高强度聚焦超声辐照活体兔眼角膜的生物效应研究

发布时间：2017-07-25 21:30

  本文关键词：高强度聚焦超声辐照活体兔眼角膜的生物效应研究

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【摘要】：目的：高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound，HIFU)是利用超声波作为媒介物传递能量到靶组织以达到治疗目的的方法，其主要治疗机制为热效应及空化效应。HIFU的热效应是指超声波被组织吸收时，把声能转换为热能，从而使靶组织的温度在瞬时内上升到60℃以上，但对靶区外组织无任何影响。目前HIFU技术广泛应用于妇科学、肿瘤学、泌尿外科学等医学领域，在眼科学中的应用则主要集中在难治性青光眼及眼内肿瘤的治疗上。HIFU具有很高的精确性，生物学焦域已达微米级，这为我们将HIFU应用于眼角膜提供了理论依据。目前已有大量关于激光、射频、微波等电磁波产生的热效应引起角膜屈光状态改变的文献报道，本课题组前期实验已证明HIFU热效应可以改变离体兔眼角膜的屈光状态，为进一步了解HIFU对活体兔眼角膜的生物学效应，本实验建立了HIFU辐照兔眼角膜动物模型并进行为期3个月的动态观察。第一部分，通过建立HIFU辐照活体兔眼角膜的动物模型，对不同功率的HIFU作用于活体兔眼后角膜组织形态学的变化进行研究，初步确定辐照活体兔眼角膜的可行的HIFU功率范围。第二部分，通过观察不同HIFU辐照功率及辐照角膜直径作用于活体兔眼角膜后其生物效应的变化情况，探讨HIFU辐照兔眼角膜后改变屈光状态的可行性。 方法：第一部分，实验选用CZF型超声波治疗仪，治疗参数设置为：脉冲1000、焦距5mm、频率10.20MHz、辐照时间6S（电动机匀速旋转一圈所需时间）；辐照模式为圆环状，辐照部位为角膜周边9mm区域基质。在前期HIFU辐照离体兔眼角膜实验的基础上选择辐照功率0.5W、1W、1.5W、2W建立动物模型。选用健康的新西兰大白兔3只（6眼），，根据HIFU辐照功率的不同，随机分为4组，每组1眼；余下的1只兔子（2眼）做空白对照组。于术前、术后1天在裂隙灯显微镜下观察术眼角膜、前房、晶体情况，前置眼底镜观察眼底情况，并于术后1天处死动物后取角膜组织标本行苏木素-伊红染色，观察不同功率辐照兔眼角膜组织所形成的生物学焦域范围的大小。第二部分，选用健康新西兰大白兔13只，根据HIFU辐照功率及辐照角膜直径的不同随机分为A、B、C三组（A组1W/9mm，B组1.5W/9mm，C组1W/7mm），其中A组10眼，B组8眼，C组8眼。分别于术前及术后3天、10天、1月、2月、3月在裂隙灯显微镜下观察术眼角膜、前房及晶体情况，角膜地形图观察角膜中央3mm区曲率，自动验光仪测量屈光度球镜，非接触眼压计测量眼内压及角膜内皮细胞计数仪观察角膜内皮细胞密度的变化。 结果:第一部分1.裂隙灯显微镜检查：术前见兔眼角膜透明，房水清，晶体透明位正。术后见HIFU辐照处角膜呈灰白色圆环状混浊；随辐照功率的增大，辐照处灰白色圆环状混浊明显；房水清，晶体透明位正。2.眼底检查：术前与术后比较未见明显异常。3.病理切片：术后辐照处角膜基质内可见生物学焦域呈椭圆形，蓝色深染，边界清楚。随HIFU辐照功率的增加，生物学焦域呈逐渐增大趋势。而辐照处外角膜组织形态未见明显改变。 第二部分1.裂隙灯显微镜检查：术后即刻24眼辐照区角膜部分上皮缺损，荧光素钠染色见相应部位着染；术后3天所有术眼角膜上皮完整，荧光素钠染色未见着染。HIFU辐照后形成的角膜灰白色环状混浊随观察时间延长逐渐变淡，术后3月时辐照环肉眼已不能辨认，在裂隙灯显微镜下仅见薄翳。2.角膜地形图检查：术前与术后各时间点角膜中央3mm区曲率比较，除术后3、10天外，术后1、2、3月较术前降低差异有统计学意义(P＜0.05)。角膜中央曲率在术后1月开始降低，随术后观察时间延长呈逐渐降低趋势。3.自动验光仪检查：屈光度术后呈正向增加趋势，向远视方向发展，与角膜中央曲率变化趋势一致。4.非接触眼压：术后3、10天与术前比较降低，差异有统计学意义（P＜0.05），术后1、2、3月恢复到术前水平。5.角膜内皮细胞计数；术前术后比较差异无统计学意义（P＞0.05）。 结论：1.通过对不同功率HIFU辐照活体兔眼后角膜组织形态的变化进行观察，本实验认为当HIFU治疗参数为：脉冲1000、焦距5mm、频率10.20MHz、辐照时间6S、辐照直径9mm时，辐照功率≤1.5W作用于兔眼角膜是较为安全的。2.本实验发现，HIFU辐照兔眼周边角膜后可以引起角膜变平、中央曲率降低，伴屈光度正向增加，表明HIFU作用于兔眼角膜可以改变屈光状态。3.通过对HIFU辐照兔眼角膜后眼内压及内皮细胞计数的观察，显示两者术后未发生明显变化，表明一定功率的HIFU作用于兔眼角膜安全性较高。
【关键词】：高强度聚焦超声 热效应 角膜 生物效应
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R772.2
【目录】：

• 英汉缩略语名词对照5-6
• 中文摘要6-10
• 英文摘要10-15
• 前言15-17
• 第一部分 高强度聚焦超声辐照活体兔眼角膜的安全剂量研究17-22
• 1 材料与方法17-19
• 2 结果19-20
• 3 讨论20-22
• 第二部分 高强度聚焦超声改变活体兔眼角膜屈光状态的可行性研究22-31
• 1 材料与方法22-24
• 2 结果24-28
• 3 讨论28-31
• 全文结论31-32
• 参考文献32-34
• 附图34-39
• 文献综述39-47
• 参考文献44-47
• 致谢47-48
• 攻读硕士学位期间发表的文章48-49

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 白晋,李发琪,杜永洪,马平,陈文直,王智彪;高强度聚焦超声形成生物学焦域的剂量学研究[J];第三军医大学学报;2004年15期

2 郑广瑛;连元君;温成林;张改玲;杜君;;实验动物兔角膜Orbscan-Ⅱ检测[J];眼科研究;2007年04期

3 李发琪,王智彪,杜永洪,许贵华,文爽,白晋,伍烽,王芷龙;高强度聚焦超声生物学焦域温场研究[J];中国生物医学工程学报;2003年04期

4 刘磊;雷澄;李新宇;;传导性角膜成形术后眼压及角膜内皮细胞的变化[J];眼科研究;2007年01期

本文编号：573378