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，黃建強，胡繼紅，錢忠義

·實驗研究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，黃建強，胡繼紅，錢忠義

目的通過對活體豬脛骨行經皮多極射頻消融（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的病理組織學變化。方法麻醉狀態下，于8只實驗活體豬脛骨骨端、骨干的相同位置行多極RFA，于術后按實驗設定時間處死實驗動物，獲取骨端、骨干標本，并在此過程中進行活體動物RFA部位X線、CT檢查，肉眼觀察標本及測量后行骨切片、HE染色，鏡下觀察。結果X線及CT檢查示骨端多極RFA灶早期無明顯影像學改變；隨后邊緣出現低密度帶，為肉芽組織吸收壞死骨質至骨密度減低所致，并向中部逐漸擴展；隨后在低密度區外緣見骨質硬化帶，為肉芽組織成熟形成的纖維組織內新骨形成所致，并向內緩慢填充。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。結論多極RFA灶X線及CT影像改變能反映其病理組織學變化，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；活體動物；影像學；病理學

【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］，目前臨床多關注RFA是否能損毀骨腫瘤，基礎研究多關注骨質內的消融范圍及熱場分布規律，而對RFA灶在RFA后的影像學改變與組織學改變的對照研究，目前報道甚少。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

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

1.2 實驗方法

8頭豬中取1只作為對照。其余7只在麻醉狀態下，于右側脛骨骨端、骨干的相同位置行RFA（RFA-I型多極射頻腫瘤消融系統），術后部分動物繼續飼養觀察，為預防感染，給予慶大霉素肌內注射8萬u每天3次，共5 d。按實驗方案，麻醉下7只動物分別行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物，獲取對應RFA后0、3、10、24 d和5、8、12周及空白對照動物骨端、骨干標本共16個。獲取的標本立即用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構，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℃，持續時間15min。

2 結果

2.1 骨端影像學和病理學對比

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域光，鏡下見組織結構形態基本保存，周圍灰褐色環狀出血帶，組織內多發灶性出血。RFA后10 d，RFA灶邊緣見橢圓形窄帶狀低密度區，該區域在大體標本上即為原出血帶，其灰褐色基本消失，部分略呈白色，光鏡下可見炎性細胞浸潤、肉芽組織形成，呈現典型的凝固性壞死改變，該區內部分肉芽組織外側可見纖維組織帶形成，外側及內側骨質均未見影像學改變，但內側骨組織大體標本呈灰白色，鏡下結構形態基本保存完整，外側骨組織大體標本及鏡下結構形態均正常（圖1）。RFA后24 d和5、8及12周，邊緣低密度區向內逐步增寬并擴展至中心，低密度帶外緣見環狀骨質增生硬化，并逐漸向內緩慢填充，該區域大體標本呈白色，鏡下主要為纖維組織，在纖維組織內見多量成纖維細胞及其產生的尚未成熟骨質；在該低密度帶內側緣可見肉芽組織及典型的凝固性壞死（圖2），其內部尚未被吸收的骨質組織結構尚基本保存。

圖1 RFA后10 d骨端標本的影像學和病理學所見

2.2 骨干影像學和病理學對比

圖2 RFA后5周骨端標本的影像學和病理學所見

多極RFA后0、3 d，骨干X線及CT檢查除骨皮質內釘狀低密度針道外，骨髓組織及外緣骨皮質均未見明顯改變；大體標本RFA灶中部橢圓形灰白區域及周圍環狀灰褐色帶光鏡下大部分脫落，而周圍骨皮質及骨膜鏡下未見明顯改變。RFA后10、 24 d，RFA灶內骨髓密度減低，呈長橢圓形；大體標本中部的橢圓形灰白區域及周圍環狀灰褐色帶，鏡下亦大部分脫落，周圍骨皮質正常（圖3）。RFA后5、8周，RFA區域出現骨干死骨形成，繼發病理性骨折，死骨長約4 cm；在大體標本上死骨呈灰黑色，并可見膿液、聞及惡臭，骨皮質外圍多量環狀骨痂形成，特別是斷端靠近骨端側，光鏡下可見纖維組織內大量纖維母細胞及其產生的尚未成熟骨質（圖4）。RFA后12周，髓腔內外大量骨痂形成，骨質硬化、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。

圖3 RFA后10 d骨干標本的影像學和病理學所見

3 討論

既往基礎研究顯示，RFA能有效的損毀松質骨及骨髓組織［5］，RFA灶呈以消融針為長軸的橢圓形，在骨皮質的產生直徑約1 cm、50°以上的高溫區，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［6］。

本實驗顯示RFA對活體豬松質骨及骨髓有明確的損毀作用，其壞死區符合凝固性壞死改變，與軟組織內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，是否需補充治療，也可用于RFA后的隨訪評估。本實驗顯示骨RFA灶的影像改變能反映其病理組織學改變，X線及CT檢查所示RFA邊緣的低密度骨質吸收區對應于光鏡下RFA灶的壞死區邊緣，提示可根據RFA后骨質吸收形成的低密度帶確定骨質RFA灶實際壞死邊緣及范圍，這對臨床確定RFA的范圍有重要意義。

圖4 RFA后5周骨干標本的影像學和病理學所見

本實驗中，RFA后0、3、24 d，骨干RFA灶邊緣骨皮質并未出現壞死的影像學改變，而5周或8周后出現死骨形成及病理性骨折，結合既往研究提示熱量對密質骨損傷作用有限［7］，推測死骨形成可能與RFA破壞骨干骨皮質髓腔側2/3血液供應和實驗豬無法有效制動有關，而與RFA熱量直接損傷所致可能性不大。這也提示骨干RFA時消融范圍不能過大、過多的損毀皮質血供，否則可能會引起死骨形成及病理骨折。

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

由于骨組織在不同種屬動物間存在高度同源性［10］，因此本實驗獲得的結果可以為臨床骨腫瘤RFA治療提供參考。

本實驗探討了多極RFA后活體動物長骨的X線及CT影像學改變，為臨床開展骨腫瘤的RFA治療提供了有價值的參考信息。

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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療集團總醫院介入放射科（陳錦州）；昆明醫科大學第一臨床醫學院影像中心介入放射科（趙衛、黃建強、胡繼紅）；昆明醫學院病理教研室（錢忠義）

趙衛E-mail：Kmyxy4117@163.com