經(jīng)皮射頻消融術(shù)治療椎體腫瘤合適消融時(shí)間的實(shí)驗(yàn)研究

陳瓏，倪才方，王艷偉，楊超，王剛剛，張帥，肖劍

·實(shí)驗(yàn)研究Experimental research·

經(jīng)皮射頻消融術(shù)治療椎體腫瘤合適消融時(shí)間的實(shí)驗(yàn)研究

陳瓏，倪才方，王艷偉，楊超，王剛剛，張帥，肖劍

目的探索經(jīng)皮射頻消融術(shù)（RFA）治療兔椎體腫瘤模型不同消融時(shí)間的療效及安全性。方法采用CT引導(dǎo)經(jīng)皮穿刺法將VX2瘤塊接種入新西蘭大白兔的腰椎內(nèi)，成功建立20只兔椎體腫瘤模型。將其隨機(jī)分為A、B兩組，每組10只。測(cè)量腫瘤椎體的核素標(biāo)準(zhǔn)化攝取值（stand uptake value，SUV），然后對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行消融治療。A組消融持續(xù)時(shí)間3m in，B組為5m in，觀察治療后24 h動(dòng)物急性癱瘓發(fā)生情況。治療后第1天和第7天，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物再次接受PET-CT檢查，測(cè)定椎體腫瘤的SUV值，然后取腫瘤標(biāo)本行病理檢查。比較兩組動(dòng)物RFA術(shù)后的癱瘓率以及治療前后不同時(shí)間點(diǎn)的腫瘤SUV值有無差異。結(jié)果A、B兩組動(dòng)物射頻后的癱瘓發(fā)生率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（1/10比6/10、P＜0.05）。兩組腫瘤模型消融前的SUV值分別為4.60±0.47、4.48±0.45，治療后第1天分別為0.94±0.08、0.92±0.07，治療后第7天分別為0.93±0.04、0.95±0.06。兩組椎體腫瘤的SUV值在治療前、后差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=3 257.87、P＜0.05），兩組之間則差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。病理結(jié)果顯示兩組腫瘤模型的腫瘤細(xì)胞明顯壞死，均未見明顯殘存腫瘤細(xì)胞。結(jié)論應(yīng)用RFA治療兔椎體腫瘤，消融時(shí)間持續(xù)3min已能有效殺傷椎體腫瘤細(xì)胞，且嚴(yán)重并發(fā)癥的概率小。延長(zhǎng)消融時(shí)間療效無顯著增加，但可能增加神經(jīng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

椎體腫瘤；射頻消融術(shù)；抗腫瘤作用；癱瘓

射頻消融術(shù)（radiofrequency ablation，RFA）屬腫瘤熱療的一種，已廣泛應(yīng)用于肝、腎等實(shí)體臟器腫瘤的治療［1］。近年也有文獻(xiàn)報(bào)道將其用于治療椎體腫瘤，以起到局部殺傷腫瘤及緩解疼痛的目的［2-4］。但消融治療時(shí)產(chǎn)生的熱量可能對(duì)椎管內(nèi)神經(jīng)產(chǎn)生不可逆的熱損傷，從而引起包括癱瘓?jiān)趦?nèi)的嚴(yán)重并發(fā)癥［4-8］。近期，有實(shí)驗(yàn)探索了RFA治療椎體腫瘤持續(xù)時(shí)間與椎管內(nèi)溫度變化的關(guān)系，結(jié)果表明，隨著RFA治療時(shí)間的延長(zhǎng)，椎管內(nèi)溫度隨之上升，當(dāng)治療時(shí)間超過3 min，椎管內(nèi)溫度就可能造成神經(jīng)組織損傷［8］。但是消融治療的持續(xù)時(shí)間與其治療椎體腫瘤的療效和安全性之間的關(guān)系，尚未見有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道。本研究以兔椎體腫瘤模型為研究對(duì)象，尋找合適消融治療時(shí)間下，RFA治療椎體腫瘤的療效和安全性。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物新西蘭大白兔22只（3.0～3.5 kg）以及VX2荷瘤兔由蘇州大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。

1.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器及藥械四排螺旋CT（Marconi Mx8000）；PET-CT（DSSTE 16，GE）；17 G穿刺套針（Angiotech）；14 G穿刺套針（Angiotech）；RFA儀（Cool-tip）；RFA針（有效射頻范圍1 cm）；地西泮（上海旭東海普藥業(yè)有限公司）；速眠新Ⅱ（軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究所）。

1.2 方法

1.2.1 椎體腫瘤模型建立及分組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在接受相關(guān)手術(shù)操作及影像學(xué)檢查前皆禁食8 h，均采用地西泮1mg耳緣靜脈注射聯(lián)合速眠新（0.2m l/kg）肌內(nèi)注射鎮(zhèn)靜麻醉。按文獻(xiàn)報(bào)道制備兔VX2瘤塊并建立兔椎體腫瘤模型［8-9］。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物俯臥位，四肢固定置于CT檢查床上，腰背部備皮。腰椎CT平掃后，選取L4或L5椎體最大層面作為穿刺平面。穿刺區(qū)域局部消毒，用17 G穿刺套針穿刺腰椎椎體，當(dāng)CT掃描顯示針尖位于椎體中部區(qū)域后，停止穿刺。采用穿刺套針的內(nèi)芯，將制備好的VX2瘤塊經(jīng)穿刺外套針?biāo)腿胱刁w內(nèi)，最后再將長(zhǎng)約0.5 cm的明膠海綿條，沿外套針?biāo)腿胱刁w內(nèi)以栓塞封閉穿刺針道。接種后3周行PET-CT掃描，見接種椎體骨質(zhì)破壞，并有明顯核素濃聚征象者，確認(rèn)為椎體腫瘤建模成功，PET-CT下測(cè)定椎體腫瘤的核素標(biāo)準(zhǔn)化攝取值（standard uptake value，SUV）。22只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物20只建模成功，將建模成功動(dòng)物分成A，B兩組，每組各10只。A組為消融時(shí)間3min，B組消融時(shí)間5 min。

1.2.2 經(jīng)皮穿刺椎體腫瘤RFA治療過程實(shí)驗(yàn)動(dòng)物麻醉后，俯臥位四肢固定于CT診斷床上。CT定位下左側(cè)入路，以14 G穿刺套針經(jīng)皮穿刺到病變椎體內(nèi)。再次CT掃描明確穿刺針尖位于病變椎體中央后，拔出套針內(nèi)芯。將射頻針經(jīng)穿刺外套針引入到病變椎體內(nèi)，再后退外套針于椎體外，即將射頻針頂端1 cm有效工作范圍置于椎體腫瘤內(nèi)，再次行CT掃描，明確射頻針尖位于病變椎體中（圖1）。用100W的功率進(jìn)行消融治療，按預(yù)先實(shí)驗(yàn)分組，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分別行3 min或5 min的消融治療，治療結(jié)束后，預(yù)熱針道30 s，退出射頻針。術(shù)中和術(shù)后觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的一般反應(yīng)情況，觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物消融24 h內(nèi)有無急性后肢癱瘓事件發(fā)生，記錄兩組動(dòng)物消融后的急性癱瘓發(fā)生率。

1.2.3 PET-CT及病理檢查RFA術(shù)后1、7 d分別再次對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行PET-CT檢查，測(cè)定腫瘤椎體的SUV值，后處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，取病變椎體標(biāo)本行HE染色，行病理學(xué)檢查。PET-CT檢查前18F-FDG按放射劑量0.75 mCi/Kg經(jīng)兔耳緣靜脈注射。注射藥物后45min將實(shí)驗(yàn)兔俯臥位固定于PET-CT診斷床上，行圖像采集。PET采集圖像時(shí)間為每段8 min，CT掃描為16排螺旋CT，參數(shù)為140 kV、120 mAs，進(jìn)床速度為17.5 mm/圈，螺距1.75。將PET的代謝圖像和CT的解剖圖像在PET-CT的后處理工作站中進(jìn)行圖像融合。使用Xeleris工作站依據(jù)FEOR-IT算法重建PET圖像。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析均使用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)軟件包，數(shù)值變量采用（±s）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Fisher精確檢驗(yàn)比較兩組動(dòng)物RFA后急性癱瘓發(fā)生率是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。采用可重復(fù)檢驗(yàn)的方差分析比較兩組動(dòng)物在RFA治療前后的不同時(shí)間點(diǎn)，椎體腫瘤SUV值變化有無差異。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物一般情況

A組中有1只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在RFA治療的最后30 s出現(xiàn)了躁動(dòng)情況；B組在射頻治療開始3 min后，先后有7只動(dòng)物出現(xiàn)了不同程度的躁動(dòng)。除B組1只動(dòng)物外，兩組在消融過程中出現(xiàn)躁動(dòng)的7只動(dòng)物，術(shù)后24 h內(nèi)都發(fā)生了急性癱瘓。其中A組有1只動(dòng)物出現(xiàn)了左后肢不全性癱瘓，B組有4只動(dòng)物出現(xiàn)了左后肢不全性癱瘓，2只動(dòng)物出現(xiàn)了雙側(cè)后肢癱瘓，難以行動(dòng)。在隨后的觀察中，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物無新發(fā)癱瘓情況發(fā)生。A組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物術(shù)后24 h內(nèi)的急性癱瘓率為10%（1/10），B組為60%（6/10），采用Fisher單側(cè)精確檢驗(yàn)法P=0.029，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 PET-CT及病理檢查結(jié)果

消融后即刻的CT掃描提示，消融區(qū)域椎體呈現(xiàn)相對(duì)低密度，病灶周圍可見低密度氣體顯示（圖1）。發(fā)生癱瘓的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，其消融治療側(cè)的椎旁軟組織腫脹明顯。消融治療前兩組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腫瘤椎體核素濃聚征象明顯，SUV值升高顯著。消融治療后的PET-CT檢查，兩組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均可見消融椎體呈明顯低密度的核素顯影缺失區(qū)（圖2），癱瘓動(dòng)物還可見RFA側(cè)的椎旁軟組織亦呈低密度的核素顯影缺失暗區(qū)。A、B兩組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物RFA前椎體腫瘤的SUV值分別為4.60±0.47、4.48±0.45；術(shù)后1 d的SUV值分別為0.94±0.08、0.92±0.07；術(shù)后7 d的SUV值分別為0.93±0.04、0.95±0.06；經(jīng)可重復(fù)檢驗(yàn)的方差分析，兩組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物RFA治療后的SUV值較術(shù)前明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=3 257.87、P=0.000）但是術(shù)后7 d與術(shù)后1 d組比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組動(dòng)物各時(shí)間點(diǎn)的SUV值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.218、P=0.646、P＜0.05）。

大體病理顯示，接受消融治療的椎體組織炭化、壞死，癱瘓動(dòng)物椎旁軟組織亦可見明顯充血腫脹。兩組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的椎體腫瘤標(biāo)本切片，鏡下皆可見明顯的大片紅染無結(jié)構(gòu)的壞死區(qū)，未見明顯腫瘤細(xì)胞存活。

圖1 CT引導(dǎo)下兔椎體RFA過程圖

3 討論

圖2 椎體腫瘤RFA前后PET-CT圖，a與c為PET圖像，b與d為PET-CT融合后圖像

RFA是已廣泛用于治療實(shí)體腫瘤的微創(chuàng)技術(shù)，其產(chǎn)生的高溫可使腫瘤組織發(fā)生不可逆的凝固壞死，同時(shí)，腫瘤周圍組織凝固壞死形成一個(gè)反應(yīng)帶以切斷腫瘤血供，并能防止腫瘤轉(zhuǎn)移［1-5］。RFA治療椎體病變時(shí)，最常見的并發(fā)癥之一就是射頻產(chǎn)生的高溫對(duì)神經(jīng)組織的熱損傷。文獻(xiàn)報(bào)道RFA治療椎體腫瘤時(shí)，神經(jīng)損傷的并發(fā)癥可高達(dá)24%［4-5］。以往關(guān)于神經(jīng)組織熱損傷的實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)環(huán)境溫度持續(xù)超過42℃，就可能對(duì)脊神經(jīng)或周圍神經(jīng)產(chǎn)生損害［10-11］。而最近針對(duì)椎體腫瘤模型展開的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明當(dāng)RFA治療椎體腫瘤的時(shí)間超過3 min時(shí)，實(shí)驗(yàn)側(cè)椎管內(nèi)溫度就已經(jīng)超過42℃，因此從理論上講，此時(shí)若繼續(xù)RFA治療，則可能會(huì)對(duì)周圍神經(jīng)產(chǎn)生熱損傷［8］。但是有關(guān)RFA治療椎體腫瘤的治療時(shí)間與療效和安全性之間的關(guān)系尚缺乏相關(guān)的活體實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道。

以往針對(duì)RFA治療椎體腫瘤的熱損傷研究，主要集中于正常動(dòng)物及尸體標(biāo)本的研究［6-7］。其無法模擬腫瘤內(nèi)豐富的血流和椎管內(nèi)循環(huán)腦脊液可能會(huì)帶走射頻所產(chǎn)生熱量的病理生理變化，從而可能影響到最終的研究結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)采用經(jīng)皮穿刺的方法建立了活體椎體腫瘤模型，以更好地模擬椎體腫瘤接受RFA治療時(shí)的相關(guān)病理生理變化。由于之前的研究已經(jīng)表明，針對(duì)椎體腫瘤RFA治療超過3min，椎管內(nèi)的溫度就可能已經(jīng)會(huì)對(duì)神經(jīng)組織產(chǎn)生損傷［8］，因此本研究選定了治療時(shí)間3min和5 min 2個(gè)時(shí)間點(diǎn)，對(duì)RFA治療椎體腫瘤的有效性和安全性進(jìn)行觀察。

PET-CT現(xiàn)在已被廣泛用作臨床或亞臨床水平判定惡性腫瘤和判斷療效的影像方法。其中SUV值降低，即腫瘤的核素?cái)z取明顯減少或消失，已被作為惡性腫瘤臨床治療有效的主要標(biāo)準(zhǔn)，并以此證據(jù)作為修正惡性腫瘤的相應(yīng)治療方案［12-13］。本研究結(jié)果顯示，無論RFA治療持續(xù)3 min或是延長(zhǎng)至5 min，椎體腫瘤治療后的SUV值都較治療前明顯降低，且兩組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，隨著術(shù)后觀察時(shí)間的延長(zhǎng)，SUV值并無明顯升高。同時(shí)，兩組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物術(shù)后7 d腫瘤椎體病理檢查也顯示，除可見治療椎體內(nèi)大面積的凝固壞死區(qū)外，皆未見明顯腫瘤細(xì)胞存活。現(xiàn)有的影像證據(jù)結(jié)合病理結(jié)果顯示，針對(duì)直徑約1 cm左右的椎體腫瘤模型，射頻治療3 min，已足以殺傷腫瘤細(xì)胞，且療效穩(wěn)定，延長(zhǎng)治療時(shí)間并不增加療效。

本研究中，B組RFA治療后的急性癱瘓率遠(yuǎn)高于A組；而治療術(shù)中亦可觀察到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在麻醉狀態(tài)下發(fā)生躁動(dòng)的現(xiàn)象，絕大部分發(fā)生在RFA治療3min以后。這表明隨著消融時(shí)間的延長(zhǎng)，神經(jīng)受損的概率也逐步提高。而癱瘓動(dòng)物的PET-CT結(jié)果顯示，不僅腫瘤椎體，就連穿刺側(cè)的椎旁軟組織也表現(xiàn)為核素吸收缺失的負(fù)性區(qū)域，同時(shí)這些動(dòng)物的大體病理也提示，其接受RFA治療穿刺側(cè)的椎旁軟組織明顯充血水腫。本研究結(jié)果表明，隨著RFA時(shí)間的延長(zhǎng)，不僅椎體腫瘤，側(cè)椎管及椎旁軟組織內(nèi)的溫度也可能不斷升高，RFA在有效殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，也對(duì)周圍正常組織，尤其是神經(jīng)組織產(chǎn)生了熱損傷。這與之前的研究報(bào)道提示的RFA時(shí)間超過3min，椎管內(nèi)的溫度便已超過42℃相一致［8］。

盡管本研究建立了兔椎體腫瘤模型以進(jìn)一步模擬臨床RFA治療中的病理生理變化過程，但是動(dòng)物模型畢竟無法完全模擬臨床。本研究的主要目的是為臨床工作中RFA治療參數(shù)的選擇提供一定的參考標(biāo)準(zhǔn)和理論基礎(chǔ)，具體臨床應(yīng)用時(shí)還應(yīng)參照實(shí)際情況制訂相應(yīng)治療策略。同時(shí)由于本研究主要致力于射頻治療時(shí)間與療效和安全性之間關(guān)系的探討；而兔椎體體積相對(duì)較小，同時(shí)獲取椎體及相應(yīng)的神經(jīng)組織標(biāo)本在解剖技術(shù)上存在一定難度，因此未行病變標(biāo)本椎管內(nèi)神經(jīng)組織的特殊病理染色以進(jìn)一步探究其神經(jīng)受損機(jī)制，這或許是今后研究中應(yīng)該關(guān)注的內(nèi)容之一。

綜上所述，本研究結(jié)果表明針對(duì)直徑1 cm左右的兔椎體腫瘤，消融治療3min就能有效殺傷腫瘤細(xì)胞，延長(zhǎng)治療時(shí)間對(duì)提高療效意義不大，反而會(huì)明顯增加并發(fā)癥的發(fā)生率；而當(dāng)腫瘤體積較大時(shí)，應(yīng)慎重選擇單純通過延長(zhǎng)消融時(shí)間來提高療效的方法；或者，在延長(zhǎng)RFA治療時(shí)間的同時(shí)，聯(lián)合采取其他實(shí)體腫瘤射頻治療類似的，在接受射頻組織的周圍注射生理鹽水或氣體以降低熱損傷并發(fā)癥的方法［14］，也是今后RFA治療椎體腫瘤的研究方向之一。

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Optimal ablation time of percutaneous radiofrequency ablation for the treatment of vertebral tumors: an experimental study

CHEN Long，NICai-fang，WANG Yan-wei，YANG Chao，WANG Gang-gang， ZHANG Shuai，XIAO Jian.Department of Interventional Radiology，A ffiliated First Hospital of Soochow University，Suzhou，Jiangsu Province 215006，China.

XIAO Jian，E-mail:shhxiaoj@163.com

ObjectiveTo explore the efficacy and safety of percutaneous radiofrequency ablation（RFA）by using different ablation time in treating vertebral tumors in experimental rabbitmodels in order to optimize the ablation time.M ethods Vertebral tumor models were successfully established in 20 New Zealand white rabbits by transplanting VX2 carcinoma into the lumbar vertebral body with percutaneous puncture inoculation technique under CT guidance.Twenty vertebral tumor rabbitmodels were random ly and equally divided into two groupswith 10 experimental rabbits in each group.The tumormodels in group A and group B were treated by RFA with the ablation time lasting for 3 minutes and 5 m inutes respectively.The stand uptake value（SUV）of each vertebral tumorwas determined on PET-CT before RFA treatmentaswell as at one day and 7 days after RFA treatment.Then the rabbits were executed for pathological examinations.The incidences of acute paralysis after RFA were compared between the two groups by Fisher’s exact text. The SUV of each vertebral tumor in different group and different time point was analyzed by repeated measures analysis of variance.Resu lts Statistically significant difference in the incidence of acute paralysis after RFA existed between group A and group B（10%vs.60%，P＜0.05）.The preoperative SUV of vertebral tumor of group A and group B was 4.60±0.47 and 4.48±0.45respectively.One day and 7 days after RFA the SUV of vertebral tumor in group A was 0.94±0.08 and 0.92±0.07 respectively，which was 0.92±0.07 and 0.95±0.06 respectively in group B.In both groups statistically significant difference in SVU existed between the preoperative data and the postoperative ones（F=3 257.87，P＜0.05），although no statistically significant difference in SVU existed between the two groups.Pathologically，typical tumor cell necrosiswas demonstrated in both groups，and no obvious residual active tumor cells were seen.Conclusion Employing RFA to treat vertebral tumor in rabbitmodels，the ablation time of threeminutes is enough to effectively kill the tumor cells，moreover，the probability of the occurrence of serious complications is small.Prolonging RFA therapeutic time can not enhance the treatment effect.Instead，RFA with the ablation time lasting for longer timemay increase the risk of nerve injury.（J Intervent Radiol，2014，23:1059-1063）

vertebral tumor；radiofrequency ablation；anti-tumor effect；paralysis

R736.2

A

1008-794X（2014）-12-1059-05

2014-01-11）

（本文編輯:俞瑞綱）

10.3969／j.issn.1008-794X.2014.12.010

國(guó)家自然科學(xué)基金（81101136），上海市自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（11ZR1448300），江蘇省衛(wèi)生廳國(guó)際交流支撐項(xiàng)目（2012020）

215006江蘇蘇州蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院介入放射科（陳瓏、倪才方、王艷偉、楊超、王剛剛、張帥）；復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院骨科（肖劍）

肖劍E-mail:shhxiaoj＠163.com