張 棟，曾同祥

（長江大學(xué)附屬荊州醫(yī)院，湖北 荊州，434023）

隨著年齡的增加，人體皮膚從以細(xì)紋占主導(dǎo)地位的早期衰老的表現(xiàn)，到皮膚表面色素不均一、脂肪萎縮、皮膚不平整、以及彈性降低和松弛增加[1]。面部提升術(shù)是面部年輕化的重要方式，但由于手術(shù)創(chuàng)傷大、恢復(fù)期長、遺留瘢痕等副作用目前應(yīng)用越來越少，因此求美者更傾向于要求采用無創(chuàng)、安全、快速的方法進(jìn)行面部年輕化[2]。

微聚焦超聲（Microfocused Ultrasound,MFUS）作為一種較新的面部年輕化設(shè)備，可以在不破壞皮膚完整性的基礎(chǔ)上，通過在目標(biāo)組織中產(chǎn)生振動(dòng)來引起分子摩擦，將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，從而使組織在預(yù)定深度的溫度達(dá)到50℃及以上，導(dǎo)致膠原變性和新生膠原蛋白生成，而周圍組織不受影響[3]。微聚焦超聲目前已成為一種安全有效的治療皮膚松弛和緊致皮膚的重要面部年輕化方式[4]。同時(shí)微聚焦超聲使用不當(dāng)會產(chǎn)生副作用，如紅斑、水腫、風(fēng)團(tuán)樣反應(yīng)等[5]。如何正確使用微聚焦超聲設(shè)備進(jìn)行面部年輕化治療，同時(shí)避免出現(xiàn)不良反應(yīng)，這是醫(yī)生面臨的共同難題，為此研究人員進(jìn)行了一系列關(guān)于微聚焦超聲的基礎(chǔ)研究。由于豬肌肉組織在宏觀和微觀上比較均勻，對超聲波形態(tài)影響較小，且豬肉顏色淡紅或深紅色與白色的超聲熱損傷區(qū)域容易區(qū)分，因此離體豬肌肉組織在聚焦超聲相關(guān)基礎(chǔ)研究中廣泛應(yīng)用[6]。

為檢驗(yàn)微聚焦超聲儀器的可靠性與一致性，同時(shí)觀測不同治療頭作用下微聚焦超聲熱損傷區(qū)域的形態(tài)特征，綜合評估豬肌肉組織作為研究微聚焦超聲材料的合理性，因此開展本研究。

1 材料方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

選擇采購自超市的離體時(shí)間＜12小時(shí)的新鮮豬后腿肌肉組織（陜西正大集團(tuán)）作為研究對象，在實(shí)驗(yàn)前放置于4℃冰箱冷藏。

本實(shí)驗(yàn)使用的微聚焦超聲設(shè)備為深圳半島醫(yī)療有限公司研制的超聲治療儀，該設(shè)備配有4個(gè)治療頭，分別為MFUS M4.5、MFUS M3.0、D4.5、D3.0，MFUS M4.5、MFUS M3.0為蓋章式操作，D4.5、D3.0為滑動(dòng)操作，其具體參數(shù)詳見表1。

表1 超聲治療儀參數(shù)

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將豬肌肉組織切成60mm×40mm×20mm的組織塊，每間隔10mm用墨水（天津市天津墨水廠）標(biāo)記治療區(qū)域。在離體豬肌肉組織上涂抹約1mm厚透聲凝膠（湖北康達(dá)醫(yī)療開發(fā)有限公司），先使用MFUS M4.5治療頭，設(shè)置能量參數(shù)為Ⅴ級（輸出聲功率為6.8W），操作時(shí)將治療頭中線位置輕貼標(biāo)記處肌肉組織表面，然后發(fā)射超聲能量。按照同樣方法及能量參數(shù)分別使用MFUS M3.0、D4.5、D3.0在后續(xù)治療區(qū)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。需要注意的是D4.5、D3.0在操作時(shí)需將治療頭的中心點(diǎn)沿著標(biāo)記處以3cm/s速度從肌肉組織的一端勻速直線滑向另一端。

使用23號手術(shù)刀片（揚(yáng)州源康醫(yī)療器械有限公司）沿著標(biāo)記點(diǎn)切開豬肌肉和皮膚組織，并使用數(shù)碼相機(jī)（Canon EOS 6D Mark II）進(jìn)行拍照。使用圖像處理軟件Image J（National Institutes of Health）測量數(shù)碼照片中微聚焦超聲熱損傷區(qū)域（thermal injury zones，TIZs）距組織表面的距離。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)值的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果

2.1 形態(tài)觀察

在實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，微聚焦超聲作用到豬離體肌肉中主要表現(xiàn)為圓形白色的熱損傷區(qū)域（thermal injury zones，TIZs），縱切面TIZs排列比較整齊，排列成一條水平直線（圖1、圖2），而在部分縱切面（主要是D4.5、D3.0作用的組織）中可觀察到TIZs呈白色圓柱狀垂直于組織表面（圖3）。

圖1 TIZs 排列整齊(MFUS M4.5,F=4MHz)

圖2 M3.0(F=4MHz)作用下TIZs 距表面最小距離為2.875mm，最大距離為3.356mm

圖3 D4.5(F=4MHz)作用下TIZs 距表面最小距離為4.178mm，最大距離為4.963mm

2.2 MFUS M4.5、MFUS M3.0 觀測結(jié)果

在MFUS M4.5治療頭作用下的離體豬肌肉組織中可觀察到圓形白色的TIZs規(guī)律出現(xiàn)，距肌肉組織表面最小距離為4.432mm，最大距離為5.016mm，平均為4.520mm，平均TIZs間距為1.324mm。

在相同能量密度下，在MFUS M3.0治療頭作用下的離體豬肌肉組織中可觀察到不同的TIZs排列形態(tài)，其中部分圓形白色的TIZs規(guī)律出現(xiàn)，排列形成一條直線，距肌肉組織表面最小距離為2.875mm，最大距離為3.356mm，平均距離為3.216mm，平均TIZs間距1.343mm（圖2）。

2.3 D4.5、D3.0 觀測結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)中可觀察到白色圓柱狀的熱損傷區(qū)域（thermal injury zones，TIZs），由于滑動(dòng)操作，TIZs不規(guī)律出現(xiàn)。

在D4.5治療頭作用下的離體豬肌肉組織TIZs距肌肉組織表面最小距離為4.178mm，最大距離為4.963mm，平均距離為4.520mm（圖3）。

在D3.0治療頭作用下的離體豬肌肉組織TIZs距肌肉組織表面最小距離為2.893mm，最大距離為3.435mm，平均距離為3.273mm（圖4）。

圖4 D3.0(F=4MHz)作用下TIZs 距表面最小距離為2.893mm，最大距離為3.435mm

3 討論

微聚焦超聲被用作治療皮膚松弛的一種方法，它能在不損傷表皮的情況下在組織中傳播，并在真皮深部和結(jié)締組織中造成微小的微熱凝固區(qū)，熱損傷過程引起傷口愈合反應(yīng)，導(dǎo)致新的膠原蛋白和彈性纖維的產(chǎn)生，導(dǎo)致組織收縮，改善皮膚彈性，真皮增厚[7]。在臨床研究中發(fā)現(xiàn)微聚焦超聲能緊致皮膚、收縮毛孔、減少皺紋、提亮膚色、收緊下頰、減輕眼瞼袋、使鼻唇溝變淺[8]。

皮膚的顏色與微聚焦超聲的熱損傷區(qū)域難以區(qū)分，因此微聚焦超聲作用于皮膚組織的基礎(chǔ)研究多需特殊染色，且皮膚由幾層密度差別較大的組織組成會影響超聲焦域形態(tài)，不適宜用皮膚組織來觀測微聚焦超聲的焦域形態(tài)，因此常用均質(zhì)深紅色的豬的肌肉組織來進(jìn)行微聚焦超聲的基礎(chǔ)研究[9]。

在實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，MFUS M 4.5、MFUS M3.0預(yù)設(shè)的焦平面距離分別為4.5mm±15%、3.0 mm±15 %，實(shí)測焦平面距離分別為4.520±0.596mm、3.216±0.231mm，因此MFUS M4.5、MFUS M3.0治療頭作用的豬肌肉組織中的TIZs距離組織表面的距離與預(yù)設(shè)的焦平面距離較為接近。D4.5、D3.0預(yù)設(shè)的焦平面距離分別為4.5mm±15%、3.0 mm±15%，而實(shí)測的焦平面距離分別為4.520±0.542mm、3.273±0.176mm，因此D4.5、D3.0治療頭作用的豬肌肉組織中的TIZs距離組織表面的距離與預(yù)設(shè)的焦平面距離相近，但有所偏離。這可能是由于肌肉組織的超聲衰減速度低于皮膚的衰減速度[10]。在實(shí)驗(yàn)中D4.5、D3.0和MFUS M4.5、MFUS M3.0的輸出功率均為6.8W，但MFUS M4.5、MFUS M3.0治療頭較D4.5、D3.0治療頭豬肌肉組織中的TIZs距離組織表面的距離與預(yù)設(shè)的焦平面距離相近。

在實(shí)驗(yàn)中我們觀察到微聚焦超聲在豬肌肉組織內(nèi)的TIZs有白色圓形和白色圓柱形兩種形態(tài)，經(jīng)過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)微聚焦超聲的TIZs應(yīng)該是白色圓柱形（圖3），垂直于組織表面，由于在切割豬肌肉組織時(shí)并不總能精細(xì)完整的切出TIZs的形態(tài)。因此當(dāng)切口平行于微聚焦超聲作用線但只切到部分TIZs時(shí)，看到的是整齊規(guī)律排列成線形的TIZs（圖1）。當(dāng)切口平行于微聚焦超聲作用線但切到完整TIZs時(shí)，看到的是整齊排列的圓柱形的TIZs（圖3）。既往的研究顯示微聚焦超聲在離體豬肌肉組織中的焦域形態(tài)呈倒三角形或者類圓形，且離組織表面和焦域之間會有部分正常未受累組織[11]。超聲能量傳播過程中產(chǎn)生熱凝固的主要生物物理過程是聲波束的聚焦和聲學(xué)吸收，在超聲波束密集聚焦的情況下，聲能在最快速度下以熱的形式沉積在焦域平面周圍，因?yàn)槌暤穆暪β拭芏炔蛔阋栽诮褂騾^(qū)以外的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)組織凝結(jié)，所以焦域前和焦域后區(qū)域仍然不受影響[11]。因此本研究和既往研究的聚焦超聲焦域的形態(tài)不同可能主要是由微聚焦超聲儀器參數(shù)的差異及操作手法差異所致。

因此使用離體豬肌肉組織中觀察微聚焦超聲焦域的形態(tài)存在以下不足：豬肉組織質(zhì)地柔軟，加上微聚焦超聲焦域體積較小，在實(shí)驗(yàn)中較難使用刀片切取完整的超聲熱損傷區(qū)域的縱截面；豬肌肉組織為非透明材料，在實(shí)驗(yàn)中僅能觀察到部分區(qū)域，并不能充分顯示微聚焦超聲焦域的完整形態(tài)；由于豬肉質(zhì)地柔軟，在實(shí)驗(yàn)時(shí)豬肉的厚度會隨著治療頭的擠壓變小，同時(shí)切割豬肉組織時(shí)的力量會使豬肉組織形態(tài)發(fā)生改變，因此測量的焦平面距離存在一定誤差。

雖然含有蛋清或者牛血清的聚丙烯酰胺凝膠(PAA凝膠)可以作為研究微聚焦超聲的實(shí)用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，可以直觀地顯示溫度升高引起組織凝固的形狀，但其成本較高，制作較困難[12]。雖然存在種種不足，但離體豬肌肉組織獲取容易而且價(jià)格低廉，微聚焦超聲熱損傷區(qū)域呈現(xiàn)的白色或淡白色與豬肌肉組織的深色易于區(qū)別，而且豬肌肉組織在宏觀和微觀解剖上比較均勻，對超聲在組織內(nèi)傳播影響小，因此其仍廣泛應(yīng)用于微聚焦超聲的研究[6,13,14]。

4 結(jié)論

使用離體豬肌肉組織可以清晰地觀測微聚焦超聲的焦域形態(tài)，顯示出較好的一致性，微聚焦超聲的焦平面距離較預(yù)設(shè)的距離較為接近，均在參數(shù)表中預(yù)設(shè)焦平面距離范圍內(nèi)。但由于豬肌肉組織的材質(zhì)特性不能精準(zhǔn)的觀測完整的焦域形態(tài)，因此需進(jìn)一步探索更合適的材料來進(jìn)行微聚焦超聲的研究。