高强度聚焦超声致香猪外阴损伤的研究
作者：阮祥燕 顾美礼 王智彪
单位：阮祥燕 顾美礼(重庆医科大学第二临床医学院妇产科)；王智彪(医学超声工程研究所)
关键词：
中华超声影像学杂志000918
【摘要】 目的 观察高强度聚焦超声(HIFU)对香猪外阴的损伤作用及愈合过程，旨在为外阴营养不良探索新的治疗方法。方法 对5只小型香猪的外阴进行HIFU(频率 9.84 MHz，声强1 109 W/cm2)连续扫描定位损伤。HIFU辐照后即刻、3 d、7 d、14 d、21 d、30 d行彩超、病理检查,动态监测其损伤变化情况。结果 HIFU可准确定位损伤靶区组织，其相临表面皮肤组织不受损伤。HIFU 后靶区超声影像学变化与病理学变化一致。结论 HIFU损伤猪外阴安全有效，为临床外阴营养不良的治疗提供了实验依据；彩超可监测HIFU致外阴治疗的情况。
, 百拇医药
Experimental study with high intensity focused ultrasound in swine vulva
RUAN Xiangyan GU Meili WANG Zhibiao
(Department of Obstetrics and Gynecology,the Second Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing 100006,China)
【Abstract】 Objective In order to explore a new method for the treatment of human vulva dystrophy, swine vulva were treated with high intensity focused ultrasound (HIFU).Methods A 9.84 MHz high intensity focused ultrasound at an intensity of 1 109 W/cm2 with continuous exposure was applied in 5 female swine.After HIFU lesions developed, the outcomes were assessed by color ultrasound and the pathological examination immediately and on day 3,7,14,21 and 30.Results HIFU was competent for damaging precisely the target tissue of the vulva and disrupting irreversibly the cellular structure in the focal region leaving the intact surface skin of the target region. A change of ultrasound in the focused region was coincident with that of the pathology.Conclusions HIFU has the powerful effect of accurately destroying vulva tissue and keeping the surface skin intact.The results provided an experimental basis for the clinical treatment of vulva dystrophy. Color ultrasound will become a useful tool in monitoring the outcome after HIFU treatment.
, 百拇医药
【Key words】 High intensity focused ultrasound;Swine;Vulva lesion
高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)是近年来发展起来的一种无创性外科治疗技术，它能将超声波聚集于组织内某一靶区，通过高热效应(65℃以上)、空化效应、机械效应等，直接破坏靶区组织而不影响靶区周围的组织[1]。还可通过对焦点和焦距的移动来治疗或破坏机体内任意深度的病灶。香猪是一种形体小的实验动物，其外阴部皮肤结构与人类极相似，为探索外阴营养不良的新的治疗方法，对香猪外阴进行HIFU损伤实验,旨在为临床治疗提供实验依据。
材 料 与 方 法
一、实验动物
贵州小型雌性香猪5只，5～6月龄，体重18～20 kg，混合营养饲料喂养(由重庆医科大学实验动物中心提供)。
, 百拇医药
二、HIFU治疗样机
重庆医科大学医学超声工程研究所自行研制的手提式小型HIFU治疗机，由功率源、治疗探头、循环脱气水装置三部分组成。探头频率10 MHz，焦点处平均声强1 109 W/cm2。
三、HIFU治疗过程
香猪于实验前禁食12 h，3%戊巴比妥钠按3 mg/kg腹腔注射麻醉。外阴部备皮后仰卧固定于手术台上，1‰的新洁尔灭外阴消毒。于实验前确定损伤范围，预测损伤体积。将探头频率调至 9.84 MHz，焦点处平均声强为1 109 W/cm2，将探头对准欲治疗部位体表投影区，连续扫描。
四、观察项目
术后即刻、3 d、7 d、14 d、21 d、30 d观察动物精神、饮食、大小便情况及体征，行彩色超声、病理组织学和超微结构检查,动态监测外阴损伤的变化情况。
, 百拇医药
结 果
一、精神、饮食、大小便及体征的变化
HIFU治疗后外阴红、肿、硬，但皮肤完整。HIFU治疗后第1 d，香猪活动、食量好，大小便正常。但外阴红肿程度较治疗后即刻更明显;HIFU治疗后3 d，外阴红肿明显减轻;HIFU治疗后7 d，外阴红肿消失，但可触及皮下硬结；HIFU治疗后14 d，外阴外观正常，皮肤色泽同治疗前，但皮下硬结明显减小;HIFU治疗后第21 d，外阴外观正常，靶区皮下硬结已基本消失;HIFU治疗后30 d，香猪外阴外观正常，质地柔软，无硬结，与术前无明显差异。
二、彩色多普勒血流显像
HIFU治疗前，香猪外阴部超声声像图回声略低，均匀，内部可见血供(图1)；HIFU治疗后即刻靶区回声增强；HIFU治疗后3～7 d，靶区回声增强，边界清晰，内无血供;HIFU治疗后14 d，靶区回声强弱不均，内部无血供，靶区边缘可见血供(图2);HIFU治疗后21～30 d，靶区明显缩小，边界模糊。损伤区中心回声略低，周围与正常组织回声无明显区别。
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三、病理学检查
1.大体观察：HIFU治疗后即刻切除靶区大体标，迅速取小块HIFU损伤组织固定送电镜，切开靶区，经脱氢酶染色，观察靶区内损伤情况。非损伤区染色呈桔红色，损伤区由于酶的失活而不着色，呈灰白色，可见损伤区与非损伤区分界清楚。取不着色区边缘组织块置10%福尔马林溶液中固定，石蜡包埋,HE染色后行组织学观察。
2.组织学变化:正常猪大阴唇皮肤，表皮鳞状细胞排列规律，表皮下见胶原纤维、汗腺、神经纤维排列有序、结构紧密(图3)，HIFU治疗后即刻皮肤鳞状上皮正常，皮下胶原纤维断裂、固缩，排列松散紊乱，汗腺结构破坏(图4)，神经纤维固缩、断裂弯曲、血管充血、血栓形成；HIFU治疗后3 d～7 d皮肤鳞状上皮结构正常，皮下胶原纤维、汗腺、神经仍呈坏死改变。HIFU治疗后14 d～21 d靶区明显缩小，靶区周围见新生肉芽组织增生(图5)。HIFU治疗后30 d靶区组织基本恢复正常。
, http://www.100md.com 3.超微结构变化:HIFU治疗后即刻见鳞状上皮表皮正常，皮下深部细胞坏死,细胞膜溶解,细胞器消失，可见坏死细胞轮廓，毛细血管内皮线粒体肿胀,血栓形成(图6)，成纤维细胞胞质肿胀、明显扩张，神经纤维空化肿胀；间质内淋巴细胞及毛细血管内皮细胞肿胀，神经内分泌细胞内质网坏死空化。
图1 高强度聚焦超声前猪大阴唇彩色多普勒声像图显示回声略低，均匀 ，可见血供
图2 高强度聚焦超声后14 d猪大阴唇彩超声像图显示靶区内回声强弱不 均，边界清晰,靶区内无
血供，边缘可见血供
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图3 正常猪外阴皮肤 表皮鳞状细胞排列规则，表皮下胶原纤维、汗腺 、神经排列有序，结构
紧密(HE染色,×100)
图4 高强度聚焦超声后即刻猪外阴鳞状上皮正常，皮下靶区胶原纤维断 裂，排列紊乱、松散，汗腺结构破坏(HE染色,×100)
图5 高强度聚焦超声后14 d，猪外阴鳞状上皮正常，靶区中心外围见大 量新生毛细血管和纤维
母细胞(HE染色,×100)
图6 高强度聚焦超声后即刻电镜显示猪外阴皮下毛细血管内皮细胞变性 ，线粒体肿胀,血栓形成
, 百拇医药
(6.0×1000)
讨 论
外阴营养不良主要与外阴深部神经血管功能失调、外阴局部和患者自身免疫功能紊乱有关。目前临床治疗多用清洁外阴皮肤、局部止痒、激素及中药等治疗方法。局部用药、激光、波姆[2]等方法均作用于皮肤浅层，虽较一般治疗方法疗效高，但欠持久，易复发。手术治疗不仅影响外阴形态，严重者可影响性功能，因术后复发率高，目前极少应用。
高强度聚焦超声因在体内聚焦产生瞬间高热(65℃)致靶区蛋白质变性，组织凝固性坏死而多用于前列腺癌、前列腺增生、肥大等的治疗[3-5]，但最近亦发现其在血管出血止血[6]等方面取得较好的实验效果。因外阴的解剖部位、组织特性特殊，无论何种治疗方法，保持皮肤的微创或无创性至关重要。本研究利用HIFU造成猪外阴损伤，动态观察其一般情况体征、超声及病理学变化，探讨HIFU损伤外阴皮下深部组织的有效性和安全性，为临床外阴营养不良的治疗提供实验依据。
, http://www.100md.com
研究发现HIFU治疗后即刻皮肤完好，皮下胶原纤维断裂，细胞坏死，血管痉挛、栓塞，淋巴细胞、神经变性坏死等。HIFU可彻底破坏猪外阴皮下结缔组织,而且坏死组织逐渐被吸收，肉芽组织增生，坏死组织被新生正常组织所代替。彩色多普勒可监测HIFU致外阴的损伤情况,未发现副作用。这表明HIFU损伤猪外阴皮下深部组织安全、有效、可为临床外阴营养不良的治疗提供了一种新的方法。
资助项目:国家“九五”重点科技攻关项目基金(96-905-02-01)
参 考 文 献
1，Ter-Haar G. Ultrasound focal beam surgery. Ultrasound Med Biol, 1995,21:1089-1100.
2，徐红梅,尹文伟,张明军,等.长强穴注射普鲁卡因等结合波姆光治疗外阴营养不良152例分析.中华妇产科杂志,1999,34:308-309.
, 百拇医药
3，Chapelon JY, Ribault M, Vernier F, et al. Treatment of localized prostate cancer with transrectal high intensity focused ultrasound. Eur J Ultrasound, 1999,9:31-38.
4，Sanghvi NT, Foster RS, Bihrle R, et al. Noninvasive surgery of prostate tissue by high intensity focused ultrasound: an updated report.Eur J Ultrasound, 1999,9;19-29.
5，Hegarty NJ, Fitzpatrick JM. High intensity focused ultrasound in benign prostatic hyperplasia. Eur J Ultrasound,1999,9:55-60.
6，Vaezy S, Marti R, Mourad P, et al. Hemostasis using high intensity focused ultrasound. Eur J Ultrasound, 1999,9:79-87.
(收稿日期:2000-03-13), http://www.100md.com
单位：阮祥燕 顾美礼(重庆医科大学第二临床医学院妇产科)；王智彪(医学超声工程研究所)
关键词：
中华超声影像学杂志000918
【摘要】 目的 观察高强度聚焦超声(HIFU)对香猪外阴的损伤作用及愈合过程，旨在为外阴营养不良探索新的治疗方法。方法 对5只小型香猪的外阴进行HIFU(频率 9.84 MHz，声强1 109 W/cm2)连续扫描定位损伤。HIFU辐照后即刻、3 d、7 d、14 d、21 d、30 d行彩超、病理检查,动态监测其损伤变化情况。结果 HIFU可准确定位损伤靶区组织，其相临表面皮肤组织不受损伤。HIFU 后靶区超声影像学变化与病理学变化一致。结论 HIFU损伤猪外阴安全有效，为临床外阴营养不良的治疗提供了实验依据；彩超可监测HIFU致外阴治疗的情况。
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Experimental study with high intensity focused ultrasound in swine vulva
RUAN Xiangyan GU Meili WANG Zhibiao
(Department of Obstetrics and Gynecology,the Second Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing 100006,China)
【Abstract】 Objective In order to explore a new method for the treatment of human vulva dystrophy, swine vulva were treated with high intensity focused ultrasound (HIFU).Methods A 9.84 MHz high intensity focused ultrasound at an intensity of 1 109 W/cm2 with continuous exposure was applied in 5 female swine.After HIFU lesions developed, the outcomes were assessed by color ultrasound and the pathological examination immediately and on day 3,7,14,21 and 30.Results HIFU was competent for damaging precisely the target tissue of the vulva and disrupting irreversibly the cellular structure in the focal region leaving the intact surface skin of the target region. A change of ultrasound in the focused region was coincident with that of the pathology.Conclusions HIFU has the powerful effect of accurately destroying vulva tissue and keeping the surface skin intact.The results provided an experimental basis for the clinical treatment of vulva dystrophy. Color ultrasound will become a useful tool in monitoring the outcome after HIFU treatment.
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【Key words】 High intensity focused ultrasound;Swine;Vulva lesion
高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)是近年来发展起来的一种无创性外科治疗技术，它能将超声波聚集于组织内某一靶区，通过高热效应(65℃以上)、空化效应、机械效应等，直接破坏靶区组织而不影响靶区周围的组织[1]。还可通过对焦点和焦距的移动来治疗或破坏机体内任意深度的病灶。香猪是一种形体小的实验动物，其外阴部皮肤结构与人类极相似，为探索外阴营养不良的新的治疗方法，对香猪外阴进行HIFU损伤实验,旨在为临床治疗提供实验依据。
材 料 与 方 法
一、实验动物
贵州小型雌性香猪5只，5～6月龄，体重18～20 kg，混合营养饲料喂养(由重庆医科大学实验动物中心提供)。
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二、HIFU治疗样机
重庆医科大学医学超声工程研究所自行研制的手提式小型HIFU治疗机，由功率源、治疗探头、循环脱气水装置三部分组成。探头频率10 MHz，焦点处平均声强1 109 W/cm2。
三、HIFU治疗过程
香猪于实验前禁食12 h，3%戊巴比妥钠按3 mg/kg腹腔注射麻醉。外阴部备皮后仰卧固定于手术台上，1‰的新洁尔灭外阴消毒。于实验前确定损伤范围，预测损伤体积。将探头频率调至 9.84 MHz，焦点处平均声强为1 109 W/cm2，将探头对准欲治疗部位体表投影区，连续扫描。
四、观察项目
术后即刻、3 d、7 d、14 d、21 d、30 d观察动物精神、饮食、大小便情况及体征，行彩色超声、病理组织学和超微结构检查,动态监测外阴损伤的变化情况。
, 百拇医药
结 果
一、精神、饮食、大小便及体征的变化
HIFU治疗后外阴红、肿、硬，但皮肤完整。HIFU治疗后第1 d，香猪活动、食量好，大小便正常。但外阴红肿程度较治疗后即刻更明显;HIFU治疗后3 d，外阴红肿明显减轻;HIFU治疗后7 d，外阴红肿消失，但可触及皮下硬结；HIFU治疗后14 d，外阴外观正常，皮肤色泽同治疗前，但皮下硬结明显减小;HIFU治疗后第21 d，外阴外观正常，靶区皮下硬结已基本消失;HIFU治疗后30 d，香猪外阴外观正常，质地柔软，无硬结，与术前无明显差异。
二、彩色多普勒血流显像
HIFU治疗前，香猪外阴部超声声像图回声略低，均匀，内部可见血供(图1)；HIFU治疗后即刻靶区回声增强；HIFU治疗后3～7 d，靶区回声增强，边界清晰，内无血供;HIFU治疗后14 d，靶区回声强弱不均，内部无血供，靶区边缘可见血供(图2);HIFU治疗后21～30 d，靶区明显缩小，边界模糊。损伤区中心回声略低，周围与正常组织回声无明显区别。
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三、病理学检查
1.大体观察：HIFU治疗后即刻切除靶区大体标，迅速取小块HIFU损伤组织固定送电镜，切开靶区，经脱氢酶染色，观察靶区内损伤情况。非损伤区染色呈桔红色，损伤区由于酶的失活而不着色，呈灰白色，可见损伤区与非损伤区分界清楚。取不着色区边缘组织块置10%福尔马林溶液中固定，石蜡包埋,HE染色后行组织学观察。
2.组织学变化:正常猪大阴唇皮肤，表皮鳞状细胞排列规律，表皮下见胶原纤维、汗腺、神经纤维排列有序、结构紧密(图3)，HIFU治疗后即刻皮肤鳞状上皮正常，皮下胶原纤维断裂、固缩，排列松散紊乱，汗腺结构破坏(图4)，神经纤维固缩、断裂弯曲、血管充血、血栓形成；HIFU治疗后3 d～7 d皮肤鳞状上皮结构正常，皮下胶原纤维、汗腺、神经仍呈坏死改变。HIFU治疗后14 d～21 d靶区明显缩小，靶区周围见新生肉芽组织增生(图5)。HIFU治疗后30 d靶区组织基本恢复正常。
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图1 高强度聚焦超声前猪大阴唇彩色多普勒声像图显示回声略低，均匀 ，可见血供
图2 高强度聚焦超声后14 d猪大阴唇彩超声像图显示靶区内回声强弱不 均，边界清晰,靶区内无
血供，边缘可见血供
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图3 正常猪外阴皮肤 表皮鳞状细胞排列规则，表皮下胶原纤维、汗腺 、神经排列有序，结构
紧密(HE染色,×100)
图4 高强度聚焦超声后即刻猪外阴鳞状上皮正常，皮下靶区胶原纤维断 裂，排列紊乱、松散，汗腺结构破坏(HE染色,×100)
图5 高强度聚焦超声后14 d，猪外阴鳞状上皮正常，靶区中心外围见大 量新生毛细血管和纤维
母细胞(HE染色,×100)
图6 高强度聚焦超声后即刻电镜显示猪外阴皮下毛细血管内皮细胞变性 ，线粒体肿胀,血栓形成
, 百拇医药
(6.0×1000)
讨 论
外阴营养不良主要与外阴深部神经血管功能失调、外阴局部和患者自身免疫功能紊乱有关。目前临床治疗多用清洁外阴皮肤、局部止痒、激素及中药等治疗方法。局部用药、激光、波姆[2]等方法均作用于皮肤浅层，虽较一般治疗方法疗效高，但欠持久，易复发。手术治疗不仅影响外阴形态，严重者可影响性功能，因术后复发率高，目前极少应用。
高强度聚焦超声因在体内聚焦产生瞬间高热(65℃)致靶区蛋白质变性，组织凝固性坏死而多用于前列腺癌、前列腺增生、肥大等的治疗[3-5]，但最近亦发现其在血管出血止血[6]等方面取得较好的实验效果。因外阴的解剖部位、组织特性特殊，无论何种治疗方法，保持皮肤的微创或无创性至关重要。本研究利用HIFU造成猪外阴损伤，动态观察其一般情况体征、超声及病理学变化，探讨HIFU损伤外阴皮下深部组织的有效性和安全性，为临床外阴营养不良的治疗提供实验依据。
, http://www.100md.com
研究发现HIFU治疗后即刻皮肤完好，皮下胶原纤维断裂，细胞坏死，血管痉挛、栓塞，淋巴细胞、神经变性坏死等。HIFU可彻底破坏猪外阴皮下结缔组织,而且坏死组织逐渐被吸收，肉芽组织增生，坏死组织被新生正常组织所代替。彩色多普勒可监测HIFU致外阴的损伤情况,未发现副作用。这表明HIFU损伤猪外阴皮下深部组织安全、有效、可为临床外阴营养不良的治疗提供了一种新的方法。
资助项目:国家“九五”重点科技攻关项目基金(96-905-02-01)
参 考 文 献
1，Ter-Haar G. Ultrasound focal beam surgery. Ultrasound Med Biol, 1995,21:1089-1100.
2，徐红梅,尹文伟,张明军,等.长强穴注射普鲁卡因等结合波姆光治疗外阴营养不良152例分析.中华妇产科杂志,1999,34:308-309.
, 百拇医药
3，Chapelon JY, Ribault M, Vernier F, et al. Treatment of localized prostate cancer with transrectal high intensity focused ultrasound. Eur J Ultrasound, 1999,9:31-38.
4，Sanghvi NT, Foster RS, Bihrle R, et al. Noninvasive surgery of prostate tissue by high intensity focused ultrasound: an updated report.Eur J Ultrasound, 1999,9;19-29.
5，Hegarty NJ, Fitzpatrick JM. High intensity focused ultrasound in benign prostatic hyperplasia. Eur J Ultrasound,1999,9:55-60.
6，Vaezy S, Marti R, Mourad P, et al. Hemostasis using high intensity focused ultrasound. Eur J Ultrasound, 1999,9:79-87.
(收稿日期:2000-03-13), http://www.100md.com