犬前列腺射频消融灶实时谐波超声造影与MRI显像评价的比较研究

胡 滨，胡 兵，陈 磊，李 佳，黄 瑾

(1.上海交通大学附属第六人民医院超声医学科，上海 200233;2.上海超声医学研究所，上海 200233;3.上海交通大学附属第六人民医院病理科，上海 200233)

在欧美国家前列腺癌居男性恶性肿瘤发病率的首位。近年来随着血清前列腺特异抗原(prostate specific antigen，PSA)检测的普及，我国前列腺癌的发病率及检出率正在逐年上升［1］。前列腺根治术［2］是局限性前列腺癌患者首选的治疗方法。而对有手术禁忌证或无法耐受手术的患者来说，微创治疗无疑是一种很好的选择。目前有多种微创治疗方法适用于局限性前列腺癌的治疗，射频消融就是其中一种。作为一种热消融技术，射频消融采用射频电极使组织温度上升至一定程度，造成组织的凝固性坏死从而达到治疗目的。常规的超声显像技术能够作为射频消融的引导方式，可实时监测治疗的全过程，但不能提供消融灶范围的准确信息［3-4］。如果能利用影像学手段对微创治疗的疗效进行即刻评估，获知消融灶的确切范围，就能提高射频治疗的成功率，减少重复治疗的次数，降低并发症发生率。MRI显像具有较高的软组织分辨率，同时可进行多方位、多序列成像，目前是前列腺疾病诊断最有效的影像学方法之一。国外一些学者已将MRI应用于对前列腺射频、高能聚焦超声(high-intensity focused ultrasound，HIFU)及微波治疗的疗效观察随访［5-7］。增强造影超声成像技术是近几年超声发展的新方向，同时己在肝癌局部介入治疗效果的评价方面体现出重要的价值［8-10］。有文献报道［11-15］在肾脏和前列腺射频消融的动物实验研究中，超声造影技术能准确评估术后即刻的消融灶范围。本研究将分别常规超声、超声造影和MRI显像技术对犬的前列腺射频消融灶进行评估，探讨不同的影像学方法在射频消融疗效评价中的作用和特点，以期为以后的临床研究提供一定的借鉴。

1 材料与方法

1.1 实验动物

雄性比格犬 5条，年龄 3～7岁，平均年龄(5.32 ±1.31)岁，体质量(17.42 ±2.86)kg。实验动物由上海交通大学农学院教学实验实习场提供，动物健康状况均良好。

1.2 仪器

RITA 1500型射频治疗仪、StarBurst SDE多极射频电极针购自美国RITA公司;TechnosMPXDU8彩色多普勒超声诊断仪购自意大利百胜公司，随机内置CnTI实时造影匹配成像软件;超声造影剂为SonoVue(Bracco公司，意大利)。1.5T SIGNA超导磁共振成像仪购自美国GE公司，线圈为表面线圈;MRI造影剂马根维显(钆喷酸葡胺注射液)购自广州先灵药业有限公司。

1.3 方法

1.3.1 术前准备 实验犬术前禁食12 h，自犬左前肢头静脉注入戊巴比妥钠30 mg/kg进行静脉麻醉，随后皮下注射硫酸阿托品0.5 mg。犬进入麻醉状态后进行肠道准备，随后对犬的两大腿内侧、会阴部清洁备皮。

1.3.2 射频消融过程 实验犬取仰卧位，固定四肢，随后对下腹部、会阴部，尤其是直肠、肛门进行消毒，将两片射频电极片紧贴于犬的两大腿内侧皮肤。将戊二醛浸泡消毒的穿刺引导器固定在端射式探头上，将探头置入犬的直肠内扫查，取最大且清晰的横断面作为进针平面。射频针经直肠径路进入前列腺内部，进针时要注意与尿道及前列腺包膜保持一定距离，并注意避免损伤直肠壁。射频消融治疗的具体参数如下:初始靶温为70℃，到达靶温后维持2 min再依次升温至75℃、80℃、85℃，每次到达靶温后都需维持2 min，最后升温至90℃，到达靶温后维持5 min，结束整个射频过程。在拔针时，要注意观察退温。

1.3.3 超声检查 在消融结束后即刻对消融灶进行常规二维超声及彩色能量多普勒超声检查，观察射频灶的形态、大小、边界及射频灶内部和周边的血流情况。然后，经静脉团注超声造影剂2.4 ml，5 ml生理盐水冲管。记录影像资料，测量造影状态下射频灶3个径线的值(将消融灶作为相对规则的椭球体，测量前后径、左右径、上下径的最大值)，观察造影剂微泡对消融灶内部及周边组织灌注显像的情况。

1.3.4 MRI检查 超声检查结束后，将实验犬送至磁共振室，行 MRI检查。MR扫描参数如下。(1)平扫序列:均采用快速自旋回波序列(FSE)，横断面 T1WI、T2WI、STIR(脂肪抑制)平扫，层厚3 mm，层间距0.5 mm。(2)动态增强序列:经静脉快速推注马根维显(Gd-DTPA)，剂量按0.1 mmol/kg体质量，造影剂在10 s内注射完毕，注射5 s时开始动态增强扫描，采用 FSPGR 序列，TR:150 ms，TE:1.9 ms，数据采集用三维傅立叶转换技术，矩阵为256×160，视野(FOV)为 18 mm ×13 mm，层厚 3 mm，共扫描6次，行轴位、冠状位和矢状位扫描。(3)MRI检查的图像资料均导入光盘保存，图像的处理分析在磁共振图像工作站完成。在增强MRI序列中测量消融灶最大前后径、左右径、上下径，并计算消融灶的体积，计算公式为V=1/6×{π×［a×b×c］}。MRI检查及图像分析均指定由同一名有经验的放射科医师完成，关于实验犬射频治疗的过程、超声检查以及病理检查结果等具体内容均不告知该医师。

1.3.5 病理学检查 所有影像学检查结束后处死实验犬，获取大体标本。随后对标本作横断连续切片，层厚约4 mm，做氯化三苯基四氮唑(TTC)染色，染色后测量消融灶的最大左右径、上下径、前后径并计算体积，随后将前列腺标本作组织切片并行H-E染色。以上的操作均由同一名病理医师完成，相关的射频治疗过程以及影像学资料并不告知给病理医师。以病理学测量的消融灶体积为金标准，评价超声造影及MRI评估前列腺射频消融灶的准确性和可行性。

1.4 统计学处理

用SPSS 11.0软件进行完全随机设计秩和检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 射频消融后即刻超声声像图表现

二维超声显示射频消融后即刻呈斑片状强回声区，边界欠清，后方衰减明显。该强回声可能为射频过程中组织间水分经加热后形成的水蒸气气泡弥散所形成的，消融灶内部的回声不均匀。

彩色能量多普勒超声显示消融前犬的前列腺血流分布呈明显的“轮辐状”，消融后该血流分布形态被破坏，在消融区形成2个血流信号缺失区。消融灶内部未见彩色血流信号，而周边未消融区域可见血流信号，但是无法根据血流信号分布区域来准确评估消融灶的大小范围。

超声造影显示消融灶的内部由于组织发生凝固性坏死无造影剂微泡进入，而周围正常的前列腺组织则被造影剂微泡充填，故消融灶的范围清晰，形成了较规则的灌注缺损区，能较准确评估消融灶的大小范围，见图1。

图1 射频后即刻经直肠前列腺超声造影横切Fig.1 Post-RFA transrectal CEUS transversal view

2.2 射频消融后即刻MRI表现

T1WI:消融灶部位见大片的高信号区，中央可见点状或“短棒状”低信号(射频针道影);T2WI:整个前列腺均呈现较高信号，有时可发现前列腺周围有不规则的高信号，消融灶部分可见等低混杂信号，中央可见射频针穿刺造成的点状或“短棒状”高信号;T1WI、T2WI均无法准确评价消融灶范围，增强期则可提供消融灶的三维信息，包括横断面、矢状面、冠状面，增强期消融灶内未见强化，而周围正常前列腺组织强化明显。消融灶与正常前列腺界限清晰，能清楚地测量消融灶体积。消融灶周边可见稍高的环状信号，见图2。

图2 射频即刻增强MRI显示前列腺横断面Fig.2 Post-RFA Gd-enhanced MR transversal section image

2.3 病理学表现

大体标本观察消融灶剖面呈圆形或椭圆形，从坏死区域至正常前列腺组织分为3层:棕黄色的凝固性坏死区、深红色出血带、正常前列腺组织。TTC染色显示消融坏死区域与周围正常前列腺组织分界明显，正常腺体组织被染色剂均匀红染，而坏死区域未能着色，见图3。

图3 射频24 h后前列腺标本横断面切片大体观Fig.3 Gross view of mid-gland transverse slice of the prostate 24 hours after RFA

光镜下表现凝固性坏死区表现为大片无结构均匀红染区，内正常腺体结构消失，坏死灶内部可伴有出血，凝固性坏死灶与周围正常前列腺组织分界截然，中间间隔有充血出血水肿带，可有炎细胞浸润(以中性粒细胞为主，同时可见嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞)。射频损毁灶与正常前列腺腺体间存在过渡带:坏死灶→出血水肿带+炎症反应带→正常前列腺体。在消融灶坏死部分内可见被破坏的血管，呈纤维素样坏死。

射频后即刻，超声造影、增强MRI和病理大体测量的消融灶体积分别为(1.27±0.51)cm3，(1.23 ±0.50)cm3和(1.27 ±0.52)cm3，三者间比较，差异无统计学意义(P＞0.05)。

3 讨 论

超声引导射频消融术是一种新兴的肿瘤微创治疗方法，因疗效显著而受到人们的关注。目前，射频消融术已可应用于肝脏、肾脏、乳腺、胰腺、前列腺和肺等实体脏器肿瘤的治疗，其中以肝脏和肾脏应用最为成熟。这一技术是肿瘤原位灭活技术，治疗后并不将肿瘤取出体外，因此治疗后及时判断肿瘤的坏死状况，明确治疗范围是否涵盖整个瘤体，即判断有无肿瘤残存显得至关重要。

实验结果显示射频治疗过程中组织加热所产生的水蒸气弥散到组织间隙，在二维超声声像图上显示为云雾状的强回声区，该强回声区没有明显的边界，同时由于气体的存在导致了消融灶后部出现明显的回声衰减，影响了常规二维超声对消融范围的准确评估。而多普勒超声受信噪比的影响不易探测到小血管和低流量的血流信号。射频消融后在消融区域出现了彩色血流信号的缺失，但通过信号缺失区域并不能确切地描绘出消融灶的范围。超声造影剂SonoVue作为一种纯血管内血池示踪剂可提高低流量、低流速血流信号的检出，并通过了解不同组织的灌注差异来提高超声诊断的敏感性和特异性。射频消融后组织产生凝固性坏死，其内部的小血管栓塞破坏了正常的血供使血流无法进入，注入造影剂后可清晰的区分正常组织和坏死组织，明确消融界限。

MRI具有良好软组织分辨率，但由于正常与异常组织的弛豫时间有较大的重叠，因此特异性较差。磁共振成像对比剂(MRI contrast agent)是通过改变被检组织的磁共振特性(质子密度、质子的弛豫时间)，从而提高正常与病变组织之间磁共振信号的对比度的一类化学物质。本实验采用的是MRI对比剂是临床最常用的Gd-DTPA，理论上，Gd-DTPA的增强作用与肿瘤内血流灌注、毛细血管的通透性及对比剂在细胞外间隙的分布容量有关。根据不同的MRI动态增强图像及参数，DCE-MRI可在一定程度上反映对比剂在肿瘤内的动态分布过程，从而间接反映肿瘤的增殖状态，提供较平扫或其他检查方法更多的血液动力学信息。

MRI平扫(T1WI、T2WI)对射频消融灶的评价通过消融灶区域信号的改变来实现，动态增强MRI注入对比剂除了可以提高组织对比度，更主要是观察消融灶及其周边组织的血流改变。超声对消融灶的观察则是通过局部组织的回声改变，超声造影与增强MRI虽然成像原理不同，但同样是通过对消融灶血流灌注情况进行评价的。射频即刻MRI表现出的T1WI高信号和T2WI低信号可能与消融灶内细胞水分丧失，蛋白质凝固、变性有关，二者异常信号的范围也不尽相同，没有明确的边界，这与Djavan等［16］的报道一致。由于射频造成的消融灶内血管坏死、栓塞，局部血流阻断，增强MRI和超声造影都显现出边界清晰的消融灶，内部没有增强信号，故二者均适于对消融灶范围的评估。增强MRI还表现出消融灶周边出现稍高的环状信号，据文献报道［4］，这个部位是消融灶周围的充血水肿带，本实验的病理结果也证实了这一点，超声造影则没有这一表现。该现象可能与两种影像学技术的成像原理有关，MRI对水分子的信号更为敏感，因此可清晰显现出组织充血水肿的改变。

而对于消融灶范围的评价的准确性而言，超声造影和增强MRI都是很高的。从本研究结果中可以看到在射频后即刻超声造影及增强MRI均表现为边界清晰的消融灶，形态规则，呈椭圆形。将超声造影显像与增强MRI对消融灶体积的测值同最终的病理大体测值相比较，其P值均＞0.05，说明三者间的差异没有统计学意义。以上的统计数据说明，超声造影显像和增强MRI对于消融灶范围的评估均是可信的方法，具有互相替代性。

有学者指出MRI适宜评价热消融范围［17-18］，这是因为在热消融过程中大分子变性，水分子处于结合或非结合状态的维持时间发生变化，结果改变了弛豫时间，从而引起了MR信号的变化。MRI具有其自身的优势:(1)明确显示和分辨与病变相邻的重要血管和神经，可了解病变和相邻组织结构的特性;(2)MRI有很好的软组织对比度;(3)MRI扫描可提供多平面图像，不仅在横轴位，还可在冠状位、矢状位及任意斜位进行成像;(4)无放射性的电离损害作用。超声与MRI相比，最大的优势首先在于其实时性。在射频消融即刻对消融灶范围的评价对于临床应用而言是非常重要的，可以帮助临床医师明确治疗的范围，以及进一步需要采取的措施。从本实验的结果来看，超声造影完全可以达到准确评估消融灶范围这一目的。磁共振成像则因其成像速度较慢，目前无法达到实时成像。其次，MRI检查出现的运动伪影，会导致图像质量的降低，而超声检查所受的影响相对较小。此外，MRI检查还存在一定的禁忌证，装有心脏起搏器，体内留置金属异物或金属假体者不宜作MRI检查，而超声检查则不存在上述的禁忌证。还有一个重要因素就是超声检查相对于MRI价格低廉且同样具有安全性。而经直肠超声较MRI稍逊色的方面就是它对解剖范围观察的容量小于MRI，因此对前列腺周围组织结构的显像不如MRI清晰。且超声检查是通过医师手动操作得到声像图，并作出最终的判断，因而受到主观因素的影响较大，缺乏一定的客观性。MRI检查的断面图是由仪器扫描得到的，其成像的厚度，方位等参数都是检查前设定的，因此较为客观。

超声造影作为一项较新的超声显像技术与动态增强MRI相比，对射频消融灶范围的评估具有同样的准确性，后者在临床上已经用于对射频、微波、激光等热消融治疗方式对前列腺疾病治疗效果的评价，并得到了肯定的结果。超声造影对于消融灶内部及周边血流变化的改变也较为敏感，随着超声造影技术的推广，其对于前列腺热消融灶的评估价值将很快体现在前列腺疾病的临床微创治疗领域。

综上所述，动态增强MRI可以准确测量消融灶的体积，并能清楚反映消融灶内部及周边血流情况的改变;常规经直肠超声和超声造影技术结合也能准确地评价犬前列腺射频消融灶，并与MRI显像有很好的相关性;以上两种检查方法各有优势，必要时相互结合，更能准确的评价前列腺射频消融的疗效。

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