不同参数Nd:YAT激光(1064nm)照射山羊椎间盘组织的实验研究

摘要

目的：经皮激光椎间盘减压术(percutaneous laser disc decompression，PLDD)目前已在临床实践中被证明是治疗颈、腰椎病的一种比较成熟、安全可靠、疗效确实的微创治疗方法，其基本原理是在C形臂X光机或CT引导下，经皮穿刺将空心导针穿入目的椎间盘内，再置入光导纤维，输送激光，利用激光的汽化作用消融一定量的椎间盘髓核组织，使椎间盘内压力显著降低，从而减轻椎间盘对相邻神经根的机械压迫，达到缓解或消除根性症状的目的。在PLDD治疗过程中，对于激光功率及能量的选择各家报道不一，尚存混乱，加之目前缺乏不同参数激光对椎间盘内部组织热传导规律的实验研究，该现状不利于PLDD成功经验的复制和交流，同时也对椎间盘组织及相邻软骨终板造成很大潜在的热损伤风险。本实验利用1064nm Nd：YAG激光汽化离体山羊腰椎间盘组织，监测光导纤维周围髓核组织的温度变化，研究不同功率及能量参数对1064nm Nd：YAG激光照射椎间盘髓核组织的热传导规律，并探讨PLDD对相邻软骨终板的热损伤风险。　　方法：未经冷藏的新鲜、完整山羊脊柱32具，均来自成年山羊，每具山羊脊柱取L4/L5椎间盘制作实验标本，于目的椎间盘上下位椎体正中水平横断，保留椎间盘上下各1cm厚椎体，剔除肌肉、韧带组织，后方结构于椎弓根处离断，去除椎板、横突及关节突等结构，剔除脊髓、脂肪及脊膜等组织，共制成实验标本32个。所有实验标本按不同激光功率参数随机分为4组，每组8个。其中包括3个实验组：5w组、10w组、20w组；1个空白对照组：0w组。　　在室温(20℃)条件下，利用1064nm Nd：YAG激光以不同功率对各实验组标本进行照射，激光脉冲持续时间1s，间歇时间1s，激光发射总能量达800J时停止激光照射。空白对照组实施假照射，即激光治疗仪零输出。激光照射椎间盘组织过程中，利用多通道温度记录仪监测光导纤维前方5mm(A)及侧方2mm(B)、5mm(C)三点的温度变化。　　术后立即将实验标本置于-20℃冰箱中冷冻24小时，取材进行组织病理学观察。　　结果：各实验组标本A、B、C三点在100J、200J、300J、400J、500J、600J、700J、800J各能量点测得的温度值(℃)如下：　　5w组：A点：34.4±4.8℃、39.0±5.3℃、42.5±5.6℃、45.6±5.6℃、48.1±6.1℃、50.1±6.7℃、52.0±7.0℃、53.1±7.1℃；　　B点：41.9±3.4℃、45.6±7.2℃、52.1±4.4℃、55.7±4.4℃、58.8±4.3℃、61.7±4.6℃、63.7±5.2℃、65.4±5.0℃；　　C点：28.4±2.9℃、32.0±3.0℃、35.4±3.2℃、38.3±2.9℃、40.3±3.6℃、42.8±3.5℃、44.6±3.8℃、46.0±3.8℃。　　10w组：A点：41.6±4.3℃、47.2±3.9℃、52.2±3.4℃、56.5±3.4℃、60.6±3.9℃、64.8±4.1℃、68.3±4.3℃、70.8±4.6℃；　　B点：55.0±5.2℃、63.7±5.5℃、71.1±4.7℃、77.6±4.0℃、83.1±4.4℃、87.1±5.1℃、91.2±5.3℃、93.9±5.2℃；　　C点：32.0±3.8℃、36.5±3.5℃、40.8±3.9℃、44.9±3.9℃、48.2±4.4℃、51.3±4.9℃、53.9±5.9℃、55.6±6.2℃。　　20w组：A点：51.6±5.3℃、61.1±6.4℃、68.4±8.7℃、74.0±8.6℃、80.2±7.9℃、85.6±6.9℃、90.4±5.8℃、93.5±5.7℃；　　B点：77.5±7.0℃、92.0±9.3℃、102.8±9.4℃、114.7±11.8℃、123.9±12.9℃、134.0±10.9℃、142.3±12.0℃、148.0±12.2℃；　　C点：37.3±3.0℃、43.2±3.5℃、48.0±4.0℃、52.0±5.3℃、55.4±6.6℃、58.9±7.3℃、63.0±9.6℃、64.8±10.0℃。　　各实验组标本模型A、B、C三点在相同能量点测得温度的比较，均有B>A>C(P<0.05)。　　各实验组标本模型A、B、C各点在激光以不同功率参数照射相同能量时的温度比较，均有20w>10w>5w(P<0.05)。　　各实验组标本模型的A、B、C各点温度均随激光照射能量增加而升高(P<0.05)。其中，5w组标本模型A、B、C各点温度在激光照射温度超过500J以后，各能量点间温度比较无统计学意义(P>0.05)。　　从本组实验光纤侧方2mm(距离汽化中心最近的测温点)的温度变化特点来看，5w组最高温度仅为65℃左右；10w组在激光照射能量达200J-300J时，可升温至60℃-70℃(组织开始变性的温度)；20w组在激光照射能量达200J时即已接近100℃。　　本组实验光纤侧方5mm在激光照射能量达800J时，最高温度升至65℃左右(20w组)。　　结论：不同参数1064nm Nd：YAG激光照射山羊椎间盘组织的热传导规律不同。相同能量下，激光输出功率越大，组织温度越高；距离汽化中心越远，组织温度越低。临床应用PLDD治疗颈、腰椎间盘突出症时应根据目的椎间隙高度谨慎选择激光功率及能量参数。