內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下射頻消融離體豬胰腺的實(shí)驗(yàn)研究

潘鵬 王東 李兆申 王雷 張華高 祁可 金震東

射頻消融(radiofrequency ablation, RFA)的原理是電磁場(chǎng)中高頻往返運(yùn)動(dòng)的帶電粒子相互摩擦和碰撞產(chǎn)熱從而造成組織凝固性壞死，本質(zhì)上是一種熱效應(yīng)。影響射頻消融范圍的參數(shù)主要有功率和時(shí)間。目前射頻消融技術(shù)已應(yīng)用于治療肝臟、肺臟、子宮、腎臟、腎上腺、骨、乳腺、甲狀腺及胰腺等臟器的腫塊[1-8]。EUS引導(dǎo)下應(yīng)用EUS-RFA導(dǎo)管行胰腺腫瘤的射頻消融治療是安全、有效的，目前已在臨床初步應(yīng)用[9-10]，但缺乏消融損傷與功率、時(shí)間參數(shù)相關(guān)性研究。本研究觀察不同功率、時(shí)間參數(shù)組合下射頻消融的損傷效果，以制定射頻消融的標(biāo)準(zhǔn)方程式。

材料和方法

一、實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備

新鮮離體豬胰腺切成約10 cm×6 cm的條狀，厚2～3 cm，每條重0.75～1.0 kg。超聲內(nèi)鏡主機(jī)及附件為日本OLYMPUS公司25型；超聲內(nèi)鏡穿刺專(zhuān)用針為OLYMPUS公司UCT240型；射頻發(fā)生器及射頻配套附件為德國(guó)ERBE公司200S型；Habib EUS-RFA導(dǎo)管為英國(guó)EMCISION公司EUS-RFA 6700(圖1)，導(dǎo)管前端2 cm為射頻工作區(qū)域，其余部分由絕緣材料包裹而無(wú)熱效應(yīng)；游標(biāo)卡尺1把，精確度0.05 mm；秒表1只，最小分度0.01 s。

二、方法

1．射頻功率、時(shí)間組合表：依據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，取射頻功率參數(shù)范圍為5～20 W，每5 W一遞增，即5、10、15、20 W；取時(shí)間參數(shù)范圍為40～240 s，每20 s一遞增，即40、60、80、100、120、140、160、180、200、220、240 s。根據(jù)每個(gè)參數(shù)可建立44種組合，每種組合執(zhí)行2次，故采用SAS 9.2統(tǒng)計(jì)軟件建立一個(gè)包含88種參數(shù)組合的隨機(jī)化表。根據(jù)導(dǎo)管形狀和預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，射頻消融導(dǎo)管產(chǎn)生的消融范圍是以導(dǎo)管為中心線的近似圓柱體，消融灶寬度用變量Y表示，單位為mm。

2．射頻消融實(shí)驗(yàn)：在EUS引導(dǎo)下經(jīng)穿刺針將射頻消融導(dǎo)管插入離體豬胰腺條內(nèi)，按照隨機(jī)化表所設(shè)定的88種功率參數(shù)組合分別進(jìn)行消融，用人工秒表精確計(jì)時(shí)。消融完成后冷卻1 min，沿導(dǎo)管剖開(kāi)胰腺，用游標(biāo)卡尺測(cè)量消融圓柱體的直徑Y(jié)(圖2)，記錄后完整切下包括消融部位的胰腺組織，常規(guī)行病理學(xué)檢查。

圖1 EUS-RFA導(dǎo)管 圖2 消融范圍的測(cè)量

3．射頻消融回歸模型建立：采用SAS9.2統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析所獲得的數(shù)據(jù)。構(gòu)建的回歸模型的因變量為相同參數(shù)組合下消融寬度Y的均值。假定因變量滿(mǎn)足Gauss-Markov條件。利用逐步回歸法對(duì)2個(gè)參數(shù)的9個(gè)指數(shù)的9個(gè)項(xiàng)(時(shí)間、功率、時(shí)間×功率、時(shí)間的平方項(xiàng)、功率的平方項(xiàng)、時(shí)間的平方根項(xiàng)、功率的平方根項(xiàng)、時(shí)間的對(duì)數(shù)項(xiàng)、功率的對(duì)數(shù)項(xiàng))進(jìn)行選擇，獲取最佳模型。逐步回歸法的入選和排除的臨界P值均為0.05。

結(jié) 果

一、消融灶的聲像圖

啟動(dòng)射頻消融后，聲像圖上可見(jiàn)沿導(dǎo)管工作區(qū)域逐漸出現(xiàn)長(zhǎng)條形的回聲增強(qiáng)區(qū)域(圖3)。隨著射頻消融的不斷進(jìn)行，回聲增強(qiáng)區(qū)域逐漸增寬。在射頻消融進(jìn)行時(shí)聲像圖上有干擾波紋，停止時(shí)干擾波即刻消失。

圖3 射頻消融的超聲圖像

二、消融灶的胰腺組織改變

肉眼觀察消融灶形成以消融探頭為中心線的近似圓柱體，灰白色，與周邊正常胰腺組織境界較清晰(圖4)。當(dāng)功率為15 W或20 W時(shí)，消融灶中心往往出現(xiàn)碳化壞死組織，射頻導(dǎo)管與組織分離時(shí)較輕松，粘性較??；而當(dāng)功率設(shè)置在5 W或者10 W時(shí)，無(wú)明顯的組織碳化效應(yīng)，射頻導(dǎo)管與組織間的粘性增加。

圖4 消融灶的橫斷面

三、消融灶的病理改變

消融灶中間碳化區(qū)域?yàn)椤八貥印笨涨?，周?chē)鸀橐认俳M織凝固性壞死區(qū)，胰腺細(xì)胞結(jié)構(gòu)不清，核固縮，染色質(zhì)濃染(圖5)。

四、最優(yōu)的射頻消融回歸模型及方程式

最優(yōu)的逐步回歸模型顯示，功率的平方項(xiàng)與時(shí)間的對(duì)數(shù)項(xiàng)均與消融寬度呈正線性相關(guān)關(guān)系，模型的回歸決定系數(shù)為0.71(表1、2)，擬合圖和殘差散點(diǎn)圖均顯示擬合效果較好(圖6、7)。建立的關(guān)于消融寬度的回歸方程為Y=0.005×E2+0.9374×ln(t)-0.6943。即功率的平方(E2)每增加或減少1個(gè)單位，則期望的消融寬度將增加或減少0.005 mm；加熱時(shí)間的自然對(duì)數(shù)[In(t)]每增加或減少1個(gè)單位，則期望的消融寬度將增加或減少0.9374 mm。假設(shè)功率為10 W，加熱100 s，則由回歸模型得出的期望消融寬度為0.005×102+0.9374×100-0.6943≈4.12 mm。

圖5 消融灶的水池樣空腔(a)和組織壞死(b) (HE ×100)

表1 作用寬度回歸分析模型的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量(含時(shí)間與功率的衍生項(xiàng))

表2 作用寬度回歸分析模型的系數(shù)及檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量(含時(shí)間與功率的衍生項(xiàng))

圖6 擬合值與實(shí)際值的分布圖

圖7 回歸模型的標(biāo)準(zhǔn)化殘差分布圖

討 論

盡管射頻消融技術(shù)在軟組織腫瘤治療上已經(jīng)取得了顯著的療效，胰腺的射頻消融也早已運(yùn)用于臨床，但以往的胰腺射頻消融技術(shù)(如外科開(kāi)腹后射頻消融、腹腔鏡下射頻消融、超聲或者CT引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺射頻消融等)導(dǎo)致的射頻消融相關(guān)并發(fā)癥較多，限制了其在臨床上的進(jìn)一步使用。內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下胰腺射頻消融技術(shù)將內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下穿刺技術(shù)和射頻消融技術(shù)相結(jié)合，顯示的圖像清晰，定位精準(zhǔn)，與傳統(tǒng)胰腺射頻消融技術(shù)相比，各種射頻相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率較低，安全性高[9-10]。目前采用的消融參數(shù)是由操作者的經(jīng)驗(yàn)而設(shè)定。為了使內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下射頻消融技術(shù)在臨床中更好地運(yùn)用，本研究旨在為該技術(shù)提供一個(gè)更加可靠的參數(shù)設(shè)定。

由于實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)處理需要較大的樣本數(shù)據(jù)，故本研究采用離體胰腺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為了使結(jié)果更接近實(shí)際，模擬人體環(huán)境，本實(shí)驗(yàn)前首先將離體胰腺在37℃溫箱內(nèi)預(yù)熱，使所得到的消融范圍更接近于人體。預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，組織的濕度對(duì)消融效果有一定的影響，因活體組織較離體組織濕潤(rùn)，熱效應(yīng)較離體組織高。但活體組織的血液循環(huán)將帶走部分消融熱量，降低熱效應(yīng)，從而使離體實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加接近于臨床運(yùn)用。

本研究結(jié)果顯示，射頻功率越大，消融范圍越大，射頻功率越小，消融范圍越小；消融時(shí)間越長(zhǎng)，消融范圍越大，消融時(shí)間越短，消融范圍越小。當(dāng)功率達(dá)到15 W或20 W時(shí)，導(dǎo)管頭端工作區(qū)周?chē)慕M織往往產(chǎn)生明顯的碳化效應(yīng)，出現(xiàn)較劇烈的消融效果，而功率為10 W時(shí)則無(wú)明顯的碳化效應(yīng)，消融效果柔和。臨床使用中，根據(jù)消融效果近似圓柱體的特征，

在充分掃描并確立腫瘤大小及分布后，可合理制定穿刺進(jìn)針通道、消融部位及合理設(shè)定消融時(shí)間、射頻功率。此外，當(dāng)出現(xiàn)組織碳化后，導(dǎo)管與胰腺組織的粘性小，拔出導(dǎo)管后可看到導(dǎo)管前端的熱效應(yīng)組織變黑，附著有碳化顆粒。而當(dāng)組織未出現(xiàn)碳化時(shí)，導(dǎo)管與胰腺組織的粘性較大，拔出導(dǎo)管時(shí)能感覺(jué)到阻力，拔出導(dǎo)管后導(dǎo)管前端無(wú)碳化顆粒，有時(shí)可見(jiàn)少許灰白色組織附著，這是判斷射頻消融程度的一個(gè)指標(biāo)。

本實(shí)驗(yàn)是在模擬活體胰腺癌環(huán)境下進(jìn)行的離體胰腺實(shí)驗(yàn)，下一步將進(jìn)行活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，屆時(shí)將根據(jù)實(shí)際消融范圍與方程值進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)得出的射頻消融標(biāo)準(zhǔn)方程式的準(zhǔn)確性，以期為EUS-RFA在臨床使用時(shí)的參數(shù)設(shè)置提供依據(jù)。

參 考 文 獻(xiàn)

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