血管內(nèi)徑對超聲引導(dǎo)下肝臟血管旁微波消融灶熱沉降效應(yīng)的影響

摘" " 要" " 目的" " 分析血管內(nèi)徑對超聲引導(dǎo)下肝臟血管旁微波消融灶熱沉降效應(yīng)的影響。方法" " 分別建立PP塑料管模擬血管豬肝模型（實驗組）及無模擬血管豬肝模型（對照組），其中實驗組根據(jù)模擬血管內(nèi)徑分為5個亞組，即A組（內(nèi)徑4 mm）、B組（內(nèi)徑5 mm）、C組（內(nèi)徑6 mm）、D組（內(nèi)徑7 mm）、E組（內(nèi)徑8 mm），均行超聲引導(dǎo)下微波消融，比較各組消融灶最大半徑（Rmax）、消融灶面積（Sz）、面積變化率（Sdiff）。結(jié)果" " 相同消融功率和時間下，實驗組各亞組Rmax、Sz與對照組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均Plt;0.001）；實驗組中除C組與D組、D組與E組Rmax、Sz及Sdiff比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義外，其余各亞組Rmax、Sz及Sdiff兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均Plt;0.05）。結(jié)論" " 超聲引導(dǎo)下微波消融時，消融灶旁血管的血流可產(chǎn)生熱沉降效應(yīng)，且血管內(nèi)徑越大，對消融灶范圍產(chǎn)生的影響越大。

關(guān)鍵詞" " 超聲引導(dǎo)；微波消融；血管內(nèi)徑；豬肝

［中圖法分類號］R445.1；R730.5" " " ［文獻標(biāo)識碼］A

Influence of blood vessel inner diameter on the heat deposition in the liver para-vascular microwave ablation under ultrasound guidance

YANG Xin，LUO Xia，HE Ping，ZHANG Juying，JIANG Qiong，F(xiàn)ENG Linli，LI Hanmei，

TANG Xiaoqing，YANG You，YU Jinhong

Department of Ultrasound，Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College，Nanchong 637000，China

ABSTRACT" " Objective" " To analyze the influence of blood vessel inner diameters on the heat deposition in the liver para-vascular microwave ablation under ultrasound guidance.Methods" " The PP plastic pipes simulated blood vessel pig liver model（experimental group） and the pig liver model without simulated blood vessel（control group） were established respectively.The experimental group was divided into 5 subgroups according to the simulated blood vessel inner diameter，namely group A（inner diameter of 4 mm），group B（inner diameter of 5 mm），group C（inner diameter of 6 mm），group D（inner diameter of 7 mm） and group E（inner diameter of 8 mm），all groups underwent microwave ablation under ultrasound guidance.Maximum radius（Rmax），ablation area（Sz），and area change rate（Sdiff） among groups were compared.Results" " Under the same ablation power and time，there were significant differences in Rmax and Sz between the experimental subgroups and the control group（all Plt;0.001）.Except significant difference in Rmax，Sz and Sdiff between group C and group D，group D and group E in the experimental group，there were significant differences in Rmax，Sz and Sdiff between the rest subgroups in pairwise comparasion（all Plt;0.05）.Conclusion" " The blood flow near the ablation site can produce thermal deposition effect during microwave ablation under ultrasound guidance，and the larger the inner diameter of the blood vessel，the greater the influence on the ablation range.

KEY WORDS" " Ultrasound guidance；Microwave ablation；Inner diameter；Pig liver

原發(fā)性肝癌是全球第六大常見惡性腫瘤，每年約有782 000例新發(fā)病例和745 000例死亡病例，其中肝細胞癌占所有原發(fā)性肝癌的85%［1］ 。微波消融是治療肝臟腫瘤尤其是肝細胞癌的常用方法［2］。臨床研究［3］表明，腫瘤組織在血管附近生長較為迅速，而血管旁消融時會發(fā)生熱沉降效應(yīng)，即微波消融過程中血管內(nèi)血液流動會帶走一部分熱量，可能致使血管周圍組織的溫度低于治療溫度，從而導(dǎo)致癌細胞殘存，影響消融療效［4-5］。本實驗分別建立有血流及無血流的離體豬肝模型并進行超聲引導(dǎo)下微波消融，通過改變模擬血管內(nèi)徑評估熱沉降效應(yīng)對消融灶范圍產(chǎn)生的影響，旨在為臨床大血管旁腫瘤的消融治療提供參考。

材料與方法

一、主要實驗材料和儀器

同一市場商家購置60塊離體時間不超過2 h的新鮮豬肝，平均質(zhì)量（1.5±0.5）kg。彩色多普勒超聲診斷儀（Resona R9，深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司），L14-3WU線陣探頭，頻率 5～15 MHz；恒流泵（保定蘭格恒流泵有限公司）；微波消融治療儀（KY-2000）和消融針（KY-2450A，長度 200 mm，直徑 1.9 mm），均購自南京康友醫(yī)療科技有限公司。循環(huán)池（容量5L）。

二、實驗方法

1.模型建立及分組：于室溫條件下分別建立PP塑料管模擬血管豬肝模型（實驗組）和無模擬血管豬肝模型（對照組）。建立模擬血管豬肝模型時將離體豬肝膈面朝上置于手術(shù)臺，采用不同內(nèi)徑的PP塑料管沿肝門靜脈插入血管內(nèi)，一端放入循環(huán)池接入常溫生理鹽水［溫度為（25±2）℃］，并將其與恒流泵連接，開啟恒流泵，設(shè)置模擬血管流速為恒定流速，即人體門靜脈流速［（20±2）cm/s］。見圖1A。因臨床研究［6-7］表明單支血管內(nèi)徑gt;3 mm時會對熱沉降效應(yīng)產(chǎn)生影響，結(jié)合預(yù)實驗結(jié)果，本實驗中模擬血管內(nèi)徑從4 mm開始，以其內(nèi)徑為研究變量，根據(jù)PP塑料管內(nèi)徑不同，將實驗組分為5個亞組（A～E組），其中A組內(nèi)徑4 mm，B組內(nèi)徑5 mm，C組內(nèi)徑6 mm，D組內(nèi)徑7 mm，E組內(nèi)徑8 mm，每組6塊豬肝。對照組共30塊豬肝，豬肝血管解剖走行區(qū)無恒流泵連接及液體循環(huán)，其余處理同實驗組。

2.超聲引導(dǎo)下微波消融：首先進行預(yù)實驗，于模擬血管內(nèi)徑4 mm的豬肝模型上，控制消融針距模擬血管1 cm、設(shè)置臨床常用消融功率60 W，獲得豬肝組織壞死而血管組織未壞死（即熱沉降效應(yīng)最小時）的臨界時間為11.5 min，后續(xù)實驗均以此時間進行消融，確保消融時豬肝血管壁未受損而同時緊鄰血管旁肝實質(zhì)已達壞死程度。于超聲引導(dǎo)下將消融針平行于PP塑料管或肝門靜脈插入豬肝組織（圖1B），控制消融針距模擬血管1 cm，設(shè)置消融功率60 W、消融時間11.5 min，進行超聲引導(dǎo)下微波消融。

3.消融灶范圍參數(shù)獲?。合诮Y(jié)束后，與消融針垂直橫向剖開消融灶，取消融灶最大橫截面進行拍照（圖2），將圖像上傳至CAD軟件分析獲得消融灶最大半徑（Rmax）、面積（Sz），計算面積變化率（Sdiff），公式［8］為：Sdiff=（對照組Sz-實驗組Sz）/對照組Sz。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件，計量資料以x±s表示，兩組比較采用獨立樣本t檢驗。Plt;0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)" 果

本實驗各組均消融6次，共消融60塊豬肝。結(jié)果顯示，相同消融功率和時間下，實驗組各亞組Rmax、Sz與對照組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均Plt;0.001）。實驗組中A～E組Rmax、Sz隨著血管內(nèi)徑增大呈遞減趨勢，Sdiff隨著血管內(nèi)徑增大呈遞增趨勢；除C組與D組、D組與E組Rmax、Sz及Sdiff比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義外，其余各亞組Rmax、Sz及Sdiff兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均Plt;0.05）。見圖3和表1。

討 論

研究［9］發(fā)現(xiàn)應(yīng)用微波消融治療腫瘤時消融區(qū)域旁流動的血液會帶走一部分熱量，該現(xiàn)象被稱為熱沉降效應(yīng)。部分研究［10-11］認為肝內(nèi)血管對微波消融熱沉降效應(yīng)的影響有限，不會顯著影響腫瘤消融的局部療效；但另有研究［12-13］報道肝內(nèi)血管可顯著影響微波消融的療效，導(dǎo)致局部腫瘤進展率升高。但上述研究整體異質(zhì)性較高，結(jié)果有待更多的臨床研究確認。目前肝內(nèi)血管是否顯著影響肝惡性腫瘤微波消融的療效鮮見報道?；诖?，本實驗分別建立有血流及無血流的離體豬肝模型并進行超聲引導(dǎo)下微波消融，通過改變模擬血管內(nèi)徑評估熱沉降效應(yīng)對消融灶范圍產(chǎn)生的影響，旨在為臨床大血管旁腫瘤消融治療提供參考。

本實驗結(jié)果顯示，相同消融功率和時間下，實驗組各亞組Rmax、Sz均較對照組減小，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均Plt;0.001），提示于血管旁進行微波消融存在熱沉降效應(yīng)。通過對比實驗組各亞組與對照組Rmax發(fā)現(xiàn)，不僅靠近血管側(cè)消融灶會受影響，遠離血管側(cè)的消融灶同樣會受熱沉降效應(yīng)影響，這可能是因為消融針是自針尖向四周發(fā)熱［9］，血管中流動的液體會帶走一部分針尖熱量，導(dǎo)致消融針向遠離血管側(cè)傳遞的熱量減少。既往研究［8］認為Rmax為理想消融灶最大半徑，通過Rmax可計算出理想消融灶最大面積，且通過實驗組Sz與理想消融灶最大面積可計算消融灶Sdiff［8］，但本實驗結(jié)果顯示Rmax也受血管熱沉降效應(yīng)的影響，A～E組Rmax隨著血管內(nèi)徑增大呈遞減趨勢，若根據(jù)上述研究所用方法計算Sdiff存在一定的爭議，因此本實驗設(shè)置無模擬血管豬肝模型為對照組，并以對照組Sz為對照計算實驗組Sdiff，更為合理和準(zhǔn)確。本實驗中實驗組各亞組Sz均較對照組減小（均Plt;0.001），通過觀察發(fā)現(xiàn)對照組消融灶最大橫截面近似圓形，而實驗組各亞組消融灶最大橫截面并未對稱，靠近血管側(cè)略微凹陷且小于另一側(cè)，分析原因可能為消融針靠近血管側(cè)的熱量流失更多，導(dǎo)致對應(yīng)區(qū)域組織壞死范圍變小。本實驗并未比較實驗組與對照組消融灶體積，原因為有血管時靠近血管側(cè)的消融灶形狀不規(guī)則，并非橢球形狀，且在離體狀態(tài)下無法通過超聲造影進行測量，此時若計算消融灶體積可能會使實驗結(jié)果出現(xiàn)較大偏倚。此外，本實驗消融過程中確保消融針平行血管進針，保持消融針與血管的距離為1 cm，因此可以認為消融灶每一個橫截面受熱沉降效應(yīng)的影響幾乎一致，采用最大橫截面的變化來反映消融灶范圍的變化更為合理和準(zhǔn)確。

本實驗對實驗組各亞組消融灶范圍參數(shù)進行兩兩比較，結(jié)果顯示除C組與D組、D組與E組Rmax、Sz及Sdiff比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義外，其余各亞組Rmax、Sz及Sdiff兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均Plt;0.05）；隨著血管內(nèi)徑增大，A～E組Rmax、Sz呈遞減趨勢，Sdiff呈遞增趨勢，提示模擬血管內(nèi)液體流量也隨其內(nèi)徑增大而增加，液體流動帶走的熱量也隨之增大，即對熱沉降效應(yīng)的影響越大。進一步分析發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)徑≥4 mm時，血管旁進行微波消融會受熱沉降效應(yīng)的影響，消融灶Sdiff約為30%以上，提示臨床實際中可在微波消融術(shù)前評估時預(yù)測消融灶范圍，且對血管旁腫瘤進行微波消融時可適當(dāng)增加消融時間，使消融灶范圍完全覆蓋腫瘤并達到預(yù)期擴大消融的目的。既往實驗［8］表明消融灶Sdiff可隨模擬血管內(nèi)徑增大呈增大趨勢，但未進一步進行定量分析，且該實驗采用玻璃管模擬血管，其導(dǎo)熱系數(shù)與人體組織差異較大。本實驗采用PP塑料管模擬血管，其導(dǎo)熱系數(shù)接近人體組織，可盡量減小導(dǎo)熱系數(shù)不同帶來的誤差。此外，本實驗結(jié)果顯示，A組與B組、B組與C組Rmax、Sz及Sdiff比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均Plt;0.05），但C組與D組、D組與E組Rmax、Sz及Sdiff比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。通過分析發(fā)現(xiàn)A組與B組Sdiff相差約6%，而D組與E組Sdiff相差約3%，提示隨著模擬血管內(nèi)徑增大，Sdiff組間差值越來越小，原因可能為相同消融條件下隨著模擬血管內(nèi)徑增大，帶走的熱量逐漸變少，且均未達到血管所能帶走熱量的上限，熱沉降效應(yīng)增加的程度越來越小，推測當(dāng)血管內(nèi)徑達到一定大小時，熱沉降效應(yīng)可能不再發(fā)生明顯變化，但需要更多研究進一步證實。

在預(yù)實驗階段，筆者對常溫循環(huán)池與37℃恒溫循環(huán)池進行了比較，結(jié)果顯示通過兩者進行實驗獲得的消融灶范圍參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義；同時由于實驗所用豬肝為離體組織，溫度無法精確保持在正常人體體溫，亦難以確保實驗過程中模擬血管內(nèi)生理鹽水溫度恒定在37℃，因此本實驗循環(huán)池使用常溫生理鹽水，溫度為（25±2）℃。此外，本實驗設(shè)置模擬血管內(nèi)徑最大為8 mm，未進一步向上分組，主要原因為人體門靜脈主干內(nèi)徑為8～12 mm，其余分支內(nèi)徑較主干更細，為模擬人體血管對熱沉降效應(yīng)的影響，故設(shè)置模擬血管內(nèi)徑最大為8 mm。

綜上所述，超聲引導(dǎo)下微波消融時，消融灶旁血管的血流可產(chǎn)生熱沉降效應(yīng)，且血管內(nèi)徑越大，對消融灶范圍產(chǎn)生的影響越大，提示在微波消融治療鄰近血管腫瘤時應(yīng)重視血管內(nèi)徑大小。但由于本實驗為離體實驗，建立的模型未能充分模擬在體組織的灌注、溫度、細胞形態(tài)、解剖和組織收縮條件而受到限制，有待后續(xù)進一步完善。

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（收稿日期：2024-06-25）

作者單位：川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院超聲科，四川 南充 637000

通訊作者：余進洪，Email：yujinhong@nsmc.edu.cn