本研究的目的是评价是否能在人类活体内无创性选择的光热破坏脂肪。根据体外结果，3秒的脉冲持续时间、5秒预冷却时间以及10mm的斑点大小被选择，研究了数个能量大小水平。
原文：
Effects of non-invasive, 1,210 nm laser exposure on adipose tissue: Results of a human pilot study
Lasers in Surgery and Medicine
August 2009
摘译：lordhobo
本研究的目的是评价是否能在人类活体内无创性选择的光热破坏脂肪。根据体外结果，3秒的脉冲持续时间、5秒预冷却时间以及10mm的斑点大小被选择，研究了数个能量大小水平。尽管3秒的脉冲持续时间与FEL研究中的16秒持续时间相比较短，这个脉冲持续时间已有人证实在体外优先诱导脂肪的破坏，因此被用于本研究。
材料与方法
受试者
24例男性和女性受试者和3位飞行员受试者参加本研究。飞行员受试者被排除在数据收集之外，因为研究过程的不同：他们只有一个测试点而不是三个。2个飞行员有纹身影响。
装置
治疗装置是标准的连续波半导体二极管激光，发出的波长为1210nm，有接触冷却蓝宝石窗口。激光能通过1.5mm的光纤发出58W的能量。冷却剂是5℃的紫石英（3M；Maplewood，MN）。本装置经过食品和药品管理局批准，是免检装置。
在研究中本装置出现过故障，除了较后4位用经过修理的装置照射的受试者外，其他受试者的结果偏斜。本装置设计成以0.75L每分钟释放5℃冷却液。在某个未知的时间，可能是受试者逐渐照射过程中，一个阀门局部关闭，减低了流量到0.43L每分钟，引起不充足的冷却。这个流量的减低是等值的释放10℃冷却液来代替5℃冷却液。这个障碍可能发生在5或9例受试者前或之间，他们在激光照射后出现小水疱。在较后的4例受试者正确的流率0.75L每分钟被重新恢复。
照射
受试者以70、80和90J/cm2以及3秒照射持续时间、10mm斑点大小和5秒预冷却时间照射测试点。激光机头的冷却窗（没有激光发出）被应用在对照部位。测试点选择在下腹部，明显的印度墨水微分类，随机指派能量大小。为了得到较好的热结合，丙二醇、水和糖溶液层在照射前被用在照射部位。
根据受试者的需要给与表面麻醉（局部4%利多卡因或局部2.5%利多卡因和2.5%丙胺卡因混合物，局部封闭少1小时）或注射麻醉（单纯1%或2%利多卡因）。
评价
受试者经临床评价，激光照射后1-3天或4-6周行6mm钻孔活组织检查。1例受试者是在第7周行活组织检查。受试者在基线和随访中被评价疼痛和临床反应。受试者以0-10为标尺来评价疼痛（0=无痛；10=较疼痛）。知道那个点受到激光治疗的临床研究者在随访中研究临床反应。色素沉着和红斑用皮肤反射计装置(Mexameter MX 181; Courage and Khazaka, KÖln, Germany)测量。皮肤厚度通过超声成像(Dermascan, Cortex, Hadsund, Denmark)测量。
组织学评价用四唑氮蓝氯化物（NBTC）染色的冷冻切片和HE染色切片。1-3天的热损伤用NBTC染色评价。NBTC是线粒体酶NADPH硫辛酸脱氢酶的酶解物。蓝染证明有酶活性，缺乏蓝染意味着热损伤。NBTC染色的载玻片通过盲法研究者（DM）评价。测量热损伤的水平和垂直直径。真皮和脂肪被分成三等份（上部、中部和底部），标注破坏的部位。4-7周的生物反应用NBTC和HE染色的冰冻切片评价。HE染色由盲法的皮肤病理学家（MM）评价。6mm的钻孔活组织被分开，分别进行每种染色。每一个脂肪不足的活组织检查评价被排除在脂肪破坏分析之外。1例受试者的活组织检查因为组织学包埋偏差被排除在外。
通过NBTC染色盲法评价的表皮、真皮和脂肪的破坏用方差分析反复的测量方差分析（ANOVA）来解释同一个受试者混合的对称相关结构的四个试验点（对照、70、80和90 J/cm2）。表皮、真皮或脂肪破坏的评价根据似然比检验用二元对数回归来评价95%置信区间的显著意义。每一个点的基线和随访中的5-甲氧色胺色素沉着和红斑的变化通过配对t检验来评价。统计分析用SPSS软件包（版本16.0 ；SPSS, Inc., Chicago, IL)进行分析。P<0.05被认为有统计学意义。13例受试者的样本量提供了80%的统计数据（α=0.05，β=0.20）来检测不同能量水平0.5mm的真皮或脂肪破坏的较小显著差异，较小偏差为0.5mm（有效尺寸=1.0）(version 7.0, nQuery Advisor; Statistical Solutions, Saugus, MA)。数据以平均值和标准差表示。
结果
总体观察和测量
24例受试者中有15例女性和9例男性。年龄范围从20到62岁。20位受试者皮肤类型为Ⅰ－Ⅲ型，4位皮肤类型为Ⅳ－Ⅴ。没有受试者皮肤类型为Ⅵ型。24例中有23例完成了试验。1例受试者未完成试验是因为体检中发现颈动脉狭窄而住院治疗。
结果照射是疼痛的。大多数受试者需要麻醉，给予注射或表面麻醉。多数受试者在照射后要求注射利多卡因。未注射利多卡因的受试者的平均疼痛评分为5.4（70J/CM2；N=10），6.8（80J/CM2；N=4）和5.3（90J/CM2；N=3）。这些受试者中，有2例受试者的疼痛评分是9。
激光照射后立即出现局限性红斑，少数病例出现水肿。某些受试者红斑持续数天。7例注射利多卡因的受试者出现擦伤。1例受试者在90J/CM2的测试部位出现小水疱，还有1例受试者在80J/CM2照射部位的边缘出现2mm的水疱。这些水疱的发生说明标准冷却装置故障发生在这些发生水疱的特殊患者治疗之前或治疗期间。然而，这个引起方法学上较大错误的问题发生在研究的什么时候仍然不清楚。纠正了这个问题后，4位受试者接着治疗。在较后的4例受试者未发现水疱。所有受试者未发现瘢痕形成、凹陷和/或糜烂。这些受试者在4-6周后评价，活检前，除了1例患者在对照部位和测试部位有轻微的与激光照射不相关的红斑外，未发现其他的表皮或真皮的不良反应。皮下组织的改变通过在4-6周随访时包括对照点的几个点的深触诊来记录，假定他们是正常的脂肪结构。
经过确定，较初的10例照射后1-3天的剂量相关的皮下小结在以80J/CM2测试点触诊到4例，其余6例在90J/CM2测试点。这些小结是小的、坚硬的且皮肤上不可见的。1例受试者出现这些小结的黄化现象。皮下小结不能触诊，且黄化现象未出现在较后治疗的4例受试者中。
在1-3天后的随访中，进行活检前用5-甲氧色胺测量受试者发现包括对照点的所有点产生轻微的色素沉着减少。这个发现在 90J/CM2治疗的点有统计学意义。4-6周后，测试点的色素沉着没有统计学意义。
组织学观察
14例受试者在1-3天后进行了活组织检查，这些活组织用NBTC染色来评价他们的热损伤。缺乏NBTC染色被解释为热损伤。激光对真皮损伤的概率在70J/CM2、80J/CM2和90J/CM2分别为8％、38％和62％。在70J/CM2、80J/CM2和90J/CM2脂肪损伤的概率分别是0％、33％和55％。脂肪损伤主要出现在靠近皮肤-脂肪交界处的浅层脂肪。真皮损伤和脂肪损伤的概率都与能量大小相关（P＜0.001）。在70J/CM2、80J/CM2和90J/CM2对表皮的损伤概率分别是0％、8％和8％。表皮损伤在2例受试者出现小水疱，1例在80J/CM2照射点另1例在90J/CM2照射点。
在这些活组织检查中测量真皮和脂肪破坏的垂直和水平直径。在出现真皮和脂肪破坏的照射点中，在80J/CM2照射点脂肪破坏比真皮破坏稍严重，在90J/CM2照射点真皮破坏比脂肪破坏稍严重。在较后4例和较初的受试者之间统计学证明无明显不同。然而，在80J/CM2照射点，冷却看起来促进脂肪破坏在先并限制真皮的破坏。图1a表明了在良好冷却下的破坏模式。
脂肪破坏通过超声测量10例受试者的真皮厚度。83％的治疗后1-3天活组织检查有脂肪破坏的测试点真皮厚度比之前获得的平均真皮厚度2mm要薄0.1-0.6mm。在以80J/CM2和90J/CM2治疗的测试点中，有脂肪破坏的测试点的真皮厚度的中位数是1.82mm，无脂肪破坏的测试点的真皮厚度为2.06mm。尽管有或没有脂肪破坏的测试点之间无统计学意义，U检验证明了趋势（P＝0.1）。
9例受试者的活组织检查在4-7周。活组织检查用HE染色。这些活组织检查由盲法的皮肤病理学家（MM）评价。这些改变包括膜的增殖。膜断裂部位被注意到，小的脂肪囊被观察到。随着膜的变化和粒度改变有些破碎的膜的尖端进入囊腔。脂肪中的脂膜的改变在9个对照点中观察到3个（33％），在27个测试点观察到24个（89％）。在有些病例，真皮-脂肪边界的炎症被清楚观察到。
讨论
本初步研究出现因为冷却剂流率的减少或缺少冷却接触而有瑕疵。尽管它确定显示了1210nm激光能无创伤地优先诱导人类皮下脂肪组织破坏，而上方的皮肤轻微或无损伤，这有多种选择程度，在某些测试点出现了真皮和部分表皮的破坏。这个结果证明可靠的和优先的脂肪破坏需要进一步优化。特别是冷却必须被增强和持续使用来较小化表面的破坏。意味着完成改善冷却包括维护较好的冷却剂的流率，较好的热接触，并增加冷却前后的时间。
我们报道本研究因为它次显示了活体内的组织学证据，无创性激光诱导人类皮下组织脂肪的破坏，虽然也合并了不同程度的真皮损伤。这些发现清楚地被证明，通过在测试点看见缺少NBTC染色，而对照点未见到。
在我们所用的照射和冷却条件下，流量出现在80J/CM2，较小作用是在70J/CM2，而在90J/CM2出现了真皮破坏比脂肪破坏多。不是总可能在80J/CM2甚90J/CM2出现破坏，尽管这些照射非常疼痛。尽管无统计学意义，这个有趋势说明真皮厚度影响了脂肪破坏的程度。不同的照射时间（激光能量）、斑点大小和预冷却时间是期望影响诱导脂肪破坏的阈值。
本研究证明在照射条件优先破坏脂肪之间有个“窄窗”，这时可以同时破坏脂肪和皮肤。皮肤电位、实时监控脂肪或深部皮肤温度或热效应可以用来更好的控制治疗过程。
尽管脂肪的破坏用NBTC染色清楚地证明，治疗后1-3天的活组织检查没能证明所有的脂肪破坏。然而，用NBTC染色的4-7周的活组织检查结果说明脂肪破坏的概率高于预期。
这个体内试验次显示了激光诱导脂肪破坏的组织学证明。本研究证明了选择可以贯穿皮肤并被皮下脂肪吸收的红外波长，脂肪可以成为靶组织而不引起严重的皮肤破坏或瘢痕形成。1210nm激光或相似光源的出现实现了治疗涉及真皮深处、脂肪或两者的疾病，但这种激光的临床功效仍不清楚。在试验部位，激光照射是疼痛的但表面看来是安全的，导致很少的副作用。激光作用不出现皮肤类型的依赖。这个方法被证明可以用来治疗例如蜂窝组织疾病，通过刺激重塑浅部的脂肪和真皮深部。临床试验应用比本试验组织学研究更长时间的照射，更好的皮肤冷却和更大的照射斑点。在这些研究中疼痛的处理是重要的。
