人新鮮離體甲狀腺組織射頻消融的實(shí)驗(yàn)研究

鮑山林，張 淼，汪 靜，江寧祥，許瑞庭，陳 映，張錦洲，余生林，吳紅麗，余建軍

·論 著·

人新鮮離體甲狀腺組織射頻消融的實(shí)驗(yàn)研究

鮑山林1，2，張 淼2，3，汪 靜1，2，江寧祥1，2，許瑞庭1，2，陳 映1，2，張錦洲2，3，余生林1，2，吳紅麗1，2，余建軍1，2

目的 研究人新鮮甲狀腺組織在離體狀態(tài)下經(jīng)射頻消融時達(dá)到壞死溫度時所需的時間，在不同射頻功率、時間狀態(tài)下消融部位溫度、毀損程度、范圍以及組織病理學(xué)改變。方法 使用裸露電極長度為1 cm的單束射頻電極針插入甲狀腺組織內(nèi)，測溫電極距離裸露電極0.5 cm處測溫。分別給予不同功率和時間下對甲狀腺組織進(jìn)行消融，記錄消融時間、消融區(qū)溫度，觀察消融形態(tài)，測量毀損范圍，觀察毀損區(qū)病理學(xué)改變。結(jié)果 毀損區(qū)呈現(xiàn)橢圓形，20 W消融3 min毀損縱徑平均(1.52±0.075)cm，橫徑平均(1.20±0.06)cm，面積平均(1.43±0.12)cm2；30 W消融3 min毀損縱徑平均(1.65±0.10)cm，橫徑平均(1.27±0.05)cm，面積平均(1.63±0.16)cm2。達(dá)到毀損所需最小溫度60 ℃所需時間不同:20 W時需60 s，30 W時需30 s。相同作用時間下，功率不同毀損面積不同，功率越大毀損面積越大，呈正相關(guān)性。相同功率下，作用時間不同毀損范圍不同，時間越長毀損面積越大，呈正相關(guān)性。鏡下顯示毀損區(qū)發(fā)生凝固性壞死，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，核減少和核變形明顯。結(jié)論 不同功率、不同消融時間下毀損面積不同，不同功率下達(dá)到毀損所需溫度時間不同，呈正相關(guān)性，毀損區(qū)呈現(xiàn)橢圓形凝固性壞死組織。

射頻消融；甲狀腺；離體

射頻消融技術(shù)在成熟引用于肝臟腫瘤臨床治療后，首先被韓國、意大利等臨床醫(yī)生用于甲狀腺良性結(jié)節(jié)的非手術(shù)治療[1]。我們2014年1月開始應(yīng)用于臨床甲狀腺良性結(jié)節(jié)的治療，但在臨床實(shí)踐過程中較難掌握消融范圍與時間、功率之間的關(guān)系。本課題設(shè)計(jì)目的在于了解達(dá)到壞死溫度時，在阻抗模式和不同功率下射頻消融所需時間及毀損灶大小，為臨床提供恰當(dāng)?shù)闹委煼绞胶头椒?。為達(dá)到最佳模式下使用最短時間獲得有效毀損范圍，在保證目標(biāo)結(jié)節(jié)毀損的前提下以最小限度減少對正常組織的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料：選取2015年7月-2016年3月寧夏人民醫(yī)院微創(chuàng)、甲乳外科收治的甲狀腺良性腫瘤患者共計(jì)36例，其中男性12例，女性24例。手術(shù)室內(nèi)選取手術(shù)切除之完整甲狀腺腺體或一側(cè)腺葉，考慮到射頻毀損區(qū)域可能對切除標(biāo)本中甲狀腺結(jié)節(jié)的病理診斷產(chǎn)生影響，對離體狀態(tài)正常腺體在室溫下進(jìn)行射頻消融實(shí)驗(yàn)。

1.2 儀器及方法：①射頻治療儀(柯惠 Cool-tipTM Radio Frequency Ablation System)。②射頻電極針(單束射頻電極包)，柯惠 RFA Single Electrodes ACT1510長度為15 cm，裸露電極長度1 cm。③射頻測溫針。④設(shè)備工作特點(diǎn)，反饋控制器連續(xù)監(jiān)測組織電阻，自動調(diào)整輸出，實(shí)現(xiàn)能量傳輸最大化。消融電極內(nèi)部有循環(huán)冷卻水，可冷卻臨近裸露電極組織，使能量沉積實(shí)現(xiàn)最大化并防止碳化，治療時間縮短及消融體積可控。電極尖端的熱電偶測量組織溫度，一個治療循環(huán)結(jié)束后可重定位電極以測定消融區(qū)域溫度。阻抗模式是指射頻消融主機(jī)，會根據(jù)射頻電極針實(shí)時感測到的消融區(qū)域的阻抗和溫度自動調(diào)整輸出功率。⑤方法，回路電極板置于金屬托盤下，將射頻電極和射頻發(fā)生器相連，連接冷循環(huán)系統(tǒng)。將離體人甲狀腺組織隨機(jī)分為6組，每組6例。甲狀腺置于金屬托盤上，在直視下將ACT1510單電極冷循環(huán)射頻針刺入甲狀腺腺體組織內(nèi)1.5 cm，測溫針垂直置于距消融工作電極中點(diǎn)0.5 cm處。啟動射頻治療儀以及冷循環(huán)系統(tǒng)，分別應(yīng)用阻抗調(diào)節(jié)模式和手動20 W、30 W模式進(jìn)行消融3 min和5 min，期間分不同時間點(diǎn)檢測測溫針顯示的溫度變化。RFA結(jié)束后，將甲狀腺腺體組織沿射頻針針道剖開，觀察甲狀腺組織內(nèi)毀損的范圍，詳細(xì)記錄毀損范圍的最大縱徑、最大橫徑，計(jì)算射頻針道所在切面內(nèi)毀損面積，并詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)。

由于理論上當(dāng)組織溫度>60 ℃時，產(chǎn)生不可逆壞死。我們設(shè)定測量熱電偶測量組織溫度為70 ℃并持續(xù)1 min以上所形成的毀損灶大小和所需時間。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 大體標(biāo)本觀察、測量：在消融結(jié)束后沿針道剖開,觀察消融灶形態(tài)、顏色、有無碳化等,記錄消融灶最大切面的縱徑、橫徑，計(jì)算面積。橢圓形面積計(jì)算公式：面積(cm2)=π×(R1/2)×(R2/2)。

1.3.2 病理學(xué)檢查：標(biāo)本置于10%福爾馬林溶液中固定，乙醇脫水、石蠟包埋、組織切片、染色、封片。顯微鏡下觀察、比較正常組織和毀損區(qū)病理變化。

2 結(jié)果

2.1 消融過程中組織改變：消融過程中隨著時間延長甲狀腺組織出現(xiàn)氣泡溢出并伴輕微爆裂聲，消融部位腺體表面輕微攣縮并逐漸干燥，組織變硬。射頻結(jié)束后沿消融針道縱向剖視可見以針道為中心的橢圓形毀損區(qū)，腺體組織變硬，消融毀損區(qū)與周圍正常組織分界較清晰，呈黃黑色或灰黑色，見圖1-圖2(目錄后)。

2.2 病理學(xué)觀察：在顯微鏡下對所切除的甲狀腺組織進(jìn)行病理學(xué)觀察，可見毀損區(qū)甲狀腺組織濾泡結(jié)構(gòu)破壞，濾泡內(nèi)膠質(zhì)明顯減少，染色較淡，而細(xì)胞核固縮、濃染(圖1，目錄后)。毀損嚴(yán)重區(qū)的甲狀腺濾泡破碎、崩解，膠質(zhì)消失，大量細(xì)胞核堆積成團(tuán)，核固縮(圖2，目錄后)。

2.3 射頻后甲狀腺毀損范圍測量結(jié)果:相同作用時間下，功率不同毀損面積不同，功率越大毀損面積越大。3 min 20 W、30 W和阻抗模式下的毀損面積分別是(1.42±0.12)cm2、(1.63±0.16)cm2和(1.58±0.09)cm2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；5 min下20 W、30 W和阻抗模式下的毀損面積分別是(1.95±0.19)cm2、(2.37±0.10)cm2和(2.25±0.16)cm2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

相同功率下，作用時間不同毀損范圍不同，時間越長毀損面積越大。20 W作用3 min和5 min毀損面積分別是(1.43±0.12)cm2和(1.95±0.19)cm2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。30 W作用3 min和5 min毀損面積分別是(1.64±0.16)cm2和(2.37±0.10)cm2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。阻抗模式下作用3 min和5 min毀損面積分別是(1.57±0.09)cm2和(2.56±0.16)cm2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

不同功率下，局部甲狀腺組織測量區(qū)內(nèi)溫度達(dá)到毀損所需溫度(﹥60 ℃)不同，20 W時需要較長時間，平均60 s；而30 W和阻抗模式下則可很快達(dá)到，平均30 s。此后隨著作用時間延長，毀損區(qū)測量區(qū)內(nèi)最高溫度達(dá)到70 ℃左右后不再升高,見表1。

表1 不同功率不同作用時間甲狀腺組織毀損的比較±s)

3 討論

甲狀腺結(jié)節(jié)在臨床上很常見且大多數(shù)是良性結(jié)節(jié)，臨床上可觸摸到的甲狀腺結(jié)節(jié)占總?cè)巳旱?%～10%，偶然發(fā)現(xiàn)或經(jīng)B超檢查發(fā)現(xiàn)的甲狀腺結(jié)節(jié)最高可達(dá)67%[2]。雖然大多數(shù)結(jié)節(jié)是良性的，但仍有部分會產(chǎn)生壓迫或功能亢進(jìn)癥狀。手術(shù)是治療甲狀腺結(jié)節(jié)的常用手段，但可以造成諸如切口瘢痕、喉返神經(jīng)、喉上神經(jīng)、甲狀旁腺損傷、永久性甲減等一系列并發(fā)癥[3]。因此，非手術(shù)微創(chuàng)治療如酒精消融、射頻消融、經(jīng)皮激光消融、高能超聲聚焦和微波消融等，因其創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、并發(fā)癥少等諸多優(yōu)勢，經(jīng)研究試驗(yàn)后逐步引入甲狀腺良性結(jié)節(jié)的臨床治療中。

射頻消融是將消融電極在CT或B超等影像學(xué)設(shè)備下穿刺到腫瘤組織,腫瘤內(nèi)離子隨高頻交變電流高速旋轉(zhuǎn)，離子摩擦產(chǎn)生熱，溫度達(dá)到49 ℃時腫瘤細(xì)胞就會產(chǎn)生不可逆的損傷，60 ℃以上就會產(chǎn)生不可逆的凝固性壞死，90 ℃的時候就會完全滅活。

國外少數(shù)學(xué)者對甲狀腺的RFA進(jìn)行研究，取得了一定的結(jié)果。Pernot等[4-5]也做過相關(guān)研究，驗(yàn)證溫度超過50 ℃后會引起組織變性，造成不可逆組織性質(zhì)的改變。Hanly等[6]對8只小豬在超聲引導(dǎo)下對中央甲腺組織行RFA，6周后切除所有甲狀腺，研究發(fā)現(xiàn)所動物組織學(xué)顯示消融灶周圍環(huán)正常甲狀腺組織，認(rèn)為在超聲引導(dǎo)下對甲狀腺組織RFA是安全可靠的，將RFA技術(shù)引入人類甲狀腺疾病治療具有廣闊應(yīng)用前景。目前此類基礎(chǔ)研究國內(nèi)亦有報(bào)道，彭彩碧等[7]通過實(shí)驗(yàn)證明，RFA對豬甲狀腺組織毀損灶形成是可靠的，單電極射頻消融豬甲狀腺組織，可形成一直徑為2～10 mm的類圓形消融灶，此實(shí)驗(yàn)為RFA技術(shù)在治療甲狀腺疾病的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。鄭珺等[8]研究表明，多彈頭射頻治療頭頸部復(fù)發(fā)腫瘤方法可行，且有一定優(yōu)勢。楊焰等提供了射頻消融輸出功率及作用時間與凝固灶大小的關(guān)系[9]。

人新鮮離體甲狀腺射頻消融尚未有人研究。消融功率大小與組織毀損范圍有無量效關(guān)系，不同功率下達(dá)到毀損所需溫度時間是多少，消融時毀損區(qū)周邊溫度是多少，消融毀損區(qū)域的病理學(xué)改變?nèi)绾蔚葐栴}都需解決。

本研究發(fā)現(xiàn)，相同作用時間下，功率不同毀損面積不同，功率越大毀損面積越大；相同功率下，作用時間不同毀損范圍不同，時間越長毀損面積越大。20 W作用3 min和5 min毀損面積分別是(1.43±0.03)cm2和(1.95±0.04)cm2；30 W作用3 min和5 min毀損面積分別是(1.63±0.04)cm和(2.37±0.06)cm2；阻抗模式下作用3 min和5 min毀損面積分別是(1.57±0.06)cm2和(2.25±0.04)cm2。毀損面積與輸出功率、消融時間呈現(xiàn)量效關(guān)系，但當(dāng)消融功率和消融時間達(dá)到一定數(shù)值時，毀損面積不再增大。這和射頻消融工作原理有關(guān)，當(dāng)毀損區(qū)因溫度升高導(dǎo)致脫水，離子振蕩減弱，摩擦減少，溫度不再升高或緩慢升高，因之也提供了其安全有效范圍。臨床實(shí)踐中可根據(jù)待消融結(jié)節(jié)在腺體內(nèi)的部位和大小選擇消融功率和時間。毀損區(qū)外觀表現(xiàn)為腺體組織變硬，消融毀損區(qū)與周圍正常組織分界較清晰，呈黃黑色或灰黑色。鏡下表現(xiàn)為：毀損區(qū)甲狀腺組織濾泡結(jié)構(gòu)破壞，濾泡內(nèi)膠質(zhì)明顯減少，染色較淡，而細(xì)胞核固縮，濃染；毀損嚴(yán)重區(qū)的甲狀腺濾泡破碎、崩解，膠質(zhì)消失，大量細(xì)胞核堆積成團(tuán)，核固縮。不同功率下，局部甲狀腺組織測量區(qū)內(nèi)溫度達(dá)到毀損所需溫度(﹥60℃)不同，20 W時需要較長時間，平均60 s左右；而30 W和阻抗模式下則可很快達(dá)到，平均30 s左右。此后隨著作用時間延長，毀損區(qū)測量區(qū)內(nèi)最高溫度達(dá)到70 ℃左右后不再升高。在距離消融電極0.5 cm處溫度在43～65 ℃，這個溫度足以使正常甲狀腺組織死亡，病理學(xué)檢查也證實(shí)了這點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，甲狀腺組織致密程度、含水量多少不同，消融所需時間和毀損區(qū)范圍亦有一定區(qū)別。

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Experimental study of radiofrequency ablation on fresh human thyroid gland Ex vivo

BAOShanlin1,2,ZHANGMiao2,3,WANGJing1,2,JIANGNingxiang1,2,XURuiting1,2，CHENGYing1,2,ZHANGJinzhou2,3,YUShenglin1,2,WUHongli1,2,YUJianjun1,2.

1.Mini-invasiveandThyroid-galactophorSurgeryDeptment，NingxiaPeople’sHospital，Yinchuan750002,China;2.TheFirstClinicalMedicalCollegeofNorthwestUniversityforNationalities,Yinchuan750002,China;3.DepartmentofPathology，NingxiaPeople’sHospital，Yinchuan750002,China

YUjianjun,Email:yujjster@gmail.com

Objective To study the energy-related effect of the radiofrequency ablation(RFA)and establish a dose-response relationship between thermal ablation with power and time by RFA.Methods The radiofrequency monopolar electrode with the exposed tip length of 1 cm was inserted into the fresh human thyroid tissue and treated for the different time and the different power.During the ablation，the continuous temperature at a distance of 5 mm from the applicator was measured.RFA lesion area was measured with its transversal diameters ,axial diameters and cross-section area to determine the scope of radiofrequency ablation lesion.The pathology was studied simutaneously.Results The ablative area was oval.The transversal diameter was(1.20±0.06)cm and the axial diameter was(1.52±0.075)cm.The lesion area were(1.43±0.12)cm2at 20 W with an exposure time of 3 minutes.The transversal diameter was(1.27±0.05)cm and the axial diameter was(1.65±0.10)cm.The lesion area were(1.64±0.16)cm2at 30 W with an exposure time of 3 minutes.The need temperature of 20 W 60 s and 30 W 30 s were above 60 ℃.The ablative area induced by RFA was depended on the power and the time.Microscopically,coagulation necrosis and cellular destruction with nuclear distortion，shrinkage and fragmentation were seen in the ablative zone.Conclusion The ablative area induced by RFA is depend on the power and exposure time.The ablative area is oval and the tissues present coagulation necrosis.

Radiofrequencyablation;Thyroid;Exvivo

10.13621/j.1001-5949.2017.04.0295

寧夏自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(NZ14290)

1.寧夏人民醫(yī)院微創(chuàng)、甲乳外科，寧夏 銀川 750002 2.西北民族大學(xué)第一附屬醫(yī)院，寧夏 銀川 750002 3.寧夏人民醫(yī)院病理科，寧夏 銀川 750002

鮑山林(1969-)，男，河北籍，腫瘤學(xué)碩士，副主任醫(yī)師，主要從事甲狀腺、乳腺疾病的診治工作。

http://kns.cnki.net/kcms/detail/64.1008.R.20170328.2051.004.html

R736.1

A

2016-04-19 [責(zé)任編輯]馬興忠