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驗研究.pdf

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

2、DD是激光應用于醫(yī)學領域，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主要應用的是激光的壓力效應和熱效應，其基本原理是在X線或CT透視引導下，經(jīng)皮穿刺將導針穿入椎間盤髓核內(nèi)，導入光導纖維，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，以達到緩解癥狀的效果。另外，大成俊夫認為PLDD除減壓效應外，激光照射髓核組織同時具有消炎止痛的作用。激光與組織接觸所產(chǎn)生的機體

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

4、的焦點。目前，對于國內(nèi)外報道的有關PLDD的基礎研究中，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。本實驗通過應用Nd：YAG激光(1064nm)在不同參數(shù)下對山羊椎間盤組織進行照射，觀察照射消融過程中椎間盤內(nèi)部溫度的變化，進而為臨床更合理、安全、有效的應用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本，即保

5、留椎間盤上下各半個椎體，剔除椎體周圍肌肉、韌帶組織，去除上下關節(jié)突、橫突、椎弓、棘突等，共計144個。標本被隨機分為A、B兩組，每組72個，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個亞組，每組24個標本，分別接受總能量為250J、500J、750J的激光照射。每亞組再各分3個小亞組，每組8個標本，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、對標本進行穿刺，取椎間盤外側(cè)正中為穿刺點，穿刺針平行于椎間盤上下緣進針，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設為一個測溫點，共3個測溫點，由內(nèi)向外依次為內(nèi)側(cè)、中間、外側(cè)測溫點。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測溫點。將3個數(shù)字萬用表的溫度探頭分別置于上述3個測溫點，透視下正、側(cè)位像見3個溫度探頭在穿刺針的延長線

7、上。之后拔出穿刺針針芯，將光導纖維置于穿刺針內(nèi)。利用1064nmNd：YAG激光按照預定發(fā)射方式和不同參數(shù)分別對標本進行照射。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。隨機分組后每組8個標本，觀察照射過程中椎間盤內(nèi)部3個測溫點的溫度變化情況，計算溫度變化的差值。術后即刻將實驗標本保存于-20℃冰箱中，24小時后待其完全冰凍，切取椎間

8、盤做病理。
　　結果：
　　1.激光照射汽化髓核組織過程中，椎間盤內(nèi)部三個測溫點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、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)測溫點溫度差值比較P>0.05，差異無統(tǒng)計學，而中間和外側(cè)測溫點溫度差值比P<0.05，差異有統(tǒng)計學意義。
　　3.激光照射過程中椎間盤內(nèi)部在相同位點、不同總能量

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

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

11、形態(tài)學觀察：大體標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)射組的組織學改變無明顯差異。
　　結論：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