低功率射頻消融在體外消融中的實驗研究

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

低功率射頻消融在體外消融中的實驗研究

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.中山大學附屬第一醫院超聲科，中山大學超聲診斷與介入超聲研究所，廣東 廣州 510080；
2. 中山大學附屬第一醫院肝臟外科，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。方法：將30份豬瘦肉組織隨機分為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下進行射頻消融。觀察消融過程中針尖溫度變化及消融后大體標本的消融灶形態，并測量消融灶徑線，計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，并與病理結果對照。結果：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計學意義，且消融灶形態最接近球形(平均縱橫比為1.21)。病理HE染色可見消融區組織呈凝固性壞死，其大小與大體標本之間差異無統計學意義。結論：MedSphere射頻消融儀在功率為3 W時所得的消融灶體積最大，形態最接近球形，可用于臨床中淺表器官及近危險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，可達到較大的消融范圍。但對于淺表器官或重要結構旁的微小病灶，過大的消融范圍將增加治療風險，因此精準消融非常重要。對于此類病灶，如何獲得較小的消融灶是關注的焦點。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，并與病理作對照，探討其用于人體淺表器官及重要結構旁微小病變精準消融治療的可能性。

1 資料和方法

1.1 實驗對象

豬瘦肉組織(市場購買)，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，無需外接電極板。其陽極、陰極均位于針尖處，長度均為5 mm，兩者之間有1 mm的絕緣帶。針桿長度70 mm，規格19 G。該射頻儀可實時顯示針尖溫度和針尖周圍阻抗大小。功率發射可通過阻抗控制和時間控制兩種方法實現。當阻抗值＞500 Ω或達到預設消融時間(10 min)則自動停止射頻發射。

超聲引導采用日本東芝Aplio超聲診斷儀，高頻線陣探頭11L5，實時引導穿刺和監測消融情況。

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的恒定功率進行消融。當阻抗值＞500 Ω或達到預設消融時間(10 min)，時消融自動結束。

消融實驗時，將超聲探頭置于豬肌肉組織表面，在超聲引導下插入射頻針(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。超聲實時觀察射頻消融的氣化情況(圖1B)，記錄終末溫度和終末阻抗、消融時間。沿入針方向切開豬肉組織，觀察消融灶的形狀，記錄其縱徑(沿入針方向)和橫徑(垂直于入針方向)。按橢球體計算公式計算每一個消融灶的體積[V=4/3×π×(縱徑/2)×(橫徑/2)2]。計算每個消融灶的縱橫比(縱徑/橫徑)。計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準差。

1.3 統計學處理

數據統計使用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為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 不同功率組的射頻消融結果

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，每組重復消融3次。消融功率為1 W時，消融的針尖溫度仍只有53℃，不能達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。27個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。詳見表1。

圖1 超聲引導下觀察射頻消融

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

消融功率為1 W時，到達預設最大消融時間(10 min)時仍未能形成消融灶。其余各組均形成消融灶。

比較不同功率組的消融灶體積，發現各組間的消融灶大小有統計學差異(P＜0.01)。消融體積與消融功率的關系呈以3 W為極值的偏峰分布(圖2)，3 W時消融范圍最大，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計學意義。

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

2.3 不同功率組的阻抗、針尖溫度和消融持續時間

消融過程中，功率越大，針尖溫度與阻抗上升越快，達到額定阻抗(500 Ω)的時間越短，消融持續時間越短。功率為1 W時，達到預設時間(10 min)時仍未達到額定阻抗(500 Ω)。功率≥2 W時，終末阻抗可達到額定阻抗(500 Ω)。隨著功率增加，消融持續時間縮短。當功率≥8 W時，阻抗值在數秒內(0.1 min)就超過500 Ω，并在針尖周圍形成黑色焦痂，消融停止(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時間

3 討 論

消融治療因微創、耐受性好、并發癥少等優點而用于各類實體腫瘤的治療。消融治療在肝、腎、肺、前列腺等器官中已成功應用，在乳腺、甲狀腺等淺表器官的應用還處于探索之中[5-8]。

目前，國內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癥尤受重視[6,12]。

射頻消融在各類乳腺腺體類型病灶中均能獲得完全的腫瘤壞死、可重復的消融體積，且有良好的美容效果[6]。對于無法手術或拒絕手術的老年乳腺癌患者，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節患者的壓迫癥狀，改善外觀，減輕甲狀腺功能亢進（簡稱甲亢）癥狀。雖然部分患者可能出現疼痛、聲音變化、皮膚燒傷、血腫、結節破裂、甲狀腺功能紊亂等并發癥，但多數在正確治療后能良好恢復。對于不宜接受外科手術治療或放射碘治療或治療后效果欠佳的甲狀腺結節患者，射頻消融被認為是安全有效的方法[13]。

對于肝、腎等臟器病灶，為達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。但對于淺表組織的病灶，因病灶較小，鄰近皮膚，且周邊常有神經等重要結構，大范圍的消融可能會增加疼痛、聲嘶、皮膚燒傷等并發癥的發生，因此以較小的功率獲得較小的消融灶而進行精準消融顯得很重要。

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用的可能性，并尋找適合臨床應用的最佳消融條件。

本研究顯示，除功率為1 W時消融的針尖溫度仍只有53℃，不能達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時消融范圍最大，消融體積與消融功率的關系呈以3 W為極值的偏峰分布。消融功率為3 W時消融灶縱橫比更接近1，即消融灶形態更接近球形；2 W時消融灶縱橫比稍大于3 W時；功率＞3 W時消融灶縱橫比隨功率增高而呈增大的趨勢，即消融灶變得細長。推測原因，當消融功率過小時(1和2 W)，產生的熱量不足以形成大的消融灶；當消融功率足夠大(≥3 W)時，消融功率越大，電極周圍升溫越快，消融灶阻抗上升越快，從而限制電流向遠處傳播，消融灶反而越小。當消融功率較小(3 W)時，消融灶阻抗上升較慢，消融可持續時間較長，同時電流及其伴隨產生的熱量較易擴散到更大的空間。

當消融功率為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，形態最規則。本研究認為3 W為低功率射頻消融儀的最佳消融條件。

臨床上一般以“時間”作為停止射頻消融的指標，本研究亦預設了最大消融時間(10 min)。但因組織升溫后固化，阻抗升高，當消融針周圍的阻抗＞500 Ω時，電流不能繼續向周圍傳導，消融自動停止。本研究中，除1 W組外，其他各組均在未達預設時間前已達額定阻抗，自動停止消融，導致不同功率組之間消融時間差異較大(表2)。除1 W組外，其他各組均在固定功率下以阻抗達到500 Ω為終點。

本研究不足之處在于使用離體豬瘦肉組織模擬消融，并無病灶，與臨床實際情況存在差異。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，本研究結果在臨床實際工作中是否適用還有待進一步驗證。

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

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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