MRI引導(dǎo)下兔肝血管旁VX2腫瘤射頻消融的實驗研究

陳一平，林征宇，宋倩倩，陳　錦，陳仲武，林清鋒

（福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院介入科，福建福州　350005）

MRI引導(dǎo)下兔肝血管旁VX2腫瘤射頻消融的實驗研究

陳一平，林征宇*，宋倩倩，陳錦，陳仲武，林清鋒

（福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院介入科，福建福州350005）

目的探討MRI引導(dǎo)下射頻消融（RFA）治療較大血管旁兔肝VX2腫瘤的療效。方法選取11只新西蘭大白兔，在MRI引導(dǎo)下將VX2腫瘤種植在兔肝大血管（直徑≥3 mm）旁。2～3周后行MR掃描，隨機處死1只實驗兔，行病理證實。剩余10只腫瘤兔行MRI引導(dǎo)下RFA，術(shù)后MR掃描后即刻處死實驗兔行病理學(xué)檢查。結(jié)果11只實驗兔肝臟VX2腫瘤均種植成功，腫瘤平均直徑（1.35±0.22）cm。3D-vibe上腫瘤呈稍低信號，F(xiàn)S-TSE T2WI上呈稍高信號。10只腫瘤兔均成功接受RFA，消融灶在T2WI上呈等低信號；3D-vibe上呈同心圓狀改變；大體病理上RFA凝固壞死區(qū)最大徑為（2.16±0.50）cm，3D-vibe上高信號消融灶最大徑為（2.27±0.66）cm，F(xiàn)S-TSE T2WI上低信號消融灶最大徑為（2.25± 0.58）cm，三者比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。血管旁部分不完全消融的2個病灶，在3D-vibe顯示為高信號環(huán)未完全包繞低信號瘤灶。結(jié)論MRI引導(dǎo)下RFA治療兔肝VX2腫瘤是一種有效、可行的治療方法。

磁共振成像；血管；射頻消融術(shù)；肝臟；兔

位于較大血管旁的肝腫瘤在進行射頻消融時，由于血流熱沉效應(yīng)容易造成消融不完全，腫瘤組織殘留［1］。本研究建立了兔肝VX2腫瘤模型并在MR引導(dǎo)下對其進行射頻消融術(shù)，現(xiàn)報道如下。

1　材料與方法

1.1實驗動物新西蘭大白兔13只，均為雄性，體質(zhì)量＞2.0 kg，由上海市松江區(qū)松聯(lián)實驗動物場提供［許可證號：SCXK（滬）2012-0011］。瘤株類型為VX2鱗狀細胞癌。

1.2儀器與方法

1.2.1儀器與參數(shù)采用Siemens Espree 1.5T MR掃描儀，環(huán)形表面線圈（直徑10 cm），MRI兼容射頻針（17 G、20 cm，RITA），射頻發(fā)生器（1500X，RITA），MR兼容穿刺針（14G、10 cm，Daum），凝膠海綿，剪刀，鑷子等。采用三維容積式內(nèi)插法屏氣檢查（3D-volumetric interpolated breath-hold examination，3D-vibe）序列成像，脂肪抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像（fat suppression turbo spin-echo T2-weighted imaging，F(xiàn)S-TSE T2WI）及DWI進行軸位掃描。3D-vibe序列：TE 2.39 ms，TR 5.04 ms，F(xiàn)A 12o，F(xiàn)OV 19.9 cm×27.5 cm，層厚3 mm；FS-TSE T2WI：TE 76 ms，TR 4 000 ms，F(xiàn)A 90o，F(xiàn)OV 18 cm×18 cm，層厚3.5 mm；DWI：TE 94 ms，TR 4 900 ms，F(xiàn)OV 19.9 cm×27.5 cm，層厚3 mm，b值取50、800 s/mm2。

1.2.2方法取2只實驗兔，采用氯胺酮（1 ml/kg體質(zhì)量）和氯丙嗪（0.5 ml/kg體質(zhì)量）進行全麻，將VX2瘤株接種于兔雙側(cè)后腿外側(cè)肌肉組織，使之成瘤，約2～3周后，切取腫瘤邊緣生長旺盛的魚肉樣VX2瘤組織，并剪成約1 mm×1 mm×1 mm瘤塊。余11只實驗兔以上述方法全麻后仰臥位保定于MRI掃描床上，常規(guī)將表面線圈置于劍突下穿刺部位。在MR圖像上選定肝左葉直徑＞3 mm的一條血管旁為接種部位。常規(guī)消毒鋪巾，采用14G MR兼容穿刺針沿設(shè)定的角度進行穿刺，術(shù)中多次重復(fù)行3D-vibe掃描以確定穿刺針方向，到達目標(biāo)位置后拔出針芯，將3～4個瘤塊推入肝內(nèi)，隨后推入明膠海綿以封堵肝內(nèi)針道，快速拔針。術(shù)后連續(xù)3天肌注40萬U青霉素，預(yù)防感染。所有實驗兔在種植2～3周后行肝臟MR檢查，確定實驗兔腫瘤生長至1～2 cm后，隨機處死1只實驗兔行病理學(xué)檢查證實，余10只接受射頻消融（radio-frequency ablation，RFA）治療。

采用上述掃描序列及穿刺方法，以14G MR兼容穿刺針在MR引導(dǎo)下穿刺肝組織達到腫瘤邊緣后拔出針芯，將17G射頻電極經(jīng)穿刺針鞘穿透腫瘤組織。設(shè)定功率35 W，靶溫103℃，消融時間9 min。消融過程中如實驗兔躁動，則以半量氯胺酮及氯丙嗪維持麻醉。完成消融后，行常規(guī)MR平掃，評估治療效果。消融灶完全覆蓋原病灶，且超出病灶邊緣0.5～1.0 cm為完全消融；如病灶殘留，則需補充消融，消融后撤回電極針。

消融完成后，在3D-vibe及FS-TSE T2WI上測量消融灶最大徑。之后立即處死實驗兔，取出肝臟組織，觀察RFA區(qū)的大體形態(tài)，測量凝固性壞死區(qū)最大徑；然后以10%甲醛溶液固定72 h、常規(guī)石蠟包埋、切片和蘇木素-伊紅染色，行病理檢查。

1.3統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示，數(shù)據(jù)的比較采用t檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

11只實驗兔VX2腫瘤均種植成功，未出現(xiàn)大出血、肝撕裂等并發(fā)癥。瘤灶緊鄰血管壁，大小0.95～1.62 cm，平均（1.35±0.22）cm。10只實驗兔均成功接受RFA，未出現(xiàn)麻醉意外及術(shù)中死亡，其中2只實驗兔的消融灶邊緣靠近大血管旁出現(xiàn)VX2腫瘤組織殘留，余下8個瘤灶消融完全，未發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞殘留。2.1MRI表現(xiàn)RFA前，腫瘤灶在3D-vibe上呈稍低信號，部分瘤灶中心液化壞死，呈更低信號；FS-TSE T2WI呈稍高信號，部分瘤灶中央為更高信號，鄰近的血管呈流空信號影；DWI上瘤灶呈高信號，ADC上呈低信號（圖1）。

RFA后，完全消融MRI表現(xiàn)：消融灶在T2WI上呈等低信號；3D-vibe上呈同心圓狀改變，中央?yún)^(qū)原病灶仍呈低信號，周邊呈明顯環(huán)狀高信號，邊界清晰；DWI上呈等、稍高信號，ADC圖上呈等高信號（圖2）。不完全消融MRI表現(xiàn)：3D-vibe上消融灶高信號環(huán)未完全包繞低信號瘤灶，在病灶鄰近血管處形成缺口（圖3）。

2.2組織病理學(xué)檢查RFA前，瘤灶呈圓形，色灰白，質(zhì)地韌，邊界清楚，無明顯包膜組織，切面呈魚肉樣，瘤灶中央有液化性壞死呈奶酪樣；低倍鏡下VX2腫瘤呈浸潤性癌巢排列，與正常肝實質(zhì)無明顯分界，間質(zhì)邊界不清，癌巢邊緣可見初浸潤的肝索結(jié)構(gòu)，新生毛細血管豐富；高倍鏡下可見腫瘤細胞分散排列，呈圓形、梭形或不規(guī)則形，細胞體積較大，胞漿較少，核大、深染，細胞排列紊亂，有少量纖維間隔，可見實體樣或假腺體樣結(jié)構(gòu)，細胞間質(zhì)少，呈浸潤性生長，周圍無包膜，可見新生毛細血管。

圖1　兔肝VX2腫瘤位于血管旁，在FS-TSE T2WI上呈高信號，血管呈流空信號（A，箭）；瘤灶在3D-vibe序列呈低信號（B，箭）、在DWI上呈高信號（C）

圖2　兔肝VX2腫瘤完全消融MRI表現(xiàn)　A.在T2WI上消融灶呈低信號（箭）；B.3D-vibe上消融灶呈同心圓狀改變，中央?yún)^(qū)原病灶仍呈低信號，周邊呈明顯環(huán)狀高信號（箭）；C.DWI上消融灶呈等低信號

圖3　兔肝VX2腫瘤不完全消融MRI表現(xiàn)3D-vibe上血管旁消融灶高信號環(huán)未完全包繞低信號瘤灶，可見一流空血管影沿高信號環(huán)缺口穿入病灶（箭）

RFA術(shù)后，即刻消融區(qū)腫塊呈灰白色的壞死組織塊，消融區(qū)外緣不清，周圍肝組織淤血；鏡下見完全消融后消融區(qū)由中心至外周分別為腫瘤細胞凝固性壞死區(qū)、肝實質(zhì)凝固性壞死區(qū)、炎性細胞帶，最外圍可見水腫區(qū)肝細胞。凝固性壞死區(qū)可見大片狀不定形壞死的VX2腫瘤細胞及肝實質(zhì)細胞，核固縮、深染，周邊可見炎性反應(yīng)帶，其內(nèi)可見較多中性粒細胞、紅細胞以及淋巴細胞聚集；水腫區(qū)肝細胞呈氣球樣變，外周肝竇充血擴張，未見明顯炎細胞浸潤；肝實質(zhì)凝固性壞死區(qū)、炎癥反應(yīng)帶、水腫區(qū)及正常肝實質(zhì)區(qū)呈過渡性改變，鄰近大血管擴張、充血（圖4）。腫瘤殘留區(qū)可見殘存的癌組織，腫瘤細胞皺縮，細胞核縮?。▓D5）。

2.3消融灶的測量在大體標(biāo)本上測得RFA凝固壞死區(qū)最大徑（DR）為1.52～2.71 cm，平均（2.16± 0.50）cm，3D-vibe上高信號消融灶最大徑（DT1）為1.54～2.96 cm，平均（2.27±0.66）cm，F(xiàn)S-TSE T2WI上低信號消融灶最大徑（DT2）為1.58～2.89 cm，平均（2.25±0.58）cm，DR與DT1、DT2比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（t=1.219、0.748，P均＞0.05），DT1與DT2比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=0.354，P＞0.05）。

3　討論

3.1熱沉效應(yīng)RFA是治療早期肝臟惡性腫瘤的有效手段，但由于熱沉效應(yīng)，較大血管旁的腫瘤灶不易被徹底消融。Lu等［2］消融了15個鄰近較大血管（直徑≥3 mm）的肝癌病灶，平均7.5個月后行肝移植，術(shù)后病理檢查證實8個病灶復(fù)發(fā)或殘留；而消融了32個非鄰近大血管的病灶，僅4個病灶復(fù)發(fā)。Lu等［1］對10只活體豬行肝臟RFA實驗以評估熱沉效應(yīng)，在直徑3 ～5 mm血管周圍50%（12/24）存在活組織殘留，直徑＞5 mm血管周圍100%（7/7）存在活組織殘留，而直徑＜3 mm血管周圍僅有11.7%（13/111）存在熱沉效應(yīng)。本研究中10只瘤兔消融灶均位于較大血管旁，2個消融灶經(jīng)組織病理證實有腫瘤殘留，因此熱沉效應(yīng)是致肝臟腫瘤RFA后腫瘤殘留的重要原因。因嚴重?zé)釗p傷及組織水腫，殘留病灶在CEUS、CT和MRI增強掃描也無異常強化，僅在T1WI上顯示高信號環(huán)在鄰近血管處有缺損［3］。本研究2個血管旁殘留病灶均顯示腫瘤細胞皺縮、細胞核縮小，出現(xiàn)明顯熱損傷現(xiàn)象，3D-vibe上顯示在鄰近血管處高信號環(huán)有缺損。本實驗過程中，在大血管旁高信號環(huán)缺損處多次行補充消融，局部腫瘤殘留率明顯降低，但仍不能達到所有病灶均完全消融的結(jié)果。因此，肝臟血管旁腫瘤除了RFA外，有時需聯(lián)合其他治療手段。Lin等［4］對肝細胞癌行RFA后，在瘤灶鄰近大血管處植入125I放射性粒子進行治療，取得較好療效。

圖4　兔肝VX2腫瘤消融后病理圖（HE，×10） 消融區(qū)由中心至外周分別為腫瘤細胞凝固性壞死區(qū)（A1）、肝實質(zhì)凝固性壞死區(qū)（A2）、炎性細胞帶（A3），最外圍可見水腫區(qū)肝細胞

圖5　兔肝VX2腫瘤消融后殘留病灶的病理圖　血管旁可見殘存的癌組織（A，箭，HE，× 10）、腫瘤細胞皺縮，細胞核縮小（B，箭，HE，×40）

3.2引導(dǎo)設(shè)備引導(dǎo)RFA的影像學(xué)設(shè)備有超聲、CT 和MRI。CT對金屬電極顯示清楚，但僅能行軸位掃描，有時不能顯示射頻針全長；CT平掃對病灶顯示能力差、金屬偽影易遮蓋病灶、術(shù)后消融區(qū)邊界顯示不清及存在X線輻射等缺陷。超聲操作簡便、價格低廉，能夠?qū)崟r引導(dǎo)射頻針穿刺；但易受氣體、骨骼偽影等因素干擾，對某些小病灶及特定區(qū)域（如膈頂）的病灶有時顯示不清；金屬電極顯示欠佳；消融時因高溫產(chǎn)生氣泡導(dǎo)致高回聲，易夸大消融范圍。MR組織分辨率高，能夠顯示CT與超聲難以顯示的病灶，可多方位成像，方便非軸位穿刺；由于存在流空效應(yīng)，無需注射對比劑即可清晰顯示血管，還可顯示消融灶。Sironi等［5］認為，MR平掃是評估小肝癌RFA療效的有效方法。MR平掃顯示消融灶在T1WI上呈高信號，T2WI上呈低信號，邊緣清晰，與RFA前瘤灶呈長T1、長T2信號形成鮮明對比。本研究MR圖像上消融灶與大體病理上的消融區(qū)范圍一致。消融灶在TlWI上呈高信號，可能與消融灶區(qū)蛋白濃縮及灶內(nèi)出血有關(guān)，在T2WI上呈低信號，可能與病灶組織熱損傷后的脫水效應(yīng)有關(guān)。Khankan等［6］認為T1WI平掃可以準確顯示消融灶的范圍。本研究3D-vibe顯示消融灶的范圍是由中央低信號區(qū)和周邊環(huán)狀高信號區(qū)構(gòu)成。本組2只瘤兔RFA后發(fā)現(xiàn)VX2腫瘤殘留，回顧性分析其RFA后即刻MR平掃結(jié)果，3D-vibe上消融灶靠近血管旁仍為低信號，未形成明顯高信號環(huán)，雖予補充消融，仍未達完全消融。VX2腫瘤與肝內(nèi)原發(fā)腫瘤發(fā)生機制不同，且VX2腫瘤更易壞死，但不影響消融時血管熱沉效應(yīng)的研究。

本研究的局限性：①僅研究肝內(nèi)較小腫瘤的消融，未研究較大（3～5 cm）的瘤灶；②大體病理上消融灶的測量不完全準確；且研究的是消融后的急性損傷，并未研究消融后亞急性及慢性損傷所致的組織學(xué)改變；③MRI可無創(chuàng)監(jiān)測組織溫度變化［7］，但本研究MRI設(shè)備上未配備相關(guān)軟件，且因射頻發(fā)生器與MRI射頻場互相干擾，在停止消融時才能掃描，無法實時術(shù)中掃描監(jiān)控消融全過程，只能采用經(jīng)驗性消融條件。

綜上所述，MRI引導(dǎo)下RFA治療肝臟惡性腫瘤，在病灶顯示、術(shù)后即時療效評估、發(fā)現(xiàn)熱沉效應(yīng)所致較大血管旁的亞臨床殘留灶方面有獨特的優(yōu)勢；MRI是引導(dǎo)小肝癌RFA治療有效的影像學(xué)手段。

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Experimental study on MRI-guided radiofrequency ablation in treatment of VX2 tumor adjacent to blood vessels in rabbit liver

CHEN Yiping，LIN Zhengyu*，SONG Qianqian，CHEN Jin，CHEN Zhongwu，LIN Qingfeng
（Department of Interventional Radiology，the First Affilliated Hospital of Fujian Medical University，F(xiàn)uzhou 350005，China）

ObjectiveTo explore the curative effect of MRI-guided radiofrequency ablation（RFA）in treatment of VX2 tumor adjacent to major blood vessels in rabbit liver.MethodsUnder the guidance of MRI，the VX2 tumor was implanted near the large blood vessel（diameter≥3 mm）in 11 New Zealand rabbits liver.MRI was performed 2—3 weeks after the implantation and 1 rabbit was executed radomly for pathological confirmation.The remaining 10 rabbits received MRI-guided RFA.The rabbits were sacrificed immediately after post-operative MR scan and pathological examination was carried out.ResultsAll of the VX2 liver tumor of rabbits were established successfully，the average diameter of tumors was（1.35±0.22）cm.The VX2 tumor demonstrated slightly hypointensity on 3D-vibe and hyperintensity on T2WI.All of the VX2 liver tumor of 10 rabbits were underwent RFA successfully.The ablated lesion showed a low-intensity signal on T2WI and a concentric pattern on 3D-vibe.The mean maximal diameter of coagulated zone（DR）was（2.16±0.50）cm on gross pathology，the mean maximal diameter of high signal ablated zone （DT1）was（2.27±0.66）cm on the images of 3D-vibe，the mean maximal diameter of low signal ablated zone（DT2）was（2.25± 0.58）cm on the image of FS-TSE T2WI，there were no statistically significant among DR，DT1and DT2.The part of lesions beside the vascular in 2 lesions were ablated incompletely，a high signal ring of ablation lesions was not completely around the low signal tumor lesions on 3D-vibe.ConclusionThe MRI-guided RFA in treatment of VX2 tumor in rabbit liver is an effective and feasible technology.

Magnetic resonance imaging；Blood vessels；Radiofreqency ablation；Liver；Rabbits

R730.5；R445.2

A

1672-8475（2016）08-0500-05

10.13929/j.1672-8475.2016.08.012

陳一平（1971—），男，福建仙游人，學(xué)士，副主任醫(yī)師。研究方向：介入放射學(xué)。E-mail：ptchenyp@163.com

林征宇，福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院介入科，350005。E-mail：linsinlan@aliyun.com

2016-01-29

2016-03-18