氩离子凝固术对猪食管黏膜凝固作用的实验观察

摘要

目的: 探讨内镜下氩离子凝固术(argon plasma coagulation, APC)的疗效及安全性.

方法: 用APC分别对20只新鲜猪的食管黏膜以不同的输出功率(40 W, 60 W, 80 W)及不同的作用时间(2 s, 4 s, 6 s)进行凝固, 超声内镜(endoscopic ultrasonography, EUS)观察黏膜凝固深度.

结果: 在功率60 W, 时间为2 s及4 s时, 侵犯到深黏膜层分别为18例(18/20, 90%)和17例(17/20, 85%), 无1例侵犯到肌层.

结论: 只要限定一定的功率和时间, APC为一种安全有效的内镜下治疗食管疾病的方法.

关键词: 无

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Correspondence to: N/A

Received: January 11, 2005
Revised: January 16, 2005
Accepted: January 20, 2005
Published online: March 15, 2005

Abstract

N/A

Key Words: N/A

0 引言

氩离子凝固术(argon plasma coagulation, APC)是一种非接触性的电凝固技术, 于上世纪80年代首先用于开放性外科手术止血. 随着特殊导管的出现, 1991年德国Grund et al[1]首次将其引入内镜治疗, 并在消化系疾病治疗方面进行了大量的基础与临床研究, 积累了一定的经验. 我们应用APC术对离体猪食管黏膜的实验性研究, 探讨其凝固深度及安全性.

1 材料和方法

1.1 材料

标本采用新鲜食用猪食管(离体1 h内)20根, 用剪刀沿纵轴剖开待用. 德国ERBE公司生产的APC300 ICC200型氩离子凝固器, Pentax EG-3630U型超声内镜(EUS), 计算机内镜图文管理系统.

1.2 方法

术前首先打开氩离子凝固器的氩气钢瓶阀门, 注满氩气. 选用电凝指数为A60, 氩气流量为2.4 L/min(专为内镜下氩离子凝固术配设). 选用3种不同的功率(40 W, 60 W和80 W)以及3种不同的单次启动延续时间(2 s, 4 s和6 s), 共分为9组, 即40 W(2 s, 4 s, 6 s), 60 W(2 s, 4 s, 6 s)及80 W(2 s, 4 s, 6 s). APC导管探头距黏膜的距离设定为0.5 cm. 分别对每根猪食管黏膜进行凝固, 即每根猪食管取三个平面设定功率分别为40 w, 60 w, 80 w, 每个平面取3点设定单次启动延续时间分别为2 s, 4 s, 6 s, 故每根猪食管取标本9个, 20根猪食管共获得标本920 = 180个. 凝固后标本平放于生理盐水中, 用超声内镜探头测量凝固所达层次, 即APC凝固所损伤深度. 并通过计算机采集图像.

2 结果

2.1 超声内镜下的食管壁分层

人的食管壁由黏膜、黏膜下层、肌层和外膜构成, 若将正常食管标本浸泡于生理盐水中进行超声扫描, 可观察到5层结构[2]: 第1层为薄的高回声层, 第2层为低回声层, 第3层为高回声层, 第4层为较厚的低回声层, 第5层为最外侧的高回声层. 第1层高回声层相当于表浅黏膜, 第2层低回声层相当于深黏膜, 第3层高回声层相当于黏膜下层, 第4层低回声层相当于肌层, 第5层高回声层相当于外膜. 当探头频率高且与黏膜间的距离适当时, 则第四层低回声可被一条很纤细的高回声一隔为二, 这时管壁就显示为7层结构. 猪的消化道解剖结构与人类极其相似[3], 这也在我们的预试验中得到证实.

2.2 APC后的超声影像及解释

用超声内镜探头在凝固部位可探测到一近似圆形的影像(图1C), 并向表面突起. 近黏膜侧为半圆形的高回声区, 我们认为是组织被凝固后组织脱水、坏死及炭化所致; 高回声区下方近外膜侧为半圆形的低回声区, 我们认为此为未完全凝固脱水的创面组织. 超声内镜下APC损伤不同深度的典型影像(图1).

图1 超声内镜下APC损伤不同深度的典型影像. A: 浅黏膜层; B: 深黏膜层; C: 黏膜下层; D: 肌层.

2.3 不同条件下APC损伤食管壁的深度

损伤某一层的自定义: 我们把低回声区到达的层次定义为APC损伤的层次. 不同条件下APC损伤食管壁不同深度(表1). APC损伤到肌层即为不安全. 表1显示在80 W(2 s, 4 s, 6 s)条件下分别有1例(1/20, 5%), 3例(3/20, 15%), 5例(5/20, 25%)损伤到肌层, 提示选择80 W作为治疗功率可能偏大. 在40 W及60 W条件下均未损伤到肌层, 说明选择40 W或60 W作为治疗功率是安全的. Adrain et al研究提出运用高频超声探头得到高分辨腔内超声图, 发现以黏膜的第2层低回声层(深黏膜层)比第1层高回声层(浅黏膜层)更厚作为诊断Barrett食管(Barrett's esophagus, BE)的标准[4], 因此我们可以认为APC凝固仅局限于浅黏膜层不够有效, 如能够达到深黏膜层时, 理论上APC治疗BE开始有效, 如能够穿透深黏膜层全层至黏膜下层表面才达到最佳治疗效果, 不致于遗留BE上皮而复发或在遗留BE上皮基础上发生癌变. 表1显示在40 W(2 s, 4 s, 6 s)条件下分别有18例(90%), 15例(75%), 11例(55%)局限于浅黏膜层, 说明选择40 W作为治疗功率可能偏小. 而在功率60 W(2 s, 4 s)条件下, 损伤到深黏膜层分别有18例(90%)和17例(85%), 且无1例损伤到肌层.

表1 不同条件下APC损伤食管壁不同深度的例数(n).

条件		浅黏膜层	深黏膜层	黏膜下层	肌层	外膜
40 W	2 s	18	2	0	0	0
	4 s	15	5	0	0	0
	6 s	11	8	1	0	0
60 W	2 s	0	18	2	0	0
	4 s	0	17	3	0	0
	6 s	0	13	7	0	0
80 W	2 s	0	10	9	1	0
	4 s	0	7	10	3	0
	6 s	0	2	13	5	0

3 讨论

APC是一种非接触性的内镜下治疗技术, 氩气通过高频电极末端产生氩离子束, 后者传递高频电能至生物组织而产生凝固效应, 由于氩气流是散发的, 因而可产生轴向及侧向的电流传导. 氩气离子束可以自动导向未治疗的组织表面, 而不一定沿着氩气流原来的方向, 因为产生离子化的方向上电阻最小. 一旦由于局部组织干燥导致该区域电阻增加, 氩离子束即转向电阻较低的不干燥区域发挥作用, 直至所治疗的区域干燥为止, 凝血区与干燥区具有同样的恒定的深度, 因此, APC特征性的优点是凝固深度的自限性, 一般不超过3 mm, 不会出现穿孔. 我们的实验结果显示在相同时间下随着功率的增大及相同功率下随着单次启动延续时间的延长, APC损伤的深度有加深的趋势. 治疗功率选择在40-60 W我们认为是安全的, 选择最佳治疗效果是指不仅安全而且有效, 实验结果显示在60 W(2 s, 4 s)条件时可能治疗效果最佳, 损伤到深黏膜层分别有18例(90%)和17例(85%), 无一例损伤到肌层. 当然新鲜离体猪食管与人食管的组织结构肯定有一定差别, 动物实验方法和人的实际治疗过程也不完全一样, 所以实验结论不能完全适用于临床, 但是可供临床治疗参考.

冯莉et al[5]分别对新鲜猪的胃体及胃窦黏膜以不同的输出功率(40 W, 60 W, 80 W)及不同的作用时间(1 s, 2 s, 3 s)进行凝固, 光学显微镜下观察组织学改变并测量凝固深度及凝固范围, 结果组织坏死最深可达黏膜下层, 但未达肌层, 最大的凝固区域深度不超过2 mm, 直径不超过7 mm, 证实APC是一种安全有效的内镜下治疗胃肠疾病的方法. Brand et al[6]对150个不同猪皮肤模型使用不同的氩气流量、作用时间及输出功率进行实验研究, 结果显示凝固区域的深度依赖于高频发生器的输出功率及作用时间, 对凝固区进行组织学观察显示, 最大凝固区深度为4 mm, 且可通过控制高频发生器的输出功率及作用时间使凝固区深度在4 mm以下, 这与本动物实验结果相符. Van den Boogert et al[7]认为由于APC凝固形成焦痴的绝缘特性, 使治疗损伤的深度一般控制在1-2 mm. 史伟et al[8]在11例食管癌患者接受外科手术时, 分别对其癌旁食管黏膜组织按不同功率(45 W, 60 W, 90 W)和不同时间(l s, 3 s)进行APC烧灼, 烧灼后的组织分别用光镜、电镜观察细胞及其超微结构, 判断损伤程度, 分析损伤程度与功率、时间的关系, 结果在55处APC烧灼后的组织切片标本中, 46处仅累及黏膜层或黏膜下层, 7处累及肌层, 2处穿透全层, 损伤深度与功率有关, 与持续时间无明显关系, 结论APC在内镜下治疗食管疾病时须将能量控制在一定范围以保证治疗的安全. 因此, 我们认为只要限定一定的条件, 内镜下APC治疗是比较安全的. 另据国外文献报道, APC治疗有穿孔的发生. Wahab et al[9]统计了125例APC治疗的消化道疾病患者, 其中6例(4%)发生穿孔, 原因为肠壁较薄的部位(如乙状结肠)容易发生穿孔, 另外如内镜注气过多和吸气较少, 引起肠扩张也易引起穿孔.

总之, 我们通过动物实验证实, 只要限定一定的输出功率及作用时间, 内镜下APC治疗是安全有效的.

备注

编辑: 张海宁 电编: 潘伯荣

参考文献

1.	Grund KE, Storek D, Farin G. Endoscopic argon plasma coagulation(APC)first clinic experiences in flexible endoscopy. Endosc Surg Allied Technol. 1994;2:42-46.  [PubMed]  [DOI]

2.	邹 晓平.  上消化道超声内镜临床应用. 济南: 山东科学技术出版社 2002; 13.  [PubMed]  [DOI]

3.	孙 敬方.  动物实验方法学. 北京: 人民卫生出版社 2001; 62.  [PubMed]  [DOI]

4.	Adrain AL, Ter HC, Cassidy MJ, Schiano TD, Liu JB, Miller LS. High-resolution endoluminal sonography is a sensitive modality for the identification of Barrett's metaplasia. Gastrointest Endosc. 1997;46:147-151.  [PubMed]  [DOI]

5.	冯 莉, 吴 云林, 孙 波, 翟 祖康, 姚 季生. 氩离子凝固术对猪胃黏膜的凝固作用. 中华消化内镜杂志. 2001;18:164-166.  [PubMed]  [DOI]

6.	Brand CU, Blum A, Schlegel A, Farin G, Garbe C. Application of argon plasma coagulation in skin surgery. Dermatology. 1998;197:152-157.  [PubMed]  [DOI]

7.	Van den Boogert J, Van Hillegersberg R, Siersema PD, de Bruin RW, Tilanus HW. Endoscopic ablation therapy for Barrett's esophagus with high-grade dysplasia: a review. Am J Gastroenterol. 1999;94:1153-1160.  [PubMed]  [DOI]

8.	史 伟, 韩 树堂, 徐 肇敏, 魏 静义, 陈 隆典. 氩离子凝固术对食管黏膜损伤的探讨. 中华消化内镜杂志. 2004;21:171-173.  [PubMed]  [DOI]

9.	Wahab PJ, Mulder CJ, den Hartog G, Thies JE. Argon plasma coagulation in flexible gastrointestinal endoscopy: pilot experiences. Endoscopy. 1997;29:176-181.  [PubMed]  [DOI]