离体犬前列腺微波凝固的实验研究

             作者：王颖，张炽敏，李嘉，李岭，苏俊，王玲

【摘要】  目的：探讨超声引导下经尿道微波凝固前列腺病变的可行性。方法：25个离体犬前列腺进行经尿道微波凝固，能量分别为30W/120s、30W/180s、45W/60s、45W/120s及45W/180s，观察凝固灶的大小、形状，根据凝固灶的大小选择出适合于犬前列腺的最佳功率时间组合（为30W/180s）；在这一功率时间组合下对54个离体犬前列腺进行324个点次的实际测温，分析其热场分布的特点。结果：30W/180s为本实验离体犬前列腺微波凝固治疗的最佳功率时间组合，凝固灶形态呈椭球形,温度场分布遵循由中央向周围递减的。结论：超声引导下经尿道微波凝固离体犬前列腺的方法为微波凝固治疗前列腺增生癌提供了实验基础。

【关键词】  离体犬前列腺； 经尿道微波凝固； 前列腺增生症

    经尿道微波热疗(transurethral microwave therapy，TUMT)是迅速崛起的前列腺增生的微创治疗方法。近年来，TUMT治疗前列腺增生的技术正在从简单的微波热疗(理疗)向微波凝固热疗过渡，并且已初步显示其良好的临床应用前景。经尿道微波凝固治疗是通过尿道将微波辐射天线置入尿道前列腺部，并发射微波治疗，使得尿道周围增生的前列腺组织发生凝固性坏死。由于前列腺组织邻近直肠和膀胱，且中下三分之一处有精阜的开口，因此在治疗前列腺增生症的过程中，希望能达到既消融增生的前列腺组织而又不损伤重要结构的目的。本研究主要对离体犬前列腺进行微波凝固热疗，观察凝固灶的情况，并对热场分布进行研究，探讨微波凝固在治疗前列腺增生症中的可行性，为其进一步临床应用奠定实验基础［1- 3］。

    1  材料与方法

    1.1  实验动物

    新鲜离体犬前列腺54个，取自成年（2岁以上）雄性草狗，速冻后保存备用。

    1.2  实验仪器

    1.2.1  微波凝固治疗仪  南京庆海微波研究所提供的MTC/3B型，微波频率2450Hz，输出功率5～120W连续可调，微波辐射天线长约150mm，外径1.7mm，天线表面经防粘处理，采用单缝隙发射，缝隙宽约1.5mm，距尖端约7mm。配以保定兰格BTDI- 100型水循泵以冷却天线温度，冷却用水为室温（20～22℃）蒸馏水。

    1.2.2  超声诊断仪  GE公司生产的logiq9，探头频率10.0MHz。

    1.2.3  测温装置  测温固定装置为自制的有机玻璃盒，面板厚度10mm。在其前方面板中心部位打直径约1.9mm的孔，用于放置微波辐射天线。于微波辐射天线右侧水平方向隔2mm处打孔，然后等距间隔2mm打10个孔；于微波辐射天线左侧水平方向隔3mm处打孔，然后等距间隔2mm打10个孔。孔径均为0.9mm，用于导入测温针。数字测温仪为深圳市胜利高科技有限公司生产的DM6902型。自制测温针：将铁铜热电偶装入22G的PTC针鞘中，导线从针鞘内引出，使用时用20GPTC针引导置入。

    1.3  实验方法

    1.3.1  确立最佳功率时间组合  采用临床常用的功率时间组合，即30W/60s、30W/180s、30W/300s、45W/60s、45W/180s、45W/300s、60W/60s、60W/180s及60W/300s，对离体猪肝进行微波凝固。每组实验重复5次，根据凝固灶的大小，结合前列腺组织的大小和组织密度的差异，选取其中可能适用于前列腺组织的功率时间组合30W/120s、30W/180s及45W/60s、45W/120s、45W/180s,用25个前列腺进行微波凝固，每组实验重复5次，观察凝固灶情况，确立最适用于前列腺的功率时间组合。

    1.3.2  实际测温  将前列腺置于25℃的生理盐水中复至常温；应用高频超声探头测量实验前列腺的大小（左右径、前后径及上下径）；将前列腺置于测温固定装置中，根据预实验得到的最佳微波功率时间组合30W/180s，将微波辐射天线及测温针插入相应测温点（图1，与微波辐射天线平行的方向为z轴,与其垂直方向为r轴，与z方向的夹角为θ角），通过超声监测测温针摆放的正确位置，然后发射微波，每隔5s记录1次温度值，共记录300s。每次置入6根测温针，同一测温点重复6次。用Excell对原始数据进行处理，得到实际测温的时点温升曲线图和固定时点平面热场图。

    2  结    果

    2.1  不同功率时间组合下离体犬前列腺凝固灶的大小见表1。表1  不同功率时间组合下离体犬前列腺凝固灶的大小

    2.2  不同功率时间组合下离体犬前列腺凝固灶剖面观

    凝固性坏死灶呈椭圆形，中央尿道处可见少许炭化道，沿针道方向未见明显拖尾现象,凝固性坏死区与周围区分界清晰，较肝组织的凝固坏死区小，但形态及内部改变相似(图2)。

    图2  30W/180s功率时间组合下前列腺

    凝固灶的剖面观

    2.3  实际测温结果

    2.3.1  温升曲线  对所测54个点324个点次实际测温每5s的变化作时间温度变化曲线，各点温升曲线的变化特点代表了微波作用于每个点时随时间温度变化的情况(图3)。

    2.3.2  平面热场分布  在30W每隔5s任意时点下，根据热场分布在r方向呈轴对称的特点，利用54个点作等温曲线可以得到静态时点平面热场分布图（图4，见封二）。

    3  讨    论

    目前治疗前列腺增生症的金标准仍是经尿道前列腺切除术（TURP),但尚存在发生经尿道电切综合征（TURS）、术中术后出血、前列腺包膜穿孔尿外渗及性功能障碍等的可能，使得近20年来人们纷纷把目光转向各种治疗前列腺增生症的微创手术，其中以经尿道前列腺汽化切除术（TUVP）为代表。TUVP尽管取得了比较满意的临床效果，但仍有一些严重并发症，如尿道和膀胱的损伤、出血，前列腺包膜穿孔以及TURS等。上述手术对医生和设备的要求高，且不能够适用于所有病人［4］。

    与此同时出现了局部热疗。其温度不同对组织的影响也不同：温度低于60℃时对组织有消炎、止痛、消肿的作用，为可逆性的改变，起到理疗作用；温度高于60℃时使组织发生凝固性坏死，为不可逆的改变。常见的局部热疗方法有微波、射频、激光、HIFU等，这些方法均为前列腺增生的微创方法［5- 6］。

    目前TUMT已广泛应用于治疗前列腺增生症［7］，但多数属于理疗的范畴。随着人们对生活质量要求的提高及微波仪器的改进，微波凝固热疗用于治疗前列腺增生症成为可能。微波凝固热疗具有微创、无需麻醉、术中和术后并发症较少等优势，但要最终应用于临床，基础研究必不可少。

    在本研究中发现，凝固性坏死灶呈椭球形，中央尿道处可见少许炭化道，凝固性坏死区与周围区分界清晰。本实验的结果与Liang等［8- 9］在微波凝固离体猪肝和体模方面凝固灶的形态和内部改变基本相似,但在前列腺组织上我们发现一些差异，主要体现在同一功率和时间组合下前列腺凝固灶的体积较小，考虑系前列腺组织比肝脏组织更致密所致。

    根据本组实验的结果得出经尿道前列腺微波热场的分布有如下：在同一功率时间组合下，温升曲线的变化主要与测温点和发射源的距离有关，当测温点越靠近发射源，其温度上升越快，且下降也越快；当测温点越远离发射源时，其温度上升越慢，下降也越慢，且在z＞0时温度上升较快，然后经过一段相对平坦期，再逐步上升至180s达最高；z＜0时温度逐步上升至180s达最高。这证明了热传导在温升中发挥了一定的作用，且最终的平面热场图形成了以微波天线所在的尿道为中心，向四周温度依次递减的规律。这与Christian等［10］研究发现微波治疗时热量分布的核心高温位于中央而周边温度较低的规律相符，与经验方程［11］的规律一致（r方向为指数衰减,z方向为三次多项式拟合）。

    目前微波凝固热疗作为一种微创治疗已在临床广泛应用于肝癌的治疗，通过凝固性坏死达到原位灭活肿瘤的目的［12］。而经尿道微波凝固治疗则通过使尿道周围增生的前列腺组织凝固性坏死，经尿道旋切出凝固坏死组织，其治疗目的同目前广泛应用的TUVP相似，且因凝固达到一定的深度，使得术中和术后出血必然减少。本研究用离体犬前列腺做实验的缺陷在于缺乏血液灌注及其它体内可能存在的干扰因素，但其结果为动物实验及临床试验提供了实验基础，探索了一种超声引导下微创治疗前列腺增生症的新方法。

【】
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［12］王剑翔，张炽敏.肝脏肿瘤介入物理消融治疗［J］.东南大学学报：医学版，2004，23（5）：351- 354.