经球囊导管肝段热凝固CT与病理对照研究
2015-01-22潘国和郑家平
潘国和 郑家平
经球囊导管肝段热凝固CT与病理对照研究
潘国和1郑家平2
目的观察经球囊导管阻断肝动脉高热灌注生理盐水行肝段热凝固CT表现。方法实验猪6头,选用球囊导管阻断肝段动脉血流进行热灌注,导管流出温度设置50~60℃之间。热灌注结束后即刻、14天,行肝动脉DSA检查和肝脏螺旋CT扫描,14天将实验猪全部处死,取出肝脏进行病理检查。结果热灌注后14天,6头实验猪均存活。DSA检查见靶段动脉闭塞,肝组织热灌注区显示充盈缺损。肝脏热灌注区CT影像学表现:热灌注结束后即刻,热灌注区显示大片状低密度改变,无明显强化,边缘显示模糊;热灌注后14天,CT平扫示肝脏热灌注区呈典型楔形低密度改变;CT增强示热灌注区显示“三环征”,由内向外分为低密度无增强区、边缘强化带和移行区透明带。病理上取得6个热凝固灶,CT上低密度无增强区、边缘强化带和移行区透明带分别代表病理的凝固性坏死区、炎性充血带和纤维化带。结论增强CT能准确反映经动脉导管肝段介入性热毁损的病理改变,DSA价值有限。
杜梅猪;热灌注;肝脏;热凝固坏死;肝动脉数字减影成像;CT
我们前期研究[1]表明,经球囊导管阻断肝动脉血 流灌注高于50℃高温生理盐水,可使肝动脉供养区目标肝段发生热凝固坏死。为进一步探讨目标肝段热凝固的影像学表现,我们进行高热灌后肝动脉数字减影成像(DSA)和肝脏增强CT研究。现报道如下。
1 材料与方法
1.1 仪器和设备 Philips Integris V5000型DSA机;GE LightSpeed Plus四排螺旋CT机;HGC-3000型介入热疗机(珠海市和佳医疗设备有限公司);高压注射器(美国,Medrad)。
1.2 实验动物及实验方法 杜梅实验猪6头,由上海宝牧实验动物养殖场提供(检疫证号11215633,合格证号 1151),体质量 25~35 kg,日龄 80~100 天。
采用腹腔内全麻(3%戊巴比妥,1mL/kg)后,逐层切开皮肤、皮下组织和分离肌层,暴露和分离股动脉,细穿刺针对准刺入,置入直导丝,留置5F动脉导管鞘。置入4~5F RH或Cobra导管,将导管选择行插至腹腔干,将强硬导丝插至肝段动脉,交换球囊导管,将球囊导管(5F 4mm×20mm,Cordis公司)选择性插至靶动脉,将靶动脉完全阻断,连接介入热灌注机,灌注加热生理盐水。将出导管温度设置为50℃(n=2)、55℃(n=2)、60℃(n=2),进行热灌注,流率2mL/s维持3min,再以1mL/s流率维持7min,灌注生理盐水总量780mL。
热灌注持续10min,拔管,股动脉结扎,逐层缝合,送动物室继续饲养。术后1~3天喂服土霉素饲料(每50 kg饲料中参入40 g土霉素),第4天正常摄食。
1.3 热灌注后影像学检查 6头猪分别于热灌注结束后即刻和14天进行肝动脉DSA检查和肝脏增强CT。CT 扫描参数:120KV,150mA,FOV 36cm,层厚3.75mm,层间距3mm,Pitch 1.0。增强扫描,对比剂:欧乃派克50mL,流率1.5mL/s。肝动脉期:延迟 25~30sec,门静脉期:延迟 50~60sec。并进行增强 CT 的矢状面和冠状面重建成像。
1.4 热灌注后病理学检查 热灌注后14天,将6头实验猪全部处死,打开腹腔,观察腹腔内有无渗出液,胃、十二指肠和胰腺有无明显病变;然后观察插管径路的股动脉、髂外动脉、髂总动脉、腹主动脉、腹腔干,以及肝总动脉有无高热损伤。最后,取出肝脏,用10%中性甲醛固定24h后,先行巨检并与CT表现进行对照。分别选取热灌注区、边缘区、非灌注区组织各3块,经脱水、石蜡包埋、切片、HE染色、树脂固定,烘干后,镜下观察。
2 结 果
2.1 热凝固坏死的影像学表现 热灌注后14天,6头实验猪均存活。肝动脉造影:热灌注结束后即刻,DSA见靶区小血管影破坏、消失,靶段肝动脉呈枯枝状;热灌注14天,靶段动脉闭塞,肝组织热灌注区显示充盈缺损。CT表现:热灌注结束后即刻,热灌注区目标肝段显示大片状低密度改变,无明显强化,中央伴有斑片状气化,边缘显示模糊;热灌注结束后14天,CT平扫,肝脏热灌注区呈典型契形低密度改变,中央斑片状气化影仍残留;CT增强,目标肝段显示“三环征”,由内向外分为低密度无增强区、边缘强化带和移行区透明带,三个区的边缘均较规则,分界清楚,边缘强化征象在门静脉期更明显,平衡期密度开始下降;透明带显示菲薄,与正常肝组织逐渐移形,呈现“晕征”。增强CT多平面重建图像可更全面、准确反映热凝固坏死范围。
2.2 热凝固坏死的病理学改变 热灌注后14天将实验猪全部处死,打开腹腔,未见明显渗出液,胃、十二指肠和胰腺无明显病变;插管径路的股动脉、髂外动脉、髂总动脉、腹主动脉、腹腔干,以及肝总动脉无明显高热损伤。
6头实验猪共取得6个热凝固灶,巨检见病灶局限在热灌注区,与正常肝组织分界清楚,病灶由内向外可分为三层结构[1]:①中央凝固区:肉眼观察:呈黄色,质地类似干酪样;镜下观察:大片肝细胞轮廓尚存在,核消失,部分伴有少量液化坏死。②炎性反应区:肉眼观察:呈暗红色;镜下观察:肝组织炎性细胞浸润,以中性粒细胞为主,伴有明显的肝血窦扩张、内皮细胞肿胀。③纤维化区:肉眼观察:呈苍白色,质地较韧;镜下观察:肝组织纤维母细胞浸润,胶原纤维增生。三层结构由内向外与CT上低密度无增强区、边缘强化带和移行区透明带三个区完全一致。
3 讨 论
肿瘤热疗是继手术、化疗、放疗和生物治疗之后的又一重要治疗手段[2]。热疗根据温度的不同,有41~45℃温热和50~100℃热消融或热凝固之分[3]。对于肝脏恶性肿瘤而言,在影像引导下经皮热凝固是微创治疗的方向,目前临床应用较为成熟的方法主要包括射频消融(RFA)、微波热凝固治疗(WCT)和激光热凝固治疗(LCT)等。
熟悉和掌握肝脏热凝固后的影像学表现是正确评估热凝固客观效果的前提,文献[4-5]报道,增强CT对评估热凝固程度和检测瘤体的残留更敏感,准确性更高。Goldberg等[6]报道肝脏RFA处理后CT所测得的凝固灶大小与组织学上相差在2mm以内,说明CT扫描能较好地反映热凝固范围,特别是增强扫描。另有学者描述WCT处理后的肝脏热凝固灶的CT表现,热凝固即刻表现为边界欠清楚的低密度区,无强化;1周后,低密度区边界显示清楚,边缘呈环形强化[7]。总之,热凝固术后短期内增强CT检查,低密度无强化区代表凝固坏死,边缘均匀薄层强化带为热凝固炎性反应,其具有持续强化特点[8]。
对于经动脉导管肝段热凝固影像学表现,到目前为止,仅见刘作勤等[9]报道,研究表明,经球囊导管阻断肝动脉血流灌注高于50℃高温生理盐水,热灌注结束后即刻,DSA见靶区小血管影破坏、消失,靶段肝动脉呈枯枝状;热灌注14天,靶段动脉呈不同程度闭塞,肝组织热灌注区显示充盈缺损,病理解剖上发现充盈缺损为目标肝段热凝固灶,与本研究结果一致。
进一步增强CT显示,热凝固目标肝段由内向外可见低密度无增强、边缘强化带和移行区透明带三个区,分别代表病理的凝固性坏死区、炎性充血带和纤维化带。CT上显示热凝固病灶与大体标本相似,最大径(5.6±1.30)cm 比(5.5±1.18)cm(t=1,P=0.391)。结果显示,增强螺旋CT的影像学表现准确地反映了高热灌注后的热凝固性坏死的病理学改变,而增强CT多平面重建后处理对于病灶的解剖定位,显示病灶的内部结构,以及全面观察周围的毗邻结构等方面更具有独到的优点,并具有很强的直观感。
本实验分别采用50℃、55℃、60℃三组不同温度,均取得确切的热凝固效果,热灌注后14天将实验猪全部处死,打开腹腔,未见明显渗出液,胃、十二指肠和胰腺无明显病变;插管径路的股动脉、髂外动脉、髂总动脉、腹主动脉、腹腔干,以及肝总动脉无明显高热损伤,表明经动脉导管行肝段热凝固是安全的。但有学者提出,高热灌注低于50℃的温度不会烫伤大血管内膜[10],笔者建议临床上治疗肝癌患者,采用50℃温度进行介入性热凝固能满足临床安全、有效的需求。
综上所述,增强CT可准确反映经动脉导管肝段热凝固的病理改变,是一种有效、无创评估热凝固效果的影像学手段。DSA检查表现也具有一定的特征性,但价值有限。
[1]叶强,郑家平,汝复明,等.经动脉导管灌注高温生理盐水肝段热凝固的可行性评估[J].世界肿瘤杂志,2006,5(1):1-4.
[2]王伟,李迎新.肿瘤热疗的热剂量学应用研究[J].国外医学生物医学工程分册,2002,25(1):39-42.
[3]D'Ippolito G,Goldberg SN.Radiofrequency ablation of hepatic tumors[J].Techniques in Vascular and Interventional Radiology,2002,5(3):141-155.
[4]Verhoef C,Kuiper JW,Heisterkamp J,et al.Interstitial laser coagulation with temporary hepatic artery occlusion for patients with cirrhosis and irresectable hepatoma[J].Br J Surg,2003,90(8):950-955.
[5] Meloni MF,Goldberg SN,Livraghi T,et al.Hepatocellular carcinoma treated with radiofrequency ablation:comparison of pulse inversion contrast-enhanced harmonic sonography,contrast-enhanced power Doppler sonography,and helical CT[J].AJR Am J Roentgenol,2001,177(2):375-380.
[6] Goldberg SN,Walovitch RC,Straub JA,et al.Radio-frequency-induced coagulation necrosis in rabbits:immediate detection at US with a synthetic microsphere contrast agent[J].Radiology,1999,213(2):438-444.
[7] Larson TR,Bostwick DG,Corica A.Temprature-correlated histopathologic changes following microwave thermoablation of obstructive tissue in patients with benign prostatic hyperplasia[J].Urology,1996,47(4):463-469.
[8] Guan YS,Sun L,Zhou XP,et al.Hepatocellular carcinoma treated with interventional procedures:CT and MRI followup[J].World J Gastroenterol,2004,10(24):3543-3548.
[9]刘作勤,董超,王辉.猪肝血管内介入性热凝固的实验研究[J].中国介入影像与治疗学,2004,1(2):139-142.
[10]杨继金,孔庆德,田建明,等.经动脉热化疗肝癌的临床应用[J].中华消化杂志,1999,19(6):401-404.
(收稿:2014-05-10 修回:2014-06-20)
启 示
本刊2014年第24卷第7期文章“温阳活血法治疗麦默通术后出血性并发症34例”通信作者为王蓓,Tel:13606701166。
浙江中西医结合杂志编辑部
Comparison of Image Appearance of Hepatic Segmental Ablation by Transcatheter Intraarterial Hyperther-mic Infusion with Pathological Findings
PAN Guohe1,ZHENG Jiaping2.1 Department of Radiology,SecondPeople's Hospital of Chunan County,Zhejiang Province,Chunan(311719),China;2 Department of Invasive Technology,Zhejiang Cancer Hospital,Hangzhou(310000),China
Objective To explore image appearance of hepatic segmental ablation by trans-ballooncatheter hyperthermic infusing saline.MethodsThe hepatic segmental arteries were occluded by ballooncatheter in 6 experimental pigs,then infused 780ml saline warmed to 50℃,55℃,60 ℃,flow rate 1-2ml per second for 10min.All pigs were performed digital subtract angiography(DSA)and X-ray computed tomography(CT)exam before and shortly after and 14 days after hyperthermic infusion.Total 6 pigs were sacrificed and the livers were fetched to observe pathological changes on day 14 after hyperthermic infusion.ResultsSix experimental pigs were alive on day 14 after hyperthermic infusion.The image appearance of hepatic segmental ablation was as follows:(1)DSA showed that the targeting small arteries were destroyed and disappeared and the segmental hepatic arteries were like deadwoods shortly after hyperthermic infusion.Filling defect was seen in hyperthermic areas of the liver and segmental arteries in hyperthermic areas.(2)CT appearance showed that no enhanced hypointensity lesions were found in the hyperthermic areas shortly after hyperthermic infusion,where the brim was blurred.The hypointensity lesion showed"three ring sign"from inner to outer∶not-enhanced area,rim-enhanced strip,dizzy strip after contrast agent enhancing,which representing histopathologically yellow cheese necrosis,inflammation congestion strip,and fibrosis strip,respectively.ConclusionContrast CT can precisely reflect histopathologic changes of hepatic ablation by trans-ballooncatheter intraarterial hyperthermic infusion,while image value of DSA is limited.
pigs;hyperthermic perfusion;Liver;hyperthermic coagulation necrosis;digital subtract angiography;X-ray computed tomography
p
同济大学医科发展基金资助(No.1500219005)
1浙江省淳安县第二人民医院放射科(淳安 311719);2浙江省肿瘤医院介入科(杭州 310000)
潘国和,Tel:13968103559;E-mail:pgh20040206@163.com