羅 佳，徐 明，黃光亮，鄭艷玲，劉 明，謝曉燕，黎東明.中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲科，中山大學(xué)超聲診斷與介入超聲研究所，廣東 廣州 50080；. 中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院肝臟外科，廣東 廣州 50080

低功率射頻消融在體外消融中的實(shí)驗(yàn)研究

羅 佳1，徐 明1，黃光亮1，鄭艷玲1，劉 明1，謝曉燕1，黎東明2
1.中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲科，中山大學(xué)超聲診斷與介入超聲研究所，廣東 廣州 510080；
2. 中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院肝臟外科，廣東 廣州 510080

目的：探討低功率射頻消融治療在豬瘦肉組織中形成的消融灶特點(diǎn)。方法：將30份豬瘦肉組織隨機(jī)分為10組，每組3份。使用MedSphere射頻消融儀，分別采用1～10 W恒定功率，在高頻線陣超聲探頭引導(dǎo)下進(jìn)行射頻消融。觀察消融過(guò)程中針尖溫度變化及消融后大體標(biāo)本的消融灶形態(tài)，并測(cè)量消融灶徑線，計(jì)算消融灶的體積和縱橫比。比較不同功率組消融灶體積及形態(tài)，并與病理結(jié)果對(duì)照。結(jié)果：除1 W組針尖未能形成消融灶外，其余各功率組均形成橢球體消融灶。其中以3 W組消融灶平均體積最大[(1.76±0.40) cm3]，消融灶體積與其他各組之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且消融灶形態(tài)最接近球形(平均縱橫比為1.21)。病理HE染色可見(jiàn)消融區(qū)組織呈凝固性壞死，其大小與大體標(biāo)本之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論：MedSphere射頻消融儀在功率為3 W時(shí)所得的消融灶體積最大，形態(tài)最接近球形，可用于臨床中淺表器官及近危險(xiǎn)部位病灶的消融治療。

低功率；射頻消融；超聲

射頻消融已廣泛應(yīng)用于臨床，特別是在肝癌的治療中有重要作用[1-4]。臨床常用的消融功率為100～200 W，可達(dá)到較大的消融范圍。但對(duì)于淺表器官或重要結(jié)構(gòu)旁的微小病灶，過(guò)大的消融范圍將增加治療風(fēng)險(xiǎn)，因此精準(zhǔn)消融非常重要。對(duì)于此類(lèi)病灶，如何獲得較小的消融灶是關(guān)注的焦點(diǎn)。本研究旨在研究不同功率下低功率射頻消融可獲得消融灶的形狀、大小，分析影響消融范圍的因素，并與病理作對(duì)照，探討其用于人體淺表器官及重要結(jié)構(gòu)旁微小病變精準(zhǔn)消融治療的可能性。

1 資料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

豬瘦肉組織(市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi))，均勻分割成約4 cm×3 cm×2 cm的小塊，共30份。

1.2 儀器和方法

低功率射頻消融采用美國(guó)邁德L-500射頻治療儀和10-141261射頻針。該射頻儀由射頻針自帶回路，無(wú)需外接電極板。其陽(yáng)極、陰極均位于針尖處，長(zhǎng)度均為5 mm，兩者之間有1 mm的絕緣帶。針桿長(zhǎng)度70 mm，規(guī)格19 G。該射頻儀可實(shí)時(shí)顯示針尖溫度和針尖周?chē)杩勾笮?。功率發(fā)射可通過(guò)阻抗控制和時(shí)間控制兩種方法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)阻抗值＞500 Ω或達(dá)到預(yù)設(shè)消融時(shí)間(10 min)則自動(dòng)停止射頻發(fā)射。

超聲引導(dǎo)采用日本東芝Aplio超聲診斷儀，高頻線陣探頭11L5，實(shí)時(shí)引導(dǎo)穿刺和監(jiān)測(cè)消融情況。

將30份豬瘦肉組織分為10組，每組3份。分別以1、2、3、4、5、6、7、8、9和10 W的恒定功率進(jìn)行消融。當(dāng)阻抗值＞500 Ω或達(dá)到預(yù)設(shè)消融時(shí)間(10 min)，時(shí)消融自動(dòng)結(jié)束。

消融實(shí)驗(yàn)時(shí)，將超聲探頭置于豬肌肉組織表面，在超聲引導(dǎo)下插入射頻針(圖1A)。各組消融前初始溫度均為室溫，起始阻抗為離體豬瘦肉本身的阻抗，記錄起始溫度和起始阻抗。超聲實(shí)時(shí)觀察射頻消融的氣化情況(圖1B)，記錄終末溫度和終末阻抗、消融時(shí)間。沿入針?lè)较蚯虚_(kāi)豬肉組織，觀察消融灶的形狀，記錄其縱徑(沿入針?lè)较?和橫徑(垂直于入針?lè)较?。按橢球體計(jì)算公式計(jì)算每一個(gè)消融灶的體積[V=4/3×π×(縱徑/2)×(橫徑/2)2]。計(jì)算每個(gè)消融灶的縱橫比(縱徑/橫徑)。計(jì)算不同功率下各組消融灶縱徑、橫徑、體積、縱橫比的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)使用SPSS 16.0軟件。采用方差分析比較各功率間消融灶體積，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 不同功率組的射頻消融結(jié)果

共消融30塊豬肌肉組織，使用功率分別為1、2、3、4、5、6、7、8、9和10 W，每組重復(fù)消融3次。消融功率為1 W時(shí)，消融的針尖溫度仍只有53℃，不能達(dá)到使組織凝固性壞死的溫度，未能形成消融灶；其他功率組均形成消融灶，共27個(gè)。27個(gè)消融灶形狀皆為橢球體，各組縱徑范圍(0.93±0.15)～(1.70±0.17) cm，橫徑范圍(0.23±0.06)～(1.40±0.10) cm，體積范圍(0.03±0.02)～(1.76±0.40) cm3。詳見(jiàn)表1。

圖1 超聲引導(dǎo)下觀察射頻消融

表1 不同功率組消融灶的大小

2.2 不同功率組的消融體積和形態(tài)

消融功率為1 W時(shí)，到達(dá)預(yù)設(shè)最大消融時(shí)間(10 min)時(shí)仍未能形成消融灶。其余各組均形成消融灶。

比較不同功率組的消融灶體積，發(fā)現(xiàn)各組間的消融灶大小有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.01)。消融體積與消融功率的關(guān)系呈以3 W為極值的偏峰分布(圖2)，3 W時(shí)消融范圍最大，消融灶平均體積為(1.76±0.40) cm3，與其他各組之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

比較不同功率組的消融灶形狀，3 W時(shí)消融灶縱橫比平均縱橫比為1.21，更接近1，即消融灶形態(tài)更接近球形。2 W時(shí)消融灶縱橫比稍大于3 W時(shí)。功率＞3 W時(shí)消融灶縱橫比隨功率增加呈增大的趨勢(shì)，即消融灶變得細(xì)長(zhǎng)。

2.3 不同功率組的阻抗、針尖溫度和消融持續(xù)時(shí)間

消融過(guò)程中，功率越大，針尖溫度與阻抗上升越快，達(dá)到額定阻抗(500 Ω)的時(shí)間越短，消融持續(xù)時(shí)間越短。功率為1 W時(shí)，達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間(10 min)時(shí)仍未達(dá)到額定阻抗(500 Ω)。功率≥2 W時(shí)，終末阻抗可達(dá)到額定阻抗(500 Ω)。隨著功率增加，消融持續(xù)時(shí)間縮短。當(dāng)功率≥8 W時(shí)，阻抗值在數(shù)秒內(nèi)(0.1 min)就超過(guò)500 Ω，并在針尖周?chē)纬珊谏桂?，消融停?表2)。

圖2 不同功率下射頻消融灶

表2 不同功率組的阻抗、針尖溫度及消融持續(xù)時(shí)間

3 討 論

消融治療因微創(chuàng)、耐受性好、并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)而用于各類(lèi)實(shí)體腫瘤的治療。消融治療在肝、腎、肺、前列腺等器官中已成功應(yīng)用，在乳腺、甲狀腺等淺表器官的應(yīng)用還處于探索之中[5-8]。

目前，國(guó)內(nèi)外嘗試用于淺表器官的消融方法主要包括射頻消融、微波消融、激光消融、冷凍消融等[6-11]。射頻消融因其良好的耐受性和較少的并發(fā)癥尤受重視[6,12]。

射頻消融在各類(lèi)乳腺腺體類(lèi)型病灶中均能獲得完全的腫瘤壞死、可重復(fù)的消融體積，且有良好的美容效果[6]。對(duì)于無(wú)法手術(shù)或拒絕手術(shù)的老年乳腺癌患者，射頻消融有較好的療效和耐受性[12]。

射頻消融可減輕甲狀腺結(jié)節(jié)患者的壓迫癥狀，改善外觀，減輕甲狀腺功能亢進(jìn)（簡(jiǎn)稱(chēng)甲亢）癥狀。雖然部分患者可能出現(xiàn)疼痛、聲音變化、皮膚燒傷、血腫、結(jié)節(jié)破裂、甲狀腺功能紊亂等并發(fā)癥，但多數(shù)在正確治療后能良好恢復(fù)。對(duì)于不宜接受外科手術(shù)治療或放射碘治療或治療后效果欠佳的甲狀腺結(jié)節(jié)患者，射頻消融被認(rèn)為是安全有效的方法[13]。

對(duì)于肝、腎等臟器病灶，為達(dá)到較大的消融范圍以完全滅活腫瘤，臨床上一般以100～200 W為常用的消融功率，消融范圍最大徑3～5 cm。但對(duì)于淺表組織的病灶，因病灶較小，鄰近皮膚，且周邊常有神經(jīng)等重要結(jié)構(gòu)，大范圍的消融可能會(huì)增加疼痛、聲嘶、皮膚燒傷等并發(fā)癥的發(fā)生，因此以較小的功率獲得較小的消融灶而進(jìn)行精準(zhǔn)消融顯得很重要。

本研究從消融灶的大小、形狀等方面探討了低功率射頻消融在淺表器官病灶中應(yīng)用的可能性，并尋找適合臨床應(yīng)用的最佳消融條件。

本研究顯示，除功率為1 W時(shí)消融的針尖溫度仍只有53℃，不能達(dá)到使組織凝固性壞死的溫度，未能形成消融灶消融外，其他功率組均形成消融灶。所得27處消融灶形狀皆為橢球體。

消融功率為3 W時(shí)消融范圍最大，消融體積與消融功率的關(guān)系呈以3 W為極值的偏峰分布。消融功率為3 W時(shí)消融灶縱橫比更接近1，即消融灶形態(tài)更接近球形；2 W時(shí)消融灶縱橫比稍大于3 W時(shí)；功率＞3 W時(shí)消融灶縱橫比隨功率增高而呈增大的趨勢(shì)，即消融灶變得細(xì)長(zhǎng)。推測(cè)原因，當(dāng)消融功率過(guò)小時(shí)(1和2 W)，產(chǎn)生的熱量不足以形成大的消融灶；當(dāng)消融功率足夠大(≥3 W)時(shí)，消融功率越大，電極周?chē)郎卦娇?，消融灶阻抗上升越快，從而限制電流向遠(yuǎn)處傳播，消融灶反而越小。當(dāng)消融功率較小(3 W)時(shí)，消融灶阻抗上升較慢，消融可持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)電流及其伴隨產(chǎn)生的熱量較易擴(kuò)散到更大的空間。

當(dāng)消融功率為3 W，消融灶的平均體積為1.76 cm3，平均縱橫比為1.21，消融灶體積最大，形態(tài)最規(guī)則。本研究認(rèn)為3 W為低功率射頻消融儀的最佳消融條件。

臨床上一般以“時(shí)間”作為停止射頻消融的指標(biāo)，本研究亦預(yù)設(shè)了最大消融時(shí)間(10 min)。但因組織升溫后固化，阻抗升高，當(dāng)消融針周?chē)淖杩梗?00 Ω時(shí)，電流不能繼續(xù)向周?chē)鷤鲗?dǎo)，消融自動(dòng)停止。本研究中，除1 W組外，其他各組均在未達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間前已達(dá)額定阻抗，自動(dòng)停止消融，導(dǎo)致不同功率組之間消融時(shí)間差異較大(表2)。除1 W組外，其他各組均在固定功率下以阻抗達(dá)到500 Ω為終點(diǎn)。

本研究不足之處在于使用離體豬瘦肉組織模擬消融，并無(wú)病灶，與臨床實(shí)際情況存在差異。臨床治療中，消融灶的形狀和大小受鄰近臟器、局部血流等多方面因素的影響，本研究結(jié)果在臨床實(shí)際工作中是否適用還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

綜上所述，MedSphere射頻消融儀在功率為3 W時(shí)所得的消融灶體積最大，形態(tài)最接近球形，有可能應(yīng)用于臨床中淺表器官及近危險(xiǎn)部位病灶的消融治療。

[1] BUSCARINI E, SAVOIA A, BRAMBILLA G, et al. Radiofrequency thermal ablation of liver tumor [J]. Eur Radiol, 2005, 15(5): 884-894.

[2] KUANG M, XIE X Y, HUANG C, et al. Long-term outcome of percutaneous ablation in very early-stage hepatocellular carcinoma [J]. J Gastrointest Surg, 2011, 15(12): 2165-2171.

[3] YIN X Y, XIE X Y, LU M D, et al. Percutaneous thermal ablation of medium and large hepatocellular carcinoma: long-term outcome and prognostic factors [J]. Cancer, 2009, 115(9): 1914-1923.

[4] UENO M, HAYAMI S, SHIGEKAWA Y, et al. Prognostic impact of surgery and radiofrequency ablation on single nodular HCC≤5 cm: Cohort study based on serum HCC markers [J]. Hepatology, 2015, 63(6): 1352-1359.

[5] POSTMA E L, VAN HILLEGERSBERG R, DANIEL B L, et al. MRI-guided ablation of breast cancer: where do we stand today? [J]. J Magn Reson Imaging, 2011, 34(2): 254-261.

[6] MANENTI G, BOLACCHI F, PERRETTA T, et al. Small breast cancers: in vivo percutaneous US-guided radiofrequency ablation with dedicated cool-tip radiofrequency system [J]. Radiology, 2009, 251(2): 339-346.

[7] FORNAGE B D, SNEIGE N, ROSS M I, et al. Small (＜ or = 2-cm) breast cancer treated with US-guided radiofrequency ablation: feasibility study [J]. Radiology, 2004, 231(1): 215-224.

[8] 王淑榮, 章建全, 徐慶玲, 等. 甲狀腺結(jié)節(jié)性病變經(jīng)皮熱消融治療的近期療效評(píng)價(jià) [J]. 第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 32(12): 1316-1320.

[9] HABIBI M, KMIECIAK M, GRAHAM L, et al. Radiofrequency thermal ablation of breast tumors combined with intralesional administration of IL-7 and IL-15 augments anti-tumor immune responses and inhibits tumor development and metastasis [J]. Breast Cancer Res Treat, 2009, 114(3): 423-431.

[10] 李永杰, 馮慶亮, 孫鳳芝, 等. 超聲引導(dǎo)微波熱消融術(shù)在老年乳腺癌治療中的應(yīng)用 [J]. 中華醫(yī)學(xué)超聲雜志(電子版), 2010, 21(1): 39-42.

[11] 葉萍, 常兆華, 韓寶三. 乳腺腫瘤冷凍消融治療的研究進(jìn)展 [J]. 介入放射學(xué)雜志, 2011, 20(8): 660-664.

[12] PALUSSIERE J, HENRIQUES C, MAURIAC L, et al. Radiofrequency ablation as a substitute for surgery in elderly patients with nonresected breast cancer: pilot study with long-term outcomes [J]. Radiology, 2012, 264(2): 597-605.

[13] WONG K P, LANG B H H. Use of radiofrequency ablation in benign thyroid nodules: A literature review and updates [J]. Inter J Endocrinol, 2013, 2013: 428363-428363.

In vitro study of characteristics of low-power radiofrequency ablation

LUO Jia1, XU Ming1, HUANG Guangliang1, ZHENG Yanling1, LIU Ming1, XIE Xiaoyan1, LI Dongming2
(1. Department of Ultrasonography, the First Afliated Hospital, Institute of Diagnostic and Interventional Ultrasound, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China; 2. Department of Liver Surgery, the First Afliated Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China)

LI Dongming E-mail: dongmingli@medmail.com.cn

Objective:To investigate the characteristics of low-power radiofrequency ablation in in vitro tissues.Methods:Thirty pieces of isolated porcine muscle tissues were divided into 10 groups (3 pieces in each group). Radiofrequency ablation was performed using high-frequency linear array ultrasound probe guided with different powers (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 W, respectively). The morphology and size of each ablation lesion were observed. The volume and aspect ratio of each ablation lesion were calculated.Results:Ellipsoid ablation lesions formed in each group except 1 W group (the tip temperature was too low to form an ablation lesion in 1 W group). The mean volume of ablation lesion in 3 W group was the largest (1.76 cm3). The ablation lesion shape in 3 W group was also the closest to sphere (average aspect ratio=1.21).Conclusion:When the power is 3 W, the ablation lesion is the largest and is closest to sphere.

Low-power; Radiofrequency ablation; Ultrasound

R454.3

A

1008-617X(2016)04-0336-05

2016-09-20

2016-09-28）

黎東明 E-mail：dongmingli@medmail.com.cn