超聲評估肝臟微波消融與碘-125粒子術(shù)前植入相互影響的實驗研究

方建強 程建和 趙維安 紀亞蕓 蒲 翠 彌思遠 張彬玉

目前, 肝癌患者的臨床首選治療方法為局部手術(shù)切除, 然而僅10%～37%的患者適合行手術(shù)切除治療[1］, 其余患者均建議行局部熱消融術(shù)治療[2］。熱消融術(shù)治療的主要局限為肝癌局部復(fù)發(fā)和/或因不完全消融導(dǎo)致的腫瘤殘留[3］, 特別是部分特殊部位（大血管旁、膈頂部肝包膜下等）腫瘤[4-6］。碘-125粒子植入術(shù)是一種安全、可行的治療特殊部位肝癌的方法, 常被用于熱消融術(shù)后腫瘤局部復(fù)發(fā)和/或殘留病灶的補充治療[3］。以往研究[7-8］發(fā)現(xiàn)熱消融術(shù)與碘-125粒子植入聯(lián)合應(yīng)用治療肝癌安全有效, 可提高疾病緩解率并延長患者近中期生存時間[9-10］。本實驗初步設(shè)計將微波消融與粒子植入術(shù)順序互換, 即在肝臟內(nèi)先植入碘-125粒子, 再行微波消融, 以期減少腫瘤殘留及并發(fā)癥的發(fā)生, 并將原本兩次手術(shù)減少為一次；另外, 預(yù)先在腫瘤周邊植入碘-125粒子亦可作為術(shù)后消融范圍的評估依據(jù)。但微波消融是否影響粒子的位置、劑量, 粒子是否影響微波消融范圍等問題未見相關(guān)報道, 基于此, 本實驗應(yīng)用超聲評估肝臟微波消融與術(shù)前植入碘-125粒子的相互影響。

材料與方法

一、實驗儀器與材料

使用西門子Acuson Sequoia彩色多普勒超聲診斷儀, 10L4探頭, 頻率4～10 MHz；KY-2000微波消融治療儀（南京康友微波能應(yīng)用研究所）；KY-2450A-1微波消融針, 工作頻率2450 MHz, 輻射尖端長度10 mm, 外徑14 G, 針桿長20 cm；碘-125粒子（天津賽德生物制藥有限公司）, 粒子直徑0.8 mm, 長度4.5 mm；粒子植入槍（天津賽德生物制藥有限公司）；18 G PTC針（日本八光）；碘-125粒子放射劑量測量使用CRC-25R放射性核素活度計美國（Capintec公司）。

二、實驗方法

1.模型制作：選取厚度≥50 mm的新鮮正常豬肝, 用手術(shù)刀將其切成大小約50 mm×50 mm×50 mm的立方體（共40個）放入預(yù)制的實驗盒主艙中。為保證后期微波針的穩(wěn)定及微波針和粒子植入針插入位置的可重復(fù)性, 將實驗盒分為主艙和副艙, 于主艙和副艙前板中心部打孔, 以中心孔（微波消融針插入位置）為起點, 沿水平位和垂直位兩側(cè)5.0 mm、10.0 mm、15.0 mm處分別打孔（粒子植入針插入位置）, 各孔直徑均為2.0 mm。

2.實驗分組：按照不同微波消融功率和時間、植入粒子數(shù)量及與微波針距離分為8組, 具體見表1。

表1 實驗具體分組情況

3.粒子植入：除A組無粒子外, 其余每組分別進行5次實驗, 共計完成35次實驗（共植入80顆粒子）, 將PTC針分別按每組粒子數(shù)量及距離插入豬肝內(nèi), 插入深度30.0 mm, 再用粒子植入槍將粒子釋放入預(yù)定位置。

4.消融方法：粒子植入后, 將微波針沿中心孔植入約40.0 mm, 以保證粒子位置大致位于微波針發(fā)熱中心點位置的兩側(cè)。超聲觀察粒子及微波針的位置, 于微波針橫切面測量每顆粒子與微波針距離。啟動微波治療儀, 按照各組不同消融功率和時間分別進行消融, 觀察消融過程中是否出現(xiàn)火花、爆炸等異常情況。

5.觀察內(nèi)容：消融后超聲顯示粒子數(shù)量和位置, 并測量粒子與微波針距離。取出豬肝并沿微波針長軸方向切開, 測量消融范圍（最大徑）并觀察消融針外觀有無改變。取出每次實驗的全部粒子測量其劑量, 為防止粒子自然衰減, 術(shù)前術(shù)后測量粒子劑量需30 min內(nèi)完成。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件, 計量資料以±s表示, 組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗或Kruskal-WallisH檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

各組消融過程均順利, 未出現(xiàn)火花、爆炸、燃燒等異常情況, 微波針外觀、功能均無明顯變化。

一、消融前后超聲對粒子的顯示情況

消融前超聲對各組粒子的顯示率均為100%, 消融后超聲對粒子的顯示率為85.0%（68/80）, B、C、D、E、F、G、H組顯示率分別為50%（5/10）、70%（7/10）、100%（10/10）、85%（17/20）、90%（9/10）、100%（10/10）、100%（10/10）。

二、各組消融范圍比較

A、B、C、D、E、F、G、H組消融范圍分別為（30.04±0.31）mm、（29.98±0.40）mm、（30.06±0.52）mm、（30.06±0.36）mm、（30.14±0.60）mm、（32.04±0.35）mm、（25.10±0.57）mm、（26.62±0.73）mm, 各組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。見圖1～3。

圖1 各組微波消融前聲像圖, A～H分別為A～H組（有尾箭頭示粒子；無尾箭頭示微波針）

圖2 各組微波消融后聲像圖, A～H分別為A～H組（有尾箭頭示粒子；無尾箭頭示微波針）

三、消融前后粒子劑量和粒子與微波針距離比較

消融前后粒子劑量比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義, 粒子與微波針距離比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）, 消融前后平均距離差約0.4 mm。見表2。

表2 微波消融前后粒子劑量和粒子與微波針距離比較（±s）

表2 微波消融前后粒子劑量和粒子與微波針距離比較（±s）

時間消融前消融后U值P值粒子劑量（mCi）1.64±0.50 1.63±0.50-0.441 0.689粒子與微波針距離（mm）14.11±3.11 13.70±3.09-2.524 0.012

討 論

超聲因其實時性已成為熱消融術(shù)最常用的引導(dǎo)方法, 微波消融較射頻消融可以在更短的手術(shù)時間內(nèi)創(chuàng)造一個可預(yù)測的消融區(qū)和更大的消融體積[11］, 因此超聲引導(dǎo)下微波消融是肝癌常用的治療方式, 但其療效受腫瘤大小和位置的限制[12-13］。既往研究[14］認為微波消融聯(lián)合粒子植入治療肝癌, 可降低腫瘤復(fù)發(fā)率, 提高患者生存率。但仍然存在以下問題：①目前微波消融和粒子植入聯(lián)合應(yīng)用時均為先行微波消融再評估有無腫瘤殘留, 對殘留腫瘤行粒子植入術(shù)時由于微波消融導(dǎo)致局部組織氣化會干擾超聲顯示, 故粒子植入術(shù)僅能在氣化強回聲消失后進行, 導(dǎo)致二次手術(shù)；②由于腫瘤極少許殘留或消融安全范圍不足導(dǎo)致的腫瘤復(fù)發(fā)需較長時間才能檢出, 這增加了殘留的癌組織進展為更具侵襲性腫瘤的可能[15］。為解決上述問題, 本實驗提出將微波消融聯(lián)合粒子植入術(shù)的順序互換, 即先行粒子植入術(shù)再行微波消融, 觀察微波消融是否會影響粒子劑量、位置的變化, 以及粒子是否影響微波消融的范圍。

本實驗所有消融過程均順利完成, 未見異常情況；消融前后粒子劑量比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義, 各組消融范圍比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義, 表明微波消融和粒子兩者物理性質(zhì)穩(wěn)定, 互相不影響各自的療效。有文獻[16］報道熱消融術(shù)后形成的外周反應(yīng)帶血管舒張、通透性增加, 進而氧合增加, 可提高放射治療的效果, 而外周反應(yīng)帶也是腫瘤殘留和復(fù)發(fā)的常見部位, 因此可在腫瘤外周預(yù)先植入粒子, 盡可能一次性完全消融整個腫瘤, 以減少手術(shù)次數(shù)及出血、殘留、復(fù)發(fā)的風(fēng)險, 提高療效。提示在臨床肝癌治療中, 可以在外周部位植入足夠劑量的粒子, 使微波消融避開危險部位以提高安全性。

圖3 各組微波消融后消融范圍大體圖（白色曲線描記消融范圍）

本實驗結(jié)果顯示, 微波消融前超聲對粒子的顯示率為100%, 消融后粒子顯示率為85.0%（68/80）, 未顯示的粒子主要見于B、C、E組, 分析原因可能為植入的粒子位于消融區(qū)接近中心部位和后方, 由于消融引起的氣化強回聲, 導(dǎo)致消融區(qū)回聲雜亂不均, 影響粒子的顯示。本實驗發(fā)現(xiàn)消融前后粒子與微波針距離比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）, 平均距離差約為0.4 mm, 考慮為消融后肝組織固縮所致, 而非粒子的真實移動。由于粒子在微波消融中不移動, 在超聲下可識別, 因此術(shù)前植入腫瘤周邊可用作腫瘤的邊界標記, 為術(shù)后評估消融安全范圍提供了可能。既往臨床多采用超聲造影或增強CT對熱消融術(shù)療效進行評價, 兩種方法均依照無增強的范圍大于術(shù)前腫瘤的范圍來確定消融是否足夠, 但消融前后范圍是否完全重疊難以確定。雖然超聲/CT、超聲/MRI、三維超聲-超聲造影融合成像技術(shù)理論上可解決消融前后范圍的重疊問題, 提高消融范圍的評估效能[17］, 但是上述圖像融合技術(shù)操作復(fù)雜, 且對操作者要求較高, 基層醫(yī)院難以普及[18］。而以粒子作為預(yù)消融范圍邊界的標記, 不受上述因素的影響, 故將其作為消融安全范圍的評估可能更有參考價值。

總結(jié)本實驗先植入粒子后行微波消融的潛在價值：①無微波消融氣化的干擾, 超聲可清晰顯示粒子及植入針, 有利于超聲引導(dǎo)下粒子植入操作, 將原本的兩次手術(shù)減少為一次；②在預(yù)消融范圍的周邊先植入粒子可作為消融邊界的標記, 有助于術(shù)后評估, 防止消融范圍不足；③特殊部位先植入粒子, 可減少鄰近特殊部位微波消融的時間與功率, 減少并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險；④為實現(xiàn)一次性完全消融整個腫瘤提供了可能, 可預(yù)防消融后殘留腫瘤的進一步惡化或加速進展。

綜上所述, 肝臟腫瘤的局部滅活治療可預(yù)先植入碘-125粒子, 再行微波消融, 該術(shù)式安全, 兩者互不影響, 且為腫瘤一次性完全消融和準確評估消融范圍提供了可能。但微波消融后產(chǎn)生的氣化可能干擾粒子的即刻顯示, 對消融范圍的即刻評估有一定影響, 因此該方法在臨床中的實際應(yīng)用仍需進一步驗證。