿刺，取椎間盤外側(cè)正中為穿刺點(diǎn)，穿刺針平行于椎間盤上下緣進(jìn)針，透視下正、側(cè)位像針尖均位于椎間盤正中。平行于穿刺針并沿著穿刺針指向的方向，從椎間盤中心向外側(cè)每隔0.5cm設(shè)為一個(gè)測溫點(diǎn)，共3個(gè)測溫點(diǎn)，由內(nèi)向外依次為內(nèi)側(cè)、中間、外側(cè)測溫點(diǎn)。之后鉆取測溫通道，取2mm克氏針，從椎間盤后方垂直于穿刺針方向并平行于椎間盤上下緣打孔到達(dá)測溫點(diǎn)。將3個(gè)數(shù)字萬用表的溫度探頭分別置于上述3個(gè)測溫點(diǎn)，透視下正、側(cè)位像見3個(gè)溫度探頭在穿刺針的延長線

7、上。之后拔出穿刺針針芯，將光導(dǎo)纖維置于穿刺針內(nèi)。利用1064nmNd：YAG激光按照預(yù)定發(fā)射方式和不同參數(shù)分別對標(biāo)本進(jìn)行照射。激光發(fā)射方式分為連續(xù)發(fā)射和間斷發(fā)射，不同參數(shù)的組合包括能量和頻率的組合，能量分為250J、500J、750J；頻率分為10Hz、20Hz、30Hz。隨機(jī)分組后每組8個(gè)標(biāo)本，觀察照射過程中椎間盤內(nèi)部3個(gè)測溫點(diǎn)的溫度變化情況，計(jì)算溫度變化的差值。術(shù)后即刻將實(shí)驗(yàn)標(biāo)本保存于-20℃冰箱中，24小時(shí)后待其完全冰凍，切取椎間

8、盤做病理。
　　結(jié)果：
　　1.激光照射汽化髓核組織過程中，椎間盤內(nèi)部三個(gè)測溫點(diǎn)的溫度差值隨著激光總能量的增加而變大；隨著激光頻率的增加溫度差值未見明顯變化。
　　2.激光照射過程中椎間盤內(nèi)部在相同位點(diǎn)、相同總能量下其溫度差值比較，連續(xù)組高于間斷組；內(nèi)側(cè)測溫點(diǎn)溫度差值比較P>0.05，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)，而中間和外側(cè)測溫點(diǎn)溫度差值比P<0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　3.激光照射過程中椎間盤內(nèi)部在相同位點(diǎn)、不同總能量

9、組間兩兩比較：間斷發(fā)射組內(nèi)部三個(gè)測溫點(diǎn)，750J組與500J組、250J組之間比較，P<0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；連續(xù)發(fā)射組內(nèi)部內(nèi)測溫點(diǎn)，750J組與500J組、250J組之間比較，P<0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，中間、外側(cè)兩個(gè)測溫點(diǎn)，750J組與250J組之間比較，P<0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　4.激光照射過程中椎間盤內(nèi)部在相同位點(diǎn)、不同頻率組間兩兩比較：間斷發(fā)射組內(nèi)部內(nèi)測溫點(diǎn)，20Hz組與30Hz組之間比較，P<0.

10、05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，中間、外側(cè)兩個(gè)測溫點(diǎn)不同頻率組間比較，P>0.05，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；連續(xù)發(fā)射組中間測溫點(diǎn)，20Hz組與30Hz組、10Hz組之間比較，P<0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，內(nèi)側(cè)、外側(cè)兩個(gè)測溫點(diǎn)不同頻率組間比較，P>0.05，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　5.激光照射過程中椎間盤內(nèi)部在相同總能量、不同位點(diǎn)的溫度差值變化：椎間盤內(nèi)側(cè)測溫點(diǎn)溫度差值較大，外側(cè)測溫點(diǎn)溫度差值較小，溫度差值由內(nèi)向外逐漸降低。
　　6.組織

11、形態(tài)學(xué)觀察：大體標(biāo)本可見被激光照射過的椎間盤內(nèi)部存在汽化腔或炭化痕跡，空腔壁上可見黑色炭化物質(zhì)；光鏡下(HE染色)，椎間盤中央呈無任何組織及細(xì)胞存在的空腔，空腔邊緣散在少量炭化顆粒，空腔邊緣纖維環(huán)、軟骨終板未見明顯破壞。激光間斷發(fā)射組和連續(xù)發(fā)射組的組織學(xué)改變無明顯差異。
　　結(jié)論：1064nm Nd：YAG激光對椎間盤髓核組織消融過程中，溫度差值變化，激光連續(xù)發(fā)射高于間斷發(fā)射，間斷發(fā)射安全性更高，椎間盤內(nèi)部溫度變化主要受激光總能量