肺动脉阻塞后微波凝固活体兔肺组织的实验研究

摘要

肺癌是目前全球死亡率最高的恶性肿瘤。放疗和化疗在晚期肺癌患者的治疗中占有重要地位，虽然近年来肺癌的放、化疗治疗水平有了明显提高，但其总体效果与手术根治性切除取得的较好生存率相比仍难以令人满意，且其毒副作用较大。因此临床上迫切需要为不能耐受手术治疗或不愿接受手术治疗的肺癌患者提供一种安全有效、在某种程度上接近甚至达到手术治疗效果的局部肿瘤控制方法。经皮微波凝固治疗(percutaneous microwave coagulation therapy，PMCT)是近年来新发展起来的一种局部肿瘤微创治疗技术，它在影像技术引导下，将微波针导入肿瘤组织内进行加热，使局部组织迅速达到不可逆的凝固性坏死温度，造成肿瘤坏死，从而达到杀灭肿瘤细胞的目的。它具有创伤小、操作简便、并发症少及效果显著等优点，给许多无法接受手术治疗的高危病人带来新的治疗希望，也给多次化疗后耐药的患者带来新的治疗机会。但该技术应用于肺部肿瘤的临床治疗上也存在不足之处，其一它单点凝固范围较小，对于较大的肿瘤难以完全灭活(<3cm的肿瘤治疗效果较好)，因此术后肿瘤残留、局部复发率较高；其二多应用于外周病灶，靠近肺门或毗邻大血管的病灶治疗时因有出血危险从而限制其在临床的适用范围。 目前的研究表明影响微波凝固范围的因素较多，包括微波电极直径、发射功率、发射时间、组织的熟耐受性以及血液循环所致的热量损失等，其中组织局部血流灌注的“热沉效应”(heat sink effect)作用最为重要，成为研究的重点。 本课题研究肺动脉血循环对微波消融活体肺组织的影响，探索选择性肺动脉阻塞后微波凝固活体兔肺组织的安全性及有效性。 目的：研究经股静脉穿刺行兔肺动脉血管造影及选择性阻断肺动脉血流的可行性，探索选择性肺动脉阻断后对微波凝固活体兔肺组织范围的影响，为PMCT技术更好的应用于临床治疗人肺部肿瘤提供实验依据。 方法： 1.经股静脉穿刺兔肺动脉造影：局部分离出兔子般静脉后采用seldinger技术穿刺股静脉，引入3F微导管，分别超选到兔子肺动脉主干及左下肺动脉造影，明确肺动脉及其分支走行、分布、动静脉显影时间和顺序、血流速度及侧枝循环情况，并测量相关肺动脉直径。 2.实验分组：成功行肺动脉造影的24只兔子，随机分成三组。实验组1(n＝8)：左下肺动脉明胶海绵颗粒栓塞+微波消融；实验组2(n=8)：左下肺动脉球囊阻断+微波消融；对照组(n=8)：单纯左下肺微波消融。 3.微波消融的操作步骤：①实验组1(明胶海绵栓塞组)：行肺动脉造影明确栓塞靶血管后，将微导管超选择到左下肺动脉主干远端，透视下缓慢漂注500-710um的明胶海绵颗粒，直到血流缓慢，末梢分支不显影。栓塞后，在透视下取兔左侧胸腔第6肋间左腋中线处为穿刺点，微波针水平插入左下肺内，直到脊柱旁停止进针，进针长度约3.0-3.5cm，一般不超过4cm。微波针到位后，使用微波功率60W，时间3min进行消融。消融结束后进行肺动脉造影复查观察消融效果。②实验组2(球囊阻断组)：根据之前肺动脉造影所了解的肺动脉分支走行分布情况及测量左下肺动脉主干起始段及远端直径后，选择合适的球囊导管，将球囊引入至欲阻断的血管部位，透视下位置准确无误后，注入造影剂将球囊扩张以阻断血流，然后透视下微波刀穿刺到左下肺内，使用相同功率及时间进行微波消融，消融后进行肺动脉造影复查；③对照组：在透视下微波刀直接穿刺到左下肺组织内以相同功率及时间进行消融，消融后行肺动脉造影复查；④在微波消融过程中`间断透视观察肺内情况，了解有无出血、气胸等并发症。 4.观察指标：①实验动物一般状况：实验过程中记录兔子的呼吸频率；②影像学检查：a．微波消融前后分别行胸部照片检查，观察消融后肺组织渗出情况、有无出血、气胸等并发症；b．血管造影：复查造影观察血管闭塞、破坏以及肺血循环情况。将微波后肺动脉造影情况分为4级：A级：左下肺动脉主干血流完全阻滞，左下肺叶实质未见显影；B级：左下肺动脉干血流明显缓慢，左下肺实质显影范围小于1/2肺叶；C级：左下肺动脉干血流稍微缓慢，左下肺实质显影范围大于1/2肺叶；D级：左下肺动脉干血流大致正常，左下肺叶实质几乎完全显影；③病理学检查：微波消融结束后处死兔子，完整取出左侧肺组织，观察肺组织表面情况，观察消融灶的大小、颜色，周围出血等大体情况，沿针道切开肺组织，测量消融灶纵径及横径，按公式V=1/2ab2计算消融灶体积；标本切片行HE染色，光学显微镜下观察消融灶内细胞坏死情况及切片中支气管、血管损伤情况及消融灶周围肺组织出血、细胞浸润情况。④实验室检查：采动脉血检测实验组1明胶海绵栓塞左下肺动脉前后及实验组2球囊阻断左下肺动脉前后的血氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)及血氧饱和度(SaO2％) 结果： 1.肺动脉造影及栓塞情况：全部24只兔子均成功行肺动脉主干及选择性左下肺动脉造影，技术成功率100％。微导丝、导管可进入到肺动脉四级分支内，左肺动脉主干直径4.98±0.33 mm，左下肺动脉主干直径4.38±0.63mm。实验组1有1例出现右下肺误栓，其余兔子术中无发生血管损伤、出血、异位栓塞等情况。 2.微波术中、术后动物一般状况：术前兔子呼吸约35-40次/分，术中兔子呼吸稍增快，40-60次/分，术后呼吸为50-60次/分，以腹式呼吸为主；术中兔子无明显烦躁不安。 3.影像学表现：①微波消融前胸片示双肺野清晰，肺纹理走行自然，肺内未见异常阴影。微波消融后即刻胸片示消融灶呈片状磨玻璃影，边缘模糊，内部密度不均。②微波消融后肺动脉造影表现：实验组1(A级6例，B级2例)，实验组2(A级5例，B级3例)，对照组(A级0例，B级2例，C级6例) 4.病理结果： ①大体病理结果：消融灶以针道为中心，由内向外依次为中心炭化区，直径2-3mm，为针道形成的细条状空腔和焦黄色于焦状炭化组织；中间凝固坏死区，呈深褐色；周边反应区，淡红色带状，宽约3-5mm，与周围正常肺组织分界清楚。实验组1、2消融灶呈椭球形，对照组呈狭长形，形态欠规则。实验组1、实验组2和对照组切面纵径为2.01±0.20cm、2.00±0.23cm、1.63±0.28cm；横径为1.43±0.18cm、1.43±0.13cm、0.69±0.08cm；纵横径比为1.43±0.19、1.41±0.11、2.42±0.61；体积为2.09±0.62cm3、2.07±0.54cm3、0.38±0.07cm3。实验组1、2和对照组纵径、横径、纵横径比及体积两两比较有显著统计学意义(p=0.004、p=0.005)(p=0.000、p=0.000)、(p=0.002、p=0.002)、(p=0.000，p=0.000)；实验组1和实验组2纵径、横径、纵横径比、体积两两比较均有无显著统计学意义(p=0.918、p=1.000、p＝0.767、p=0.934)。 ②组织病理结果：中心炭化区，光镜表现为中心空道及肺泡组织结构消失；中间凝固坏死区，光镜表现为肺泡壁结构破坏，细胞变性坏死；消融灶内血管腔内有血栓形成；周边反应区，光镜下表现为组织充血水肿，肺泡内有大量红细胞，并有淋巴细胞浸润，外周肺泡腔内可见大量渗出物。 5.实验室结果： 实验组1：左下肺动脉明胶海绵栓塞前后二氧化碳分压(PCO2)为4.85±0.36kPa VS4.92±0.38kPa(p=0.30)，血氧分压(PO2)为12.77±0.38kPaVS12.54±0.36kPa(p=0.061)，血氧饱和度为0.971±0.03 VS0.969±0.02(p=0.151)；实验组2：左下肺动脉球囊阻断前后二氧化碳分压(PCO2)为4.98±0.29 kPa VS5.03±0.30kPa(p=0.357)、血氧分压(PO2)为12.09±0.75kPa VS12.18±0.76kPa(p=0.424)、血氧饱和度为0.969±0.06 VS0.969±0.06(p=1.00)。 6.并发症的发生 ①气胸：实验组1气胸1例(1/8)、实验组2无气胸发生，对照组气胸2例(2/8)，气胸所致肺压缩体积均不超过30％，未作特殊处理。 ②出血：实验组1及实验组2兔子微波消融后均存活，无发生肺内大出血，对照组术后死亡1例，解剖后发现左侧胸腔内大量出血。 ③皮肤、胸壁损伤：实验组1：2例；实验组2：1例；对照组：1例。 结论： 1.选择性肺动脉阻塞(明胶海绵栓塞或球囊阻断)前后兔子血二氧化碳分压(PCO2)，氧分压(PO2)及血氧饱和度变化不明显，选择性肺动脉栓塞是安全的。与明胶海绵颗粒栓塞相比，球囊阻断法操作更为简单、安全性更高、并发症较少。 2.肺动脉阻塞联合微波消融与单纯微波消融相比较，能扩大活体肺组织消融范围，并有可能改善消融灶形状使其更接近椭球形。该方法对治疗体积较大的肺肿瘤可能有一定临床应用价值，值得进一步研究。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:缩略词表

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前言

第一章选择性兔肺动脉阻塞的实验研究

材料与方法

结果

讨论

结论

第二章选择性肺动脉阻塞后微波凝固活体兔肺组织的血管造影和病理研究

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

致谢