兔肺VX2腫瘤射頻消融灶與CT-MRI-病理相關(guān)性

陳 錦林征宇吳志斌汪 強林昭旺林心琛

兔肺VX2腫瘤射頻消融灶與CT-MRI-病理相關(guān)性

陳 錦1林征宇1吳志斌1汪 強1林昭旺1林心琛1

目的：通過對照兔肺VX2腫瘤RFA后急性熱損傷CT、MRI及病理表現(xiàn)，分析肺腫瘤射頻消融灶CT-MRI-病理聯(lián)系。方法：觀察6只兔肺VX2瘤灶射頻消融術(shù)后即刻CT、MRI表現(xiàn)。測量RFA前CT瘤灶、RFA后T2WI中央低信號、T1WI中央高信號及病理凝固性壞死最大徑。同時測量RFA后CT瘤灶周圍磨玻璃影、RFA后T2WI上周邊高信號、T1WI周邊等信號及病理消融灶最大徑，并進行對比分析。結(jié)果：消融灶CT表現(xiàn)為稍高密度磨玻璃影包繞原瘤灶；T2WI上中央呈低信號，周邊見環(huán)狀長T2信號；TIWI上中央呈高信號，周邊見環(huán)狀等T1信號；DWI上信號減低。RFA后T1WI中央高信號最大徑、病理凝固性壞死最大徑比較，RFA后CT瘤灶周圍磨玻璃影與T2WI周邊高信號最大徑、T1WI周邊等信號最大徑及病理消融灶最大徑比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。5個瘤灶腫瘤全部滅活，1個瘤灶近肺門血管側(cè)見腫瘤殘留。結(jié)論：肺惡性腫瘤RFA后MRI表現(xiàn)具有一定特征性，與術(shù)后病理對照良好，消融后療效評價優(yōu)于CT。

VX2；肺腫瘤；射頻消融；磁共振成像

射頻消融（tadio-frequency ablation， RFA）創(chuàng)傷小、療效確切，為肺部惡性腫瘤的治療提供了一種新方法［1］。本研究通過對照兔肺VX2腫瘤RFA后急性熱損傷CT、MRI及病理表現(xiàn)，分析肺腫瘤射頻消融灶CT-MRI-病理聯(lián)系，為肺腫瘤射頻消融療效評價提供更多的信息。

方 法

1．兔肺VX2腫瘤模型建立：

1．1 實驗動物：新西蘭雄性大白兔12只，體重2．0～2．5kg，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）。

1．2 VX2細胞株制備：2只實驗兔用氯胺酮1 ml／kg 和氯丙嗪0．5ml／kg 腿部肌肉注射全麻后 ，將 VX2瘤株（由福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院惠贈）接種于兔雙側(cè)后腿內(nèi)側(cè)肌肉組織，使之成瘤。約2～3周成瘤后，將2只種兔全麻、俯臥固定于手術(shù)臺上，切取瘤塊邊緣生長旺盛的魚肉樣瘤組織，置于盛有1：40的青霉素和生理鹽水的培養(yǎng)皿中，剪除壞死和結(jié)締組織后，將瘤組織置于另一盛有相同液體的培養(yǎng)皿中，用眼科手術(shù)剪將瘤組織剪成約1mm3大小瘤塊備用。

1．3 兔肺內(nèi)瘤株種植：實驗兔10只，術(shù)前禁食12小時，備皮，全麻后，俯臥位固定于CT（Somatom Emotion）掃描臺上，CT掃描后確定合適穿刺點及穿刺路徑。定位、消毒、鋪巾后，在CT引導(dǎo)下，使用17G同軸套管針逐步進針達肺內(nèi)，拔出針芯，無菌鑷夾取備用組織塊（3～4塊）裝入套管針鞘，輕輕推送針芯將組織塊推入肺實質(zhì)內(nèi)，拔針，再次掃描觀察術(shù)后有無氣胸及出血。術(shù)后連續(xù)3d用40萬單位青霉素肌注預(yù)防感染。術(shù)后2～4周復(fù)查CT觀察兔肺內(nèi)腫瘤生長情況，待腫瘤生長至10mm左右即可用于射頻消融。處死一只成瘤兔行病理檢查證實兔肺VX2瘤株種植成功。

2．兔肺VX2腫瘤射頻消融：

2．1 術(shù)前MRI掃描：成瘤兔全麻后行兔肺1．5T MRI平掃（Magnet Espree，Simense），采用表面線圈；掃描序列及參數(shù)：脂肪抑制快速翻轉(zhuǎn)快速自旋回波T2加權(quán)像（TSE fs T2WI）：TR 4000．0 ms，TE 80．0 ms，反轉(zhuǎn)角（FA）90°，層厚（ST）3．0 mm、間隔（GAP ）0．6 mm，F(xiàn)OV 20×15，激勵次數(shù)（NEX）2，掃描時間（Time）130～150 s；脂肪抑制容積內(nèi)插T1加權(quán)像（fs-T1 Vibe）：TR 5．1 ms ，TE 2．4 ms， NEX 1，ST 3．0 mm，F(xiàn)OV 20×15，Time 10 ～ 12 s。彌散加權(quán)成像（DWI），NEX 2，ST 3．0 mm，GAP 0．6 mm，b值50/800。TSE fs T2WI及DWI序列均采用膈肌觸發(fā)掃描。

2．2 CT引導(dǎo)下兔肺VX2腫瘤射頻消融：實驗兔均取俯臥位，先行CT定位掃描選擇合適穿刺點，在CT引導(dǎo)下逐步插入17G（20mm工作電極）冷循環(huán)射頻電極針（star RF Electrode-Fixed，Starmed，韓國）至腫瘤遠端，接通冷循環(huán)，設(shè)定自動脈沖模式，設(shè)定輸出功率40～80W，持續(xù)治療時間5～10min。消融完成后，CT平掃示周圍磨玻璃影超過病灶5～10mm為消融完全。術(shù)后撤針，再次行CT掃描觀察有無氣胸、出血、胸腔積液等并發(fā)癥。若有氣胸且肺壓縮超過20%，則胸腔內(nèi)抽氣使肺復(fù)張。

2．3 術(shù)后MRI掃描：術(shù)后即刻（10min內(nèi)）再次行兔肺VX2腫瘤消融灶MRI掃描，掃描方法及序列同術(shù)前。MRI掃描完成后處死實驗兔，行病理檢查。

2．4 測量方法：分別測量RFA前CT上瘤灶最大徑、RFA后MRI T2WI上中央低信號區(qū)最大徑、RFA后T1WI上中央高信號區(qū)最大徑及病理上凝固性壞死最大徑。同時測量RFA后CT上瘤灶周圍磨玻璃影最大徑、RFA后MRI T2WI上周邊高信號區(qū)最大徑、RFA后T1WI上周邊等信號區(qū)最大徑及病理上消融灶最大徑。統(tǒng)計學(xué)處理：所有指標采用± s表示。統(tǒng)計學(xué)采用SPSS 19軟件包的t檢驗，P＜0．05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1．兔肺VX2成瘤情況及成瘤灶CT及MRI表現(xiàn)

7只實驗兔14～20d肺內(nèi)可見軟組織密度影，成瘤平均時間（17±1．6）d，腫瘤最大徑10．0～13．3mm。6只實驗兔肺內(nèi)腫瘤為單發(fā)圓形或類圓形結(jié)節(jié)，境界清楚。1只成瘤灶為多發(fā)肺結(jié)節(jié)伴胸膜結(jié)節(jié)、胸水形成，未行射頻消融。

術(shù)前常規(guī)掃描提示4個瘤灶位于右下肺，2個瘤灶位于左下肺，CT平掃提示肺內(nèi)單發(fā)結(jié)節(jié)狀高密度影，境界清楚（圖1A）。MRI提示T2WI上所有成瘤灶（與胸壁肌肉比較）均呈圓形或類圓形稍高信號(圖1B)，T1WI上均呈等信號（與胸壁肌肉比較）(圖1C)，DWI上均呈高信號。

2．兔肺VX2腫瘤消融灶超急性期CT及MRI表現(xiàn)

6只兔肺VX2腫瘤消融術(shù)后即刻CT掃描表現(xiàn)為稍高密度磨玻璃影包繞瘤灶，邊緣模糊(圖1D)。消融后即刻MRI掃描示6個瘤灶T2WI上消融灶中央均呈低信號，周邊見環(huán)狀長T2信號影環(huán)繞(圖1E)，TIWI上消融灶中央呈高信號，周邊見環(huán)狀等T1信號影環(huán)繞(圖1F)。消融后6個瘤灶DWI上信號明顯減低，其中2個瘤灶術(shù)后MRI上可見消融灶中央條狀長T1長T2信號針道影。

3．測量結(jié)果

圖1　射頻消融前CT平掃示左下肺VX2成瘤灶（A），術(shù)前MR平掃表現(xiàn)為等T1稍長T2結(jié)節(jié)灶（B，C），消融術(shù)后瘤灶周邊見磨玻璃影包繞原瘤灶，邊緣模糊（D）。射頻消融后即刻MRI表現(xiàn)為消融灶中央?yún)^(qū)呈短T1短T2信號，周邊見片狀等T1長T2出血水腫帶（E，F(xiàn)），邊緣模糊。術(shù)后病理（HE×100）提示消融灶中央見腫瘤凝固性壞死區(qū)及肺凝固性壞死區(qū)，周邊見大片狀出血、炎癥反應(yīng)帶環(huán)繞（G，H）。

表1　RFA前CT瘤灶、RFA后T2WI中央低信號、T1WI中央高信號及病理上凝固性壞死區(qū)最大徑比較

表2　RFA后CT瘤灶周圍磨玻璃影、T2WI周邊高信號、T1WI周邊等信號及病理上消融灶最大徑比較

RFA前CT瘤灶、RFA后T2WI中央低信號、T1WI中央高信號及病理上凝固性壞死區(qū)最大徑比較見表1。RFA后CT瘤灶周圍磨玻璃影、T2WI周邊高信號、T1WI周邊等信號及病理上消融灶最大徑比較見表2。

結(jié)果顯示，RFA前CT瘤灶最大徑和RFA后T2WI上中央低信號區(qū)最大徑、RFA后T1WI上中央高信號區(qū)最大徑、病理上凝固性壞死最大徑相比較，差異有顯著的統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0．002），而RFA后T2WI上中央低信號區(qū)最大徑、RFA后T1WI上中央高信號區(qū)和病理上凝固性壞死最大徑之間比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0．05）。RFA后CT瘤灶周圍磨玻璃影和T2WI上周邊高信號區(qū)最大徑、T1WI上周邊等信號區(qū)最大徑及病理上消融灶最大徑比較，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0．001）。病理上消融灶最大徑和T2WI上周邊高信號區(qū)最大徑、T1WI上周邊等信號區(qū)最大徑比較，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0．05），而RFA后T2WI上周邊高信號區(qū)最大徑與T1WI上周邊等信號區(qū)最大徑比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0．05）。

4．大體標本及病理

兔肺VX2腫瘤射頻消融術(shù)后大體解剖可見射頻消融后腫瘤組織呈灰白色凝固性壞死，消融灶中央針道區(qū)呈裂隙樣炭化中心，與周圍肺組織界限清楚，周圍肺組織呈紅褐色凝固性壞死區(qū)，凝固性壞死灶周邊為出血帶，出血帶外周可見大片狀充血、水腫區(qū)(圖1G）。

HE染色，光鏡觀察射頻消融后腫瘤組織大片狀凝固性壞死，細胞結(jié)構(gòu)崩解，僅見組織輪廓，消融灶周邊肺組織明顯充血、水腫，肺泡腔內(nèi)充滿大量滲液，肺泡間隔增寬，水腫帶周圍可見大量中性粒細胞及少量淋巴細胞浸潤(圖1H）。處死后6只實驗兔病理檢查發(fā)現(xiàn)，5個瘤灶腫瘤細胞全部滅活，1個瘤灶近肺門血管側(cè)可見腫瘤細胞殘留。

討 論

射頻消融術(shù)是一種微創(chuàng)性腫瘤原位治療技術(shù)，即借助于影像技術(shù)引導(dǎo)或手術(shù)直視，將電極針直接插入腫瘤內(nèi)，可在局部組織內(nèi)產(chǎn)生高溫，使組織嚴重脫水而皺縮形成凝固性壞死［2］。Miao等［3］對兔的VX2肺癌模型進行RFA治療發(fā)現(xiàn)：肺腫瘤RFA后射頻針周圍形成5個典型的等中心區(qū)：針道區(qū)、腫瘤凝固壞死區(qū)、肺實質(zhì)凝固區(qū)、外周出血區(qū)、炎性層區(qū)。

射頻消融用于肺部腫瘤治療始于2000年，Dupuy等［4］報道3例經(jīng)皮RFA治療肺部惡性腫瘤的病例，同年程慶書等［5］于國內(nèi)首先報道了CT引導(dǎo)下錨狀電極高溫射頻消融治療肺部腫瘤42例患者。近年來的研究結(jié)果表明，采用射頻消融術(shù)治療肺部惡性腫瘤可以有效延長患者的生存時間，對較小(＜3cm)肺腫瘤的治療已接近手術(shù)療效［5］。目前國內(nèi)外均采用CT評估肺腫瘤射頻消融療效，以肺組織磨玻璃影覆蓋原病灶、增強掃描時消融區(qū)域無強化作為消融成功標志［7-8］，但消融后的磨玻璃影常與穿刺過程中的肺組織機械損傷的出血相混淆，而且CT平掃時病灶密度改變不明顯，術(shù)后即刻增強掃描亦不能反映微小殘留灶和血管旁的潛在存活病灶，因此采用CT評估肺腫瘤消融即時療效并不完全準確。

MRI對組織溫度及含水量變化敏感，因此消融后病灶水含量的變化在MRI圖像上具有一定特征性［9-11］。Oyama等［12］通過正常豬肺射頻消融后MRI表現(xiàn)與病理對照研究中發(fā)現(xiàn)，正常豬肺射頻消融后表現(xiàn)為等T1短T2信號的內(nèi)帶區(qū)及包繞內(nèi)帶區(qū)的長T2信號外帶區(qū)，通過與病理對照分析提示等T1短T2信號的內(nèi)帶區(qū)為病理上的凝固性壞死區(qū)，長T2信號外帶區(qū)病理上表現(xiàn)為中性粒細胞浸潤、肺泡內(nèi)積液及肺淤血的肺熱損傷區(qū)。本研究發(fā)現(xiàn)所有兔肺VX2腫瘤射頻消融后MRI上中央均呈短T1短T2異常信號區(qū)，其中消融后T2WI上中央短T2低信號最大徑、T1WI上短T1中央高信號最大徑及病理上凝固性壞死區(qū)最大徑相當(dāng)，三者均大于消融前CT瘤灶最大徑，考慮消融后T2WI上中央短T2低信號區(qū)、T1WI上短T1中央高信號區(qū)與病理上的凝固性壞死區(qū)（腫瘤凝固性壞死區(qū)+肺實質(zhì)凝固性壞死區(qū)）相對應(yīng)。MRI上周邊等T1長T2信號區(qū)考慮與病理上的外周出血區(qū)及炎性層區(qū)相對應(yīng)，與文獻報道相符。因此，MRI較CT能更清楚區(qū)分肺腫瘤射頻消融后凝固性壞死區(qū)范圍及肺出血、炎癥范圍，與病理解剖上能夠?qū)崿F(xiàn)更好對應(yīng)，故較CT能更直觀、準確評價腫瘤消融范圍。兔肺VX2腫瘤消融后T2WI上周邊高信號最大徑及T1WI上周邊等信號最大徑均大于CT瘤灶周圍磨玻璃影，其原因考慮為MRI軟組織分辨率較高，對肺泡內(nèi)滲出、積液改變顯示較CT敏感所致。

受熱沉效應(yīng)影響，位于較大血管旁腫瘤不易徹底消融［13］。本組一例兔肺VX2射頻消融后病理提示腫瘤組織殘留，回顧性分析發(fā)現(xiàn)該瘤灶位于右肺下葉肺門較大血管旁，CT射頻消融后即刻掃描發(fā)現(xiàn)腫瘤近血管旁磨玻璃影范圍不明顯，MRI掃描提示腫瘤近血管旁炎性反應(yīng)帶較窄，殘留灶呈等T1稍長T2信號改變，其殘留原因考慮與熱沉效應(yīng)相關(guān)。

本研究不足之處：研究樣本偏小，術(shù)后沒有采用MRI及CT增強掃描來進一步評估腫瘤消融療效，僅觀察急性熱損傷、沒有動態(tài)觀察消融灶影像學(xué)及病理學(xué)演變，需在以后研究中進一步完善。

總之，通過兔肺VX2腫瘤射頻消融實驗研究我們發(fā)現(xiàn)肺惡性腫瘤射頻消融后MRI表現(xiàn)具有一定的特征性，與術(shù)后病理對照良好，有望為臨床評價肺腫瘤射頻消融即刻療效及提高腫瘤完全消融率提供一種有效的新手段。

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The Correlation between CT, MRI Features and Pathology Results about Ablation Lesions of Rabbit Lung VX2 Tumor

CHEN Jin1,LIN Zheng-yu1,WU Zhi-bing1, WANG Qiang1,LIN Zhao-wang1, LIN Xin-chen1

Purpose∶By comparing the CT and MRI features of acute thermal injury of rabbit lung VX2 tumor after radiofrequency ablation as well as the pathologic results, to analyze the correlation between them. Methods: CT and MRI features of 6 experimental rabbits with lung VX2 tumor foci under RFA were observed immediately after the operation. The maximum diameters of tumors on CT before ablation, the central low intensity signal area on T2WI after ablation, the central high intesity signal area on T1WI after ablation and coagulation necrosis on pathologic exam were measured respectively. Simultaneously, the maximum diameter of ground-glass opacity around the lesion on CT after ablation, the surrounding high intensity signal area on MRI T2WI after ablation, the surrounding iso intensity signal area on T1WI after ablation and ablation lesion on pathologic exam were measured respectively. All the results were analyzed and compared. Results: Ablation zones were shown as ground-glass opacity around the lesion on CT； the central part of them were with low intensity signal on T2WI and high intensity signal on T1WI；the peripheral part were with annular high intensity signal on T2WI and iso intensity signal on T1WI； the signal intensity of them on DWI were decreased. There was statistical significant difference between the maximum diameter of the central high intensity signal on T1WI after ablation and coagulation necrosis on pathologic exam. There werestatistical significant differences between the maximum diameter of ground-glass opacity around the lesion on CT and the surrounding high intensity signal on T2WI after ablation, the surrounding iso intensity signal on T1WI after ablation and ablation lesion on pathologic exam. There were 5 complete ablation zones of 6 rabbit lung tumors, and 1 incomplete ablation zone with residual tumor near the big vessels of hilum of the lung. Conclusions: There were certain characteristics on MRI of malignant lung tumors after radiofrequency ablation, which were well correlated to the postoperative pathological results. The evaluation efficacy was superior to the CT after ablation.

LIN Zheng-yu (Email: linsinlan@aliyun.com)

VX2； Lung cancer； Radiofrequency ablation； Magnetic resonance imaging

R445.2

A

1006-5741（2016）-05-0483-05

中國醫(yī)學(xué)計算機成像雜志，2016，22∶483-487

∶福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院介入科

通信地址∶福建省福州市臺江區(qū)茶中路20號，福州350005

∶林征宇（電子郵箱∶linsinlan@aliyun.com）

∶福建省衛(wèi)生系統(tǒng)中青年骨干人才培養(yǎng)重點項目（2013-ZQN-ZD-20）

Chin Comput Med Imag，2016，22∶483-487

The Department of Interventional Radiology, First Affiliated Hospital of Fujian Medical University

Address: No.20 Chazhong Rd.,Fuzhou 350005,P.R.C

Foundation: The Medical Elite Cultivation Program of Fujian, PRC(2013-ZQNZD-20)

2016.08.01；修回時間：2016.08.15)