兔肺VX2肿瘤射频消融灶与CT-MRI-病理相关性

陈 锦林征宇吴志斌汪 强林昭旺林心琛

兔肺VX2肿瘤射频消融灶与CT-MRI-病理相关性

陈 锦1林征宇1吴志斌1汪 强1林昭旺1林心琛1

目的：通过对照兔肺VX2肿瘤RFA后急性热损伤CT、MRI及病理表现，分析肺肿瘤射频消融灶CT-MRI-病理联系。方法：观察6只兔肺VX2瘤灶射频消融术后即刻CT、MRI表现。测量RFA前CT瘤灶、RFA后T2WI中央低信号、T1WI中央高信号及病理凝固性坏死最大径。同时测量RFA后CT瘤灶周围磨玻璃影、RFA后T2WI上周边高信号、T1WI周边等信号及病理消融灶最大径，并进行对比分析。结果：消融灶CT表现为稍高密度磨玻璃影包绕原瘤灶；T2WI上中央呈低信号，周边见环状长T2信号；TIWI上中央呈高信号，周边见环状等T1信号；DWI上信号减低。RFA后T1WI中央高信号最大径、病理凝固性坏死最大径比较，RFA后CT瘤灶周围磨玻璃影与T2WI周边高信号最大径、T1WI周边等信号最大径及病理消融灶最大径比较，差异均有统计学意义。5个瘤灶肿瘤全部灭活，1个瘤灶近肺门血管侧见肿瘤残留。结论：肺恶性肿瘤RFA后MRI表现具有一定特征性，与术后病理对照良好，消融后疗效评价优于CT。

VX2；肺肿瘤；射频消融；磁共振成像

射频消融（tadio-frequency ablation， RFA）创伤小、疗效确切，为肺部恶性肿瘤的治疗提供了一种新方法［1］。本研究通过对照兔肺VX2肿瘤RFA后急性热损伤CT、MRI及病理表现，分析肺肿瘤射频消融灶CT-MRI-病理联系，为肺肿瘤射频消融疗效评价提供更多的信息。

方 法

1．兔肺VX2肿瘤模型建立：

1．1 实验动物：新西兰雄性大白兔12只，体重2．0～2．5kg，由上海市松江区松联实验动物场提供（许可证号 ：SCXK（沪）2012-0011）。

1．2 VX2细胞株制备：2只实验兔用氯胺酮1 ml／kg 和氯丙嗪0．5ml／kg 腿部肌肉注射全麻后 ，将 VX2瘤株（由福建医科大学附属第一医院惠赠）接种于兔双侧后腿内侧肌肉组织，使之成瘤。约2～3周成瘤后，将2只种兔全麻、俯卧固定于手术台上，切取瘤块边缘生长旺盛的鱼肉样瘤组织，置于盛有1：40的青霉素和生理盐水的培养皿中，剪除坏死和结缔组织后，将瘤组织置于另一盛有相同液体的培养皿中，用眼科手术剪将瘤组织剪成约1mm3大小瘤块备用。

1．3 兔肺内瘤株种植：实验兔10只，术前禁食12小时，备皮，全麻后，俯卧位固定于CT（Somatom Emotion）扫描台上，CT扫描后确定合适穿刺点及穿刺路径。定位、消毒、铺巾后，在CT引导下，使用17G同轴套管针逐步进针达肺内，拔出针芯，无菌镊夹取备用组织块（3～4块）装入套管针鞘，轻轻推送针芯将组织块推入肺实质内，拔针，再次扫描观察术后有无气胸及出血。术后连续3d用40万单位青霉素肌注预防感染。术后2～4周复查CT观察兔肺内肿瘤生长情况，待肿瘤生长至10mm左右即可用于射频消融。处死一只成瘤兔行病理检查证实兔肺VX2瘤株种植成功。

2．兔肺VX2肿瘤射频消融：

2．1 术前MRI扫描：成瘤兔全麻后行兔肺1．5T MRI平扫（Magnet Espree，Simense），采用表面线圈；扫描序列及参数：脂肪抑制快速翻转快速自旋回波T2加权像（TSE fs T2WI）：TR 4000．0 ms，TE 80．0 ms，反转角（FA）90°，层厚（ST）3．0 mm、间隔（GAP ）0．6 mm，FOV 20×15，激励次数（NEX）2，扫描时间（Time）130～150 s；脂肪抑制容积内插T1加权像（fs-T1 Vibe）：TR 5．1 ms ，TE 2．4 ms， NEX 1，ST 3．0 mm，FOV 20×15，Time 10 ～ 12 s。弥散加权成像（DWI），NEX 2，ST 3．0 mm，GAP 0．6 mm，b值50/800。TSE fs T2WI及DWI序列均采用膈肌触发扫描。

2．2 CT引导下兔肺VX2肿瘤射频消融：实验兔均取俯卧位，先行CT定位扫描选择合适穿刺点，在CT引导下逐步插入17G（20mm工作电极）冷循环射频电极针（star RF Electrode-Fixed，Starmed，韩国）至肿瘤远端，接通冷循环，设定自动脉冲模式，设定输出功率40～80W，持续治疗时间5～10min。消融完成后，CT平扫示周围磨玻璃影超过病灶5～10mm为消融完全。术后撤针，再次行CT扫描观察有无气胸、出血、胸腔积液等并发症。若有气胸且肺压缩超过20%，则胸腔内抽气使肺复张。

2．3 术后MRI扫描：术后即刻（10min内）再次行兔肺VX2肿瘤消融灶MRI扫描，扫描方法及序列同术前。MRI扫描完成后处死实验兔，行病理检查。

2．4 测量方法：分别测量RFA前CT上瘤灶最大径、RFA后MRI T2WI上中央低信号区最大径、RFA后T1WI上中央高信号区最大径及病理上凝固性坏死最大径。同时测量RFA后CT上瘤灶周围磨玻璃影最大径、RFA后MRI T2WI上周边高信号区最大径、RFA后T1WI上周边等信号区最大径及病理上消融灶最大径。统计学处理：所有指标采用± s表示。统计学采用SPSS 19软件包的t检验，P＜0．05为差异有统计学意义。

结 果

1．兔肺VX2成瘤情况及成瘤灶CT及MRI表现

7只实验兔14～20d肺内可见软组织密度影，成瘤平均时间（17±1．6）d，肿瘤最大径10．0～13．3mm。6只实验兔肺内肿瘤为单发圆形或类圆形结节，境界清楚。1只成瘤灶为多发肺结节伴胸膜结节、胸水形成，未行射频消融。

术前常规扫描提示4个瘤灶位于右下肺，2个瘤灶位于左下肺，CT平扫提示肺内单发结节状高密度影，境界清楚（图1A）。MRI提示T2WI上所有成瘤灶（与胸壁肌肉比较）均呈圆形或类圆形稍高信号(图1B)，T1WI上均呈等信号（与胸壁肌肉比较）(图1C)，DWI上均呈高信号。

2．兔肺VX2肿瘤消融灶超急性期CT及MRI表现

6只兔肺VX2肿瘤消融术后即刻CT扫描表现为稍高密度磨玻璃影包绕瘤灶，边缘模糊(图1D)。消融后即刻MRI扫描示6个瘤灶T2WI上消融灶中央均呈低信号，周边见环状长T2信号影环绕(图1E)，TIWI上消融灶中央呈高信号，周边见环状等T1信号影环绕(图1F)。消融后6个瘤灶DWI上信号明显减低，其中2个瘤灶术后MRI上可见消融灶中央条状长T1长T2信号针道影。

3．测量结果

图1　射频消融前CT平扫示左下肺VX2成瘤灶（A），术前MR平扫表现为等T1稍长T2结节灶（B，C），消融术后瘤灶周边见磨玻璃影包绕原瘤灶，边缘模糊（D）。射频消融后即刻MRI表现为消融灶中央区呈短T1短T2信号，周边见片状等T1长T2出血水肿带（E，F），边缘模糊。术后病理（HE×100）提示消融灶中央见肿瘤凝固性坏死区及肺凝固性坏死区，周边见大片状出血、炎症反应带环绕（G，H）。

表1　RFA前CT瘤灶、RFA后T2WI中央低信号、T1WI中央高信号及病理上凝固性坏死区最大径比较

表2　RFA后CT瘤灶周围磨玻璃影、T2WI周边高信号、T1WI周边等信号及病理上消融灶最大径比较

RFA前CT瘤灶、RFA后T2WI中央低信号、T1WI中央高信号及病理上凝固性坏死区最大径比较见表1。RFA后CT瘤灶周围磨玻璃影、T2WI周边高信号、T1WI周边等信号及病理上消融灶最大径比较见表2。

结果显示，RFA前CT瘤灶最大径和RFA后T2WI上中央低信号区最大径、RFA后T1WI上中央高信号区最大径、病理上凝固性坏死最大径相比较，差异有显著的统计学意义（P＜0．002），而RFA后T2WI上中央低信号区最大径、RFA后T1WI上中央高信号区和病理上凝固性坏死最大径之间比较，差异均无统计学意义（P＞0．05）。RFA后CT瘤灶周围磨玻璃影和T2WI上周边高信号区最大径、T1WI上周边等信号区最大径及病理上消融灶最大径比较，差异均具有统计学意义（P＜0．001）。病理上消融灶最大径和T2WI上周边高信号区最大径、T1WI上周边等信号区最大径比较，差异均具有统计学意义（P＜0．05），而RFA后T2WI上周边高信号区最大径与T1WI上周边等信号区最大径比较，差异无统计学意义（P＞0．05）。

4．大体标本及病理

兔肺VX2肿瘤射频消融术后大体解剖可见射频消融后肿瘤组织呈灰白色凝固性坏死，消融灶中央针道区呈裂隙样炭化中心，与周围肺组织界限清楚，周围肺组织呈红褐色凝固性坏死区，凝固性坏死灶周边为出血带，出血带外周可见大片状充血、水肿区(图1G）。

HE染色，光镜观察射频消融后肿瘤组织大片状凝固性坏死，细胞结构崩解，仅见组织轮廓，消融灶周边肺组织明显充血、水肿，肺泡腔内充满大量渗液，肺泡间隔增宽，水肿带周围可见大量中性粒细胞及少量淋巴细胞浸润(图1H）。处死后6只实验兔病理检查发现，5个瘤灶肿瘤细胞全部灭活，1个瘤灶近肺门血管侧可见肿瘤细胞残留。

讨 论

射频消融术是一种微创性肿瘤原位治疗技术，即借助于影像技术引导或手术直视，将电极针直接插入肿瘤内，可在局部组织内产生高温，使组织严重脱水而皱缩形成凝固性坏死［2］。Miao等［3］对兔的VX2肺癌模型进行RFA治疗发现：肺肿瘤RFA后射频针周围形成5个典型的等中心区：针道区、肿瘤凝固坏死区、肺实质凝固区、外周出血区、炎性层区。

射频消融用于肺部肿瘤治疗始于2000年，Dupuy等［4］报道3例经皮RFA治疗肺部恶性肿瘤的病例，同年程庆书等［5］于国内首先报道了CT引导下锚状电极高温射频消融治疗肺部肿瘤42例患者。近年来的研究结果表明，采用射频消融术治疗肺部恶性肿瘤可以有效延长患者的生存时间，对较小(＜3cm)肺肿瘤的治疗已接近手术疗效［5］。目前国内外均采用CT评估肺肿瘤射频消融疗效，以肺组织磨玻璃影覆盖原病灶、增强扫描时消融区域无强化作为消融成功标志［7-8］，但消融后的磨玻璃影常与穿刺过程中的肺组织机械损伤的出血相混淆，而且CT平扫时病灶密度改变不明显，术后即刻增强扫描亦不能反映微小残留灶和血管旁的潜在存活病灶，因此采用CT评估肺肿瘤消融即时疗效并不完全准确。

MRI对组织温度及含水量变化敏感，因此消融后病灶水含量的变化在MRI图像上具有一定特征性［9-11］。Oyama等［12］通过正常猪肺射频消融后MRI表现与病理对照研究中发现，正常猪肺射频消融后表现为等T1短T2信号的内带区及包绕内带区的长T2信号外带区，通过与病理对照分析提示等T1短T2信号的内带区为病理上的凝固性坏死区，长T2信号外带区病理上表现为中性粒细胞浸润、肺泡内积液及肺淤血的肺热损伤区。本研究发现所有兔肺VX2肿瘤射频消融后MRI上中央均呈短T1短T2异常信号区，其中消融后T2WI上中央短T2低信号最大径、T1WI上短T1中央高信号最大径及病理上凝固性坏死区最大径相当，三者均大于消融前CT瘤灶最大径，考虑消融后T2WI上中央短T2低信号区、T1WI上短T1中央高信号区与病理上的凝固性坏死区（肿瘤凝固性坏死区+肺实质凝固性坏死区）相对应。MRI上周边等T1长T2信号区考虑与病理上的外周出血区及炎性层区相对应，与文献报道相符。因此，MRI较CT能更清楚区分肺肿瘤射频消融后凝固性坏死区范围及肺出血、炎症范围，与病理解剖上能够实现更好对应，故较CT能更直观、准确评价肿瘤消融范围。兔肺VX2肿瘤消融后T2WI上周边高信号最大径及T1WI上周边等信号最大径均大于CT瘤灶周围磨玻璃影，其原因考虑为MRI软组织分辨率较高，对肺泡内渗出、积液改变显示较CT敏感所致。

受热沉效应影响，位于较大血管旁肿瘤不易彻底消融［13］。本组一例兔肺VX2射频消融后病理提示肿瘤组织残留，回顾性分析发现该瘤灶位于右肺下叶肺门较大血管旁，CT射频消融后即刻扫描发现肿瘤近血管旁磨玻璃影范围不明显，MRI扫描提示肿瘤近血管旁炎性反应带较窄，残留灶呈等T1稍长T2信号改变，其残留原因考虑与热沉效应相关。

本研究不足之处：研究样本偏小，术后没有采用MRI及CT增强扫描来进一步评估肿瘤消融疗效，仅观察急性热损伤、没有动态观察消融灶影像学及病理学演变，需在以后研究中进一步完善。

总之，通过兔肺VX2肿瘤射频消融实验研究我们发现肺恶性肿瘤射频消融后MRI表现具有一定的特征性，与术后病理对照良好，有望为临床评价肺肿瘤射频消融即刻疗效及提高肿瘤完全消融率提供一种有效的新手段。

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The Correlation between CT, MRI Features and Pathology Results about Ablation Lesions of Rabbit Lung VX2 Tumor

CHEN Jin1,LIN Zheng-yu1,WU Zhi-bing1, WANG Qiang1,LIN Zhao-wang1, LIN Xin-chen1

Purpose∶By comparing the CT and MRI features of acute thermal injury of rabbit lung VX2 tumor after radiofrequency ablation as well as the pathologic results, to analyze the correlation between them. Methods: CT and MRI features of 6 experimental rabbits with lung VX2 tumor foci under RFA were observed immediately after the operation. The maximum diameters of tumors on CT before ablation, the central low intensity signal area on T2WI after ablation, the central high intesity signal area on T1WI after ablation and coagulation necrosis on pathologic exam were measured respectively. Simultaneously, the maximum diameter of ground-glass opacity around the lesion on CT after ablation, the surrounding high intensity signal area on MRI T2WI after ablation, the surrounding iso intensity signal area on T1WI after ablation and ablation lesion on pathologic exam were measured respectively. All the results were analyzed and compared. Results: Ablation zones were shown as ground-glass opacity around the lesion on CT； the central part of them were with low intensity signal on T2WI and high intensity signal on T1WI；the peripheral part were with annular high intensity signal on T2WI and iso intensity signal on T1WI； the signal intensity of them on DWI were decreased. There was statistical significant difference between the maximum diameter of the central high intensity signal on T1WI after ablation and coagulation necrosis on pathologic exam. There werestatistical significant differences between the maximum diameter of ground-glass opacity around the lesion on CT and the surrounding high intensity signal on T2WI after ablation, the surrounding iso intensity signal on T1WI after ablation and ablation lesion on pathologic exam. There were 5 complete ablation zones of 6 rabbit lung tumors, and 1 incomplete ablation zone with residual tumor near the big vessels of hilum of the lung. Conclusions: There were certain characteristics on MRI of malignant lung tumors after radiofrequency ablation, which were well correlated to the postoperative pathological results. The evaluation efficacy was superior to the CT after ablation.

LIN Zheng-yu (Email: linsinlan@aliyun.com)

VX2； Lung cancer； Radiofrequency ablation； Magnetic resonance imaging

R445.2

A

1006-5741（2016）-05-0483-05

中国医学计算机成像杂志，2016，22∶483-487

∶福建医科大学附属第一医院介入科

通信地址∶福建省福州市台江区茶中路20号，福州350005

∶林征宇（电子邮箱∶linsinlan@aliyun.com）

∶福建省卫生系统中青年骨干人才培养重点项目（2013-ZQN-ZD-20）

Chin Comput Med Imag，2016，22∶483-487

The Department of Interventional Radiology, First Affiliated Hospital of Fujian Medical University

Address: No.20 Chazhong Rd.,Fuzhou 350005,P.R.C

Foundation: The Medical Elite Cultivation Program of Fujian, PRC(2013-ZQNZD-20)

2016.08.01；修回时间：2016.08.15)