活體豬肢體長骨多極射頻消融灶影像與病理改變對照研究

陳錦州，趙衛(wèi)，黃建強(qiáng)，胡繼紅，錢忠義

·實(shí)驗(yàn)研究Experimental research·

活體豬肢體長骨多極射頻消融灶影像與病理改變對照研究

陳錦州，趙衛(wèi)，黃建強(qiáng)，胡繼紅，錢忠義

目的通過對活體豬脛骨行經(jīng)皮多極射頻消融（radiofrequency ablation，RFA），觀察骨端及骨干多極RFA灶的病理及影像改變，探討與影像改變對應(yīng)的病理組織學(xué)變化。方法麻醉狀態(tài)下，于8只實(shí)驗(yàn)活體豬脛骨骨端、骨干的相同位置行多極RFA，于術(shù)后按實(shí)驗(yàn)設(shè)定時(shí)間處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，獲取骨端、骨干標(biāo)本，并在此過程中進(jìn)行活體動(dòng)物RFA部位X線、CT檢查，肉眼觀察標(biāo)本及測量后行骨切片、HE染色，鏡下觀察。結(jié)果X線及CT檢查示骨端多極RFA灶早期無明顯影像學(xué)改變；隨后邊緣出現(xiàn)低密度帶，為肉芽組織吸收壞死骨質(zhì)至骨密度減低所致，并向中部逐漸擴(kuò)展；隨后在低密度區(qū)外緣見骨質(zhì)硬化帶，為肉芽組織成熟形成的纖維組織內(nèi)新骨形成所致，并向內(nèi)緩慢填充。骨干多極RFA灶影像及病理改變大致與骨端相同，但易合并骨干病理性骨折及死骨形成。結(jié)論多極RFA灶X線及CT影像改變能反映其病理組織學(xué)變化，可作為骨腫瘤RFA灶的有效隨訪手段。

肢體長骨；多極射頻消融；活體動(dòng)物；影像學(xué)；病理學(xué)

【Key words】long bone of limb；multi-polar radiofrequency ablation；living animal；imaging；pathology

射頻消融（radiofreqency ablation，RFA）已用于治療多種骨腫瘤［1-4］，目前臨床多關(guān)注RFA是否能損毀骨腫瘤，基礎(chǔ)研究多關(guān)注骨質(zhì)內(nèi)的消融范圍及熱場分布規(guī)律，而對RFA灶在RFA后的影像學(xué)改變與組織學(xué)改變的對照研究，目前報(bào)道甚少。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

采用云南小耳活豬8頭，日齡（91±5.6）d，體重（53±7.4）kg，由昆明醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物科提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

8頭豬中取1只作為對照。其余7只在麻醉狀態(tài)下，于右側(cè)脛骨骨端、骨干的相同位置行RFA（RFA-I型多極射頻腫瘤消融系統(tǒng)），術(shù)后部分動(dòng)物繼續(xù)飼養(yǎng)觀察，為預(yù)防感染，給予慶大霉素肌內(nèi)注射8萬u每天3次，共5 d。按實(shí)驗(yàn)方案，麻醉下7只動(dòng)物分別行X線和CT檢查，獲取RFA后0、3、10、24 d和5、8、12周X線及CT檢查圖像。影像檢查后立即深度麻醉處死動(dòng)物，獲取對應(yīng)RFA后0、3、10、24 d和5、8、12周及空白對照動(dòng)物骨端、骨干標(biāo)本共16個(gè)。獲取的標(biāo)本立即用4%甲醛固定，沿RFA針道縱向剖開RFA灶，力求獲得RFA灶最大剖面，并保留鄰近軟組織結(jié)構(gòu)，肉眼觀察及測量后送病理室行骨切片，HE染色，鏡下觀察。RFA條件：中心溫度90℃，持續(xù)時(shí)間15min。

2 結(jié)果

2.1 骨端影像學(xué)和病理學(xué)對比

X線及CT檢查見多極RFA后0、3 d，除釘狀低密度針道外，骨端RFA灶未見明確異常改變；RFA灶中部有橢圓形灰白色區(qū)域光，鏡下見組織結(jié)構(gòu)形態(tài)基本保存，周圍灰褐色環(huán)狀出血帶，組織內(nèi)多發(fā)灶性出血。RFA后10 d，RFA灶邊緣見橢圓形窄帶狀低密度區(qū)，該區(qū)域在大體標(biāo)本上即為原出血帶，其灰褐色基本消失，部分略呈白色，光鏡下可見炎性細(xì)胞浸潤、肉芽組織形成，呈現(xiàn)典型的凝固性壞死改變，該區(qū)內(nèi)部分肉芽組織外側(cè)可見纖維組織帶形成，外側(cè)及內(nèi)側(cè)骨質(zhì)均未見影像學(xué)改變，但內(nèi)側(cè)骨組織大體標(biāo)本呈灰白色，鏡下結(jié)構(gòu)形態(tài)基本保存完整，外側(cè)骨組織大體標(biāo)本及鏡下結(jié)構(gòu)形態(tài)均正常（圖1）。RFA后24 d和5、8及12周，邊緣低密度區(qū)向內(nèi)逐步增寬并擴(kuò)展至中心，低密度帶外緣見環(huán)狀骨質(zhì)增生硬化，并逐漸向內(nèi)緩慢填充，該區(qū)域大體標(biāo)本呈白色，鏡下主要為纖維組織，在纖維組織內(nèi)見多量成纖維細(xì)胞及其產(chǎn)生的尚未成熟骨質(zhì)；在該低密度帶內(nèi)側(cè)緣可見肉芽組織及典型的凝固性壞死（圖2），其內(nèi)部尚未被吸收的骨質(zhì)組織結(jié)構(gòu)尚基本保存。

圖1 RFA后10 d骨端標(biāo)本的影像學(xué)和病理學(xué)所見

2.2 骨干影像學(xué)和病理學(xué)對比

圖2 RFA后5周骨端標(biāo)本的影像學(xué)和病理學(xué)所見

多極RFA后0、3 d，骨干X線及CT檢查除骨皮質(zhì)內(nèi)釘狀低密度針道外，骨髓組織及外緣骨皮質(zhì)均未見明顯改變；大體標(biāo)本RFA灶中部橢圓形灰白區(qū)域及周圍環(huán)狀灰褐色帶光鏡下大部分脫落，而周圍骨皮質(zhì)及骨膜鏡下未見明顯改變。RFA后10、 24 d，RFA灶內(nèi)骨髓密度減低，呈長橢圓形；大體標(biāo)本中部的橢圓形灰白區(qū)域及周圍環(huán)狀灰褐色帶，鏡下亦大部分脫落，周圍骨皮質(zhì)正常（圖3）。RFA后5、8周，RFA區(qū)域出現(xiàn)骨干死骨形成，繼發(fā)病理性骨折，死骨長約4 cm；在大體標(biāo)本上死骨呈灰黑色，并可見膿液、聞及惡臭，骨皮質(zhì)外圍多量環(huán)狀骨痂形成，特別是斷端靠近骨端側(cè)，光鏡下可見纖維組織內(nèi)大量纖維母細(xì)胞及其產(chǎn)生的尚未成熟骨質(zhì)（圖4）。RFA后12周，髓腔內(nèi)外大量骨痂形成，骨質(zhì)硬化、致密，髓腔縮小、狹窄，鏡下均見大量新生的尚未完全成熟的骨質(zhì)。

圖3 RFA后10 d骨干標(biāo)本的影像學(xué)和病理學(xué)所見

3 討論

既往基礎(chǔ)研究顯示，RFA能有效的損毀松質(zhì)骨及骨髓組織［5］，RFA灶呈以消融針為長軸的橢圓形，在骨皮質(zhì)的產(chǎn)生直徑約1 cm、50°以上的高溫區(qū)，而在骨髓為1.7 cm，且能破壞RFA灶周圍直徑小于3 mm的血管，RFA灶的損毀范圍與射頻消融儀功率、射頻消融電極的長度及子針的空間分布、組織血供是否豐富等有關(guān)［6］。

本實(shí)驗(yàn)顯示RFA對活體豬松質(zhì)骨及骨髓有明確的損毀作用，其壞死區(qū)符合凝固性壞死改變，與軟組織內(nèi)RFA灶的壞死類型相同［6］。故RFA損毀骨腫瘤及其邊緣腫瘤組織與正常骨組織交織存在的區(qū)域，提高腫瘤組織完全壞死率，減低殘存率，提高患者的生存期。

X線及CT檢查可用于臨床評估RFA范圍是否滿足治療需求，是否需補(bǔ)充治療，也可用于RFA后的隨訪評估。本實(shí)驗(yàn)顯示骨RFA灶的影像改變能反映其病理組織學(xué)改變，X線及CT檢查所示RFA邊緣的低密度骨質(zhì)吸收區(qū)對應(yīng)于光鏡下RFA灶的壞死區(qū)邊緣，提示可根據(jù)RFA后骨質(zhì)吸收形成的低密度帶確定骨質(zhì)RFA灶實(shí)際壞死邊緣及范圍，這對臨床確定RFA的范圍有重要意義。

圖4 RFA后5周骨干標(biāo)本的影像學(xué)和病理學(xué)所見

本實(shí)驗(yàn)中，RFA后0、3、24 d，骨干RFA灶邊緣骨皮質(zhì)并未出現(xiàn)壞死的影像學(xué)改變，而5周或8周后出現(xiàn)死骨形成及病理性骨折，結(jié)合既往研究提示熱量對密質(zhì)骨損傷作用有限［7］，推測死骨形成可能與RFA破壞骨干骨皮質(zhì)髓腔側(cè)2/3血液供應(yīng)和實(shí)驗(yàn)豬無法有效制動(dòng)有關(guān)，而與RFA熱量直接損傷所致可能性不大。這也提示骨干RFA時(shí)消融范圍不能過大、過多的損毀皮質(zhì)血供，否則可能會引起死骨形成及病理骨折。

RFA后，RFA灶周圍正常骨質(zhì)的修復(fù)過程與骨折的愈合過程相似，均在纖維組織內(nèi)的成纖維細(xì)胞作用下，先形成細(xì)胞外基質(zhì)，繼而鈣鹽沉積形成骨質(zhì)，與既往研究結(jié)果相同［8-9］。

由于骨組織在不同種屬動(dòng)物間存在高度同源性［10］，因此本實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果可以為臨床骨腫瘤RFA治療提供參考。

本實(shí)驗(yàn)探討了多極RFA后活體動(dòng)物長骨的X線及CT影像學(xué)改變，為臨床開展骨腫瘤的RFA治療提供了有價(jià)值的參考信息。

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M ulti-polar radiofrequency ablation of pig’s long bones in vivo：comparison study between imaging

and pathology

CHEN Jin-zhou，ZHAO Wei，HUANG Jian-qiang，HU Ji-hong，QIAN Zhong-yi.

Department of Interventional Radiology，General Hospital，Medical Group of Pingdingshan Coal and Shenma Association，Pingdingshan，Henan Province 467000，China

ZHAOWei，E-mail：Kmyxy4117@163.com

ObjectiveTo observe the pathologic and imaging changes of pig’s diaphysis and epiphysis caused bymulti-polar radiofrequency ablation（RFA），and to discuss the relationship between the imaging findings and pathologic changes.MethodsUnder general anesthesia，RFA was carried out on the upper epiphysis and diaphysis of experimental pig’s tibias.Different operation time was used for RFA according to the experiment scheme，and then the pigswere executed by over anesthesia in order to gain the specimen of the upper epiphysis and diaphysis of the experimental pigs’tibias.X-ray and CT examination were performed before the experimental pigs were sacrificed.The specimens thus collected were sent for pathological exam ination，both macroscopically and m icroscopically.HE dyeing was used.ResultsX-ray and CT scanning showed thatat early stage therewas no obvious imaging changes in RFA lesions.Then，lowdensity zone appeared at the edge of the lesions，which was due to the absorption of the necrotic bone by granulation tissue.Shortly after that，a zone of bone sclerosis emerged around the low-density area，which was due to the new bone formation within the fibrous tissue that was produced by the mature granulation tissue，and the bone tissue slowly filled the lesion.The pathologic and imaging changes of ablated diaphysis were quite the same as those of the epiphysis，but the pathological fracture of epiphysis and the formation of necrotic bone occurred more easily.ConclusionX-ray and CT scanning can reflect the pathologic changes of the ablated lesions created by multipolar radiofrequency.Therefore，imaging examination can be used as an effective follow-up means for checking the RFA lesions of bone tumor.（J Intervent Radiol，2014，23：325-328）

R454.5，R812

B

1008-794X（2014）-04-0325-04

2013-02-10）

（本文編輯：侯虹魯）

10.3969／j.issn.1008-794X.2014.04.013

467000河南平頂山平煤神馬醫(yī)療集團(tuán)總醫(yī)院介入放射科（陳錦州）；昆明醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院影像中心介入放射科（趙衛(wèi)、黃建強(qiáng)、胡繼紅）；昆明醫(yī)學(xué)院病理教研室（錢忠義）

趙衛(wèi)E-mail：Kmyxy4117@163.com