研究目的:高频不可逆电穿孔(High Frequency Irreversible Electroporation,H-FIRE)其频率高达500KHZ,产生250ns和5μs之间交替极性脉冲,从而大大减少了了肌肉的收缩,但是H-FIRE消融的研究还处于实验阶段,其消融范围、热损伤、有效剂量均没有明确。本文使用鹰泰利公司自主研发的第二代高压陡脉冲治疗仪,释放高频率、双极性的电脉冲,通过动物实验比较不同参数的高频不可逆电穿孔的消融效果,确定消融使用参数。验证高频不可逆电穿孔消融狗前列腺组织的安全性和有效性。研究方法:1.使用不同剂量、不同脉宽方式的高频不可逆电穿孔消融兔子肝脏组织,分别在术后1天、3天、7天处死取材,使用软件Image Pro测量消融区域面积,确定H-FIRE消融面积的影响因素。通过HE染色,分析几种不同参数设置的H-FIRE消融效果是否一致。2.H-FIRE消融巴马猪的正常肝脏组织,采用不对称的脉冲放电方式,脉冲宽度为3-2-2-3μs。分别释放2800个脉冲和5600个脉冲,分析这两种脉冲数对猪肝脏的消融效果。3.使用H-FIRE消融兔子肝脏肿瘤,设置参数为:暴露深度为1.0cm,电极间距为1.5cm,每个实验动物使用3500个电压为3000v、脉冲宽度为3-2-2-3μs的脉冲,通过对组织进行HE染色观察肿瘤病理学变化。4.在超声引导下使用H-FIRE消融比格犬的前列腺组织,参数设置为:暴露深度为1.0cm,电极间距为1.5cm,每个实验动物使用3500个电压为3000v、脉冲宽度为3-2-2-3μs的脉冲。通过分析血液、组织大体观察、组织病理学观察、透射电镜观察以及capase-3的检测分析高频不可逆电穿孔消融狗前列腺组织后1天、3天、7天、14天、21天血液和组织的变化。研究结果:1.使用H-FIRE消融肝脏组织,剂量较低时,剂量越大,消融面积越大,但到一定剂量后,消融面积则不受剂量的影响。脉宽方式为对称2μs、对称5μs,不对称3-2-2-3μs时对肝脏消融面积无明显差异,但是不对称脉宽为3-2-2-3μs的消融面积更趋近于圆形。2.使用不对称高频不可逆电穿孔消融肝脏组织,释放2800个脉冲不能形成连续的消融区,而释放5600个脉冲可以形成一个连续的消融区。H-FIRE消融肝脏组织时,随着距针尖的距离越近细胞坏死程度越强。3.H-FIRE消融肿瘤可使肿瘤细胞坏死,且消融边界清晰。4.使用不对称高频不可逆电穿孔消融前列腺组织时,所有动物均无死亡且无严重并发症产生。通过血液学的分析,可以看出使用高频不可逆电穿孔消融狗的前列腺组织时会引起炎性反应,且对肝肾功能无影响。通过对病理和超微结构的观察,发现高频不可逆电穿孔消融前列腺组织时,细胞膜被破坏,细胞持续性死亡并且消融区域内大血管和尿道没有损伤。研究结论:使用高频不可逆电穿孔消融组织时,选择28000 V~2s-46000 V~2s的剂量可以保证一个有效的消融区域且消融区域内组织坏死,脉宽方式不对称3-2-2-3μs的消融区域更趋于圆形,使用3-2-2-3μs脉冲时,脉冲数应大于2800个,小于5600个。细胞坏死程度与距针尖的距离有关,距离越近,细胞坏死越厉害。使用不对称脉宽的高频不可逆电穿孔消融前列腺组织是安全可行的。