目的和背景肝癌(包括原发性肝癌和转移性肝癌)的治疗手段主要包括手术切除,肝移植及局部消融。局部消融治疗包括温度消融和化学消融,前者包括射频、微波、激光消融,高强度聚焦超声(HIFU)和冰冻消融,通过在肿瘤组织内导入光能、电能、声能等制造热场或冷场,达到原位灭活肿瘤的目的,后者的典型代表是无水酒精治疗,注入肿瘤组织内产生细胞毒性使细胞脱水、蛋白变性和形成血管血栓,进而使肿瘤细胞坏死。对于肝脏的困难部位,如肝包膜下、胆囊旁、大血管旁等部位的肿瘤,一直是局部消融技术风险较大的部位,因此亟待各种局部消融技术的发展。此外,肝细胞癌易侵犯门静脉形成癌栓,其发生率高,如不经治疗大多于3-4个月内死亡。以往多采用手术治疗,但效果欠佳。临床上已有局部消融治疗门静脉癌栓报道,但由于各自的局限性而未能广泛开展。激光在医学上应用广泛,常见的激光种类有脉冲染料激光、红宝石激光、翠绿宝石激光、C02激光、Nd:YAG激光等。根据各种激光的波长和特点应用于不同的领域,主要集中在眼科、皮肤科、整形科和血管外科等科室,包括复杂性青光眼,视网膜病变,面部整形手术,静脉曲张,前列腺切除术,头颈部血管瘤,转移性脊髓病变,网球肘,白癜风和黑色素瘤等疾病的治疗。Nd:YAG激光输出波长1064nm的近红外光,在组织中穿透能力强,可深达3-5nm。1985年Hashimoto等学者首次将激光应用于肝脏肿瘤治疗,随着激光科学和超声技术的不断进步,超声引导下导入铷激光(Nd:YAG)逐渐成为一种新型肝癌原位灭活治疗方法。国内Nd:YAG激光用于医学治疗较多,但用于肝脏实体肿瘤的消融应用报道较少,特别是门静脉癌栓的治疗,多数是用半导体激光。此外,虽然肝脏肿瘤的局部灭活治疗发展较成熟,但国内外对肝脏困难部位的研究报道较少,如位于肝脏包膜下、胆囊旁、大血管旁等部位肿瘤的治疗。本课题旨在通过Nd:YAG激光对离体和活体猪肝的实验,研究Nd:YAG激光不同作用时间和功率下的消融范围,探索其适形性、稳定性、安全性,着重研究Nd:YAG激光对肝脏包膜下、胆囊旁、大血管旁等部位的消融安全性并预测Nd:YAG激光对实体肿瘤和门静脉癌栓的治疗价值。材料与方法第一部分激光消融的动物实验1激光消融的离体动物实验研究1.1激光单针单次消融：单根光纤不同功率和作用时间下对离体猪肝消融作用的范围。研究消融灶病理变化。1.2激光单针多次消融：单根光纤多次间断作用对离体猪肝作用的消融范围,预测其在门静脉癌栓治疗中的应用前景和合适治疗功率和作用时间。1.3激光双针多次消融：两根光纤多次间断作用对离体猪肝作用的消融范围,预测其在门静脉癌栓治疗中的应用前景。1.4激光多针单次消融：多根光纤(2根,3根,4根)同时对离体猪肝组织消融的形状,研究其适形性。2激光消融的活体实验研究2.1单针消融困难部位：实验猪麻醉状态下,开腹,充分暴露肝脏。选取不同部位,分别进行单针激光消融和双针退针消融：前者以不同作用时间和功率(5W3min,5W6min)作用于活体猪肝困难部位(肝包膜下、胆囊旁、血管旁等),消融结束后进行超声造影,测量无增强区并观察周边器官有无损伤。2.2双针退针消融：在超声引导下避开肝裂,将两根21G PTC针穿刺进入较厚肝脏内,保持两根针平行,两针间距约1cm,退出针芯后置入激光光纤,设置功率5W,持续消融6min,将PTC针连同光纤一起退出1.5cm,再次消融6min,退针3次,共消融4次。第二部分射频和微波消融的动物实验研究1、射频消融：超声引导下将一根14G Cool-tip射频针(15-10型号)穿刺进入离体猪肝,功率0-200W,频率480KHz,分别消融1min,3min,5min,记录消融灶范围。2、微波消融：超声引导下,将一根微波治疗电极穿刺进入猪肝,开启微波治疗仪,设置为50W8min和100Wl1min,进行微波消融,完成消融后沿穿刺针剖开消融灶,测量其长轴消融面积,并观察消融灶中央炭化区范围。统计学分析统计方法采用SPSS16.0软件包。计量资料以均数±标准差表示,两样本对照研究以p<0.05为有统计学意义。结果激光消融灶呈分层状,自中央向外周依次为气化空腔区、炭化区、坏死区、炎性水肿区。单针激光消融灶呈椭圆形,相同作用时间和功率下消融灶大小较稳定。浸水处理的猪肝消融灶大于无处理新鲜猪肝,差异有统计学意义。活体激光单针消融灶范围比离体单针消融范围小,差异有统计学意义。胆囊旁、血管之间、包膜下部位单针消融后可见消融灶成椭圆形,同离体消融灶结构。CDFI示消融区域无血供,周边血管血流通畅不受影响,对消融灶进行超声造影,肝包膜、胆囊壁、血管壁结构完整无损伤,无造影剂外溢现象。激光单针多次退针消融,消融灶为窄长条形,7wlmin耗能明显少于5w6min,可获得相同消融灶。激光双针消融灶明显比单针退针消融灶宽,适用于较粗大的主干血管。双针退针消融灶为一宽大的长条形,范围约(3.7±0.36)cm×(1.8±0.36)cm。激光两根光纤消融灶椭圆形,三根光纤消融灶近似圆形,四根光纤消融灶近似正方形。射频消融病灶较稳定,过程中,可见到射频针针尖头端和尾端先开始出现强回声光团,随后中央部分也开始增强,至整体连成一片,形成一个椭圆形的高回声区。消融时间3min和5min的两组消融灶范围接近。微波消融灶肉眼观呈较长的椭圆形,中央炭化区不明显。消融范围明显大于激光消融灶。激光单针消融与微波单针消融比较及激光单针退针消融灶与微波消融灶相比较,均P<0.05,差异有统计学意义。结论本研究对Nd:YAG激光的稳定性、适形性和安全性作了一定的研究,激光多针消融作用于离体猪肝组织的适形性和单针光纤作用于活体猪肝困难部位病灶的安全性得到了较好的验证。对照射频消融,激光消融的稳定性尚有待提高。此外,单针和双针多次退针消融灶为长条形也为我们提供了今后运用激光进行癌栓治疗的实验基础。