高強度聚焦超聲輻照活體兔眼角膜的生物效應研究.pdf

1、目的:高強度聚焦超聲(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到治療目的的方法，其主要治療機制為熱效應及空化效應。HIFU的熱效應是指超聲波被組織吸收時，把聲能轉(zhuǎn)換為熱能，從而使靶組織的溫度在瞬時內(nèi)上升到60℃以上，但對靶區(qū)外組織無任何影響。目前HIFU技術廣泛應用于婦科學、腫瘤學、泌尿外科學等醫(yī)學領域，在眼科學中的應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，生物學焦域已達微米級，這為我們將HIFU應用于眼角膜提供了理論依據(jù)。目前已有大量關于激光、射頻、微波等電磁波產(chǎn)生的熱效應引起角膜屈光狀態(tài)改變的文獻報道，本課題組前期實驗已證明HIFU熱效應可以改變離體兔眼角膜的屈光狀態(tài)，為進一步了解HIFU對活體兔眼角膜的生物學效應，本實驗建立了HIFU輻照兔眼角膜動物模型并進行為期3個月的動態(tài)觀察。第一部分，通過建立HIFU輻照活體兔眼角膜的動物模型，對不同功率的HIF

3、U作用于活體兔眼后角膜組織形態(tài)學的變化進行研究，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，實驗選用CZF型超聲波治療儀，治療參數(shù)設置為:脈沖1000、焦距5mm、頻率10.20MHz、輻照時間6S（電動機勻速旋轉(zhuǎn)一圈所需時間）;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驗的基礎上選擇輻照功率0.5W、1W、1.5W、2W建立動物模型。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，隨機分為4組，每組1眼;余下的1只兔子（2眼）做空白對照組。于術前、術后1天在裂隙燈顯微鏡下觀察術眼角膜、前房、晶體情況，前置眼底鏡觀察眼底情況，并于術后1天處死動物后取角膜組織標本行蘇木素-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。分別于術前及術后3天、10天、1月、2月、3月在裂隙燈顯微鏡下觀察術眼角膜、前房及晶體情況，角膜地形圖觀察角膜中央3mm區(qū)曲率，自動驗光儀測量屈光度球鏡，非接觸眼壓計測量眼內(nèi)壓及角膜內(nèi)皮細胞計數(shù)儀觀察角膜內(nèi)皮細胞密度的變化。
　　

6、 結(jié)果:第一部分1.裂隙燈顯微鏡檢查:術前見兔眼角膜透明，房水清，晶體透明位正。術后見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:術前與術后比較未見明顯異常。3.病理切片:術后輻照處角膜基質(zhì)內(nèi)可見生物學焦域呈橢圓形，藍色深染，邊界清楚。隨HIFU輻照功率的增加，生物學焦域呈逐漸增大趨勢。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部位著染;術后3天所有術眼角膜上皮完整，熒光素鈉染色未見著染。HIFU輻照后形成的角膜灰白色環(huán)狀混濁隨觀察時間延長逐漸變淡，術后3月時輻照環(huán)肉眼已不能辨認，在裂隙燈顯微鏡下僅見薄翳。2.角膜地形圖檢查:術前與術后各時間點角膜中央3mm區(qū)曲率比較，除術后3、10天外，術后1、2、3月較術前降低差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。角膜中央曲率在術后1月開始降低，隨術后觀察時間延長呈

8、逐漸降低趨勢。3.自動驗光儀檢查:屈光度術后呈正向增加趨勢，向遠視方向發(fā)展，與角膜中央曲率變化趨勢一致。4.非接觸眼壓:術后3、10天與術前比較降低，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，術后1、2、3月恢復到術前水平。5.角膜內(nèi)皮細胞計數(shù);術前術后比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。
　　 結(jié)論:1.通過對不同功率HIFU輻照活體兔眼后角膜組織形態(tài)的變化進行觀察，本實驗認為當HIFU治療參數(shù)為:脈沖1000、焦距5mm、頻率10