GRP 消化内科的研究与实践 1687 - 630 x 1687-6121 Hindawi出版公司公司 431451 10.1155 /四十三万一千四百五十一分之二千〇一十二 431451 研究论文 内镜下超声引导下的胰腺射频消融(EUS-RFA)在猪模型中的应用 Gaidhane 莫妮卡 1 工匠 伊万娜 2 艾伦 克里斯蒂 2 Gatesman 杰里米 2 哈比卜 纳吉 3. 福利 帕特里夏 2 Moskaluk 克里斯托弗 2 Kahaleh 米歇尔 1 奥马尔 萨勒姆 1 消化和肝脏科 医学系的 威尔康奈尔医学院 纽约 NY 10065 美国 cornell.edu 2 弗吉尼亚大学医学院 夏洛茨维尔 VA 22903 美国 virginia.edu 3. 手术和癌症系 国子监 伦敦SW7 2AZ 联合王国 imperial.ac.uk 2012 20 09 2012 2012 13 04 2012 21 08 2012 2012 ©2012莫妮卡Gaidhane等。 这是知识共享署名许可,允许在任何媒体不受限制地使用,分发和复制下发布的开放式访问文章,提供原工作正确引用。

背景。限制有效的姑息治疗胰腺癌,其中包括手术或化疗存在。射频消融(RFA)使用高频交流电流以消融患病组织并已被用于治疗各种肿瘤。在这项研究中,我们评估调整到EUS-针进行EUS-RFA允许凝固性坏死胰腺的原型探测器。 方法。五尤卡坦猪进行了胰头的EUS引导下射频消融治疗。Using an EUS-needle, RFA was applied with 6 mm and then 10 mm of the probe exposed at specific wattage for preset durations. 结果。只有一头猪表现胰腺炎的中等水平(20%近端胰腺炎)。其他动物的组织损伤区域要低得多。在5只猪的3,近端胰腺显示组织损伤比远端胰腺更高水平的,与组织的手术部位的接近一致的。在1个猪,近端和远端胰腺显示最小胰腺炎(1%)。有在内部胰腺癌和/或额外的胰脂肪组织脂肪坏死的最小的证据。 结论。通过一个19号针头EUS引导胰头与单极探针RFA在5个尤卡坦猪和胰腺炎的最小量的耐受性良好。

1.简介

胰腺癌是美国[癌症死亡的第四大原因 1]。5年生存率仅为3%,其中6个月以内[中位生存期 2]。常规的治疗方法,例如手术,放疗,化疗,或这些的组合,对这种侵袭性癌症的过程中几乎没有影响[ 3.]。在完成放化疗的几个月,患者经常有局部肿瘤进展(胆汁或胃出口梗阻)或新的转移性疾病[证据 3.]。射频(RF)消融术已被广泛用于在肿瘤学中,但不是在胰腺因为它的高风险手术[ 4]。最近的研究表明,在开放、经皮或腹腔镜条件下,单极射频消融治疗III期胰腺癌是可行的[ 5, 6]。与超声内镜切除(EUS)指导允许实时成像到深部胰腺[ 4]。射频消融(RFA)的工作原理是发射能量使用加热以产生凝固性坏死在周围组织中[ 7, 8]。有胰腺RFA [的越来越大的兴趣和需求 4]并且看起来在RFA不可切除的胰腺癌是具有可接受的死亡率,但高发病率[可行 5, 6, 8- - - - - - 11]。这项研究的目的是报告的安全性和有效性EUS引导下经十二指肠RF采用了全新的井字形单极探头(EUS哈比卜RFA,EMcision有限公司,英国伦敦)猪胰的消融是更符合超声内镜针。改进后的针设计应该假设允许更大的胰腺区凝固性坏死,同时还最大限度地减少肠黏膜损伤的风险。

2.过程

Five Yucatan pigs (30–35 kgs) were acclimated in the vivarium for 3 days after arrival. On day 4, the procedure was effected. Animals were premedicated intramuscularly with atropine sulphate (0.04 mg/kg) and anesthesia was induced with intramuscular Telazol/Xylazine 4–6/2 mg/kg. The animals were placed in recumbence on their left side on a fluoroscopy table. Vital signs (heart rate, respiratory rate, and anesthetic depth) were continuously monitored during the procedure. Prophylactic antibiotic Enrofloxacin 2.5 mg/kg was administered intramuscularly before the procedure, after anesthesia.

经十二指肠入路将EUS引导的19号Wilson Cook针置入胰腺后,用RFA消融猪胰腺组织。超声内镜(线性内窥镜(EG-3870UTK) 3.8 mm,美国新泽西州蒙特维尔市Pentax内镜)经口进入十二指肠球部,超声观察胰腺。一根19号针(威尔逊·库克,温斯顿-塞勒姆,美国NC)通过内窥镜的工作通道插入胰腺(图) 1)。用该针穿刺胰腺,取出小管。连接到RITA(电外科射频发生器)的引导RFA探头通过针头进入胰腺。试点Habib EUS RFA探头(EMcision LTd.,伦敦,英国)是1 Fr导线(0.33毫米, 0.013 ) and has a working length of 190 cm (Figure 2)。

在EUS-RFA探针的超声波内窥镜视图插入到猪的胰腺。

哈比卜EUS RFA探头。

The RFA probe was applied with 6 mm of the probe exposed at 4 watts for 300 seconds (5 mins), 5 watts for 54 seconds (0.9 mins), and 6 watts for 12 seconds (0.2 mins). Then with 10 mm of the probe exposed in the pancreas, RFA was affected at 4 watts for 258 seconds (4.3 mins), 5 watts for 84 seconds (1.4 mins), and 6 watts for 48 seconds (0.8 mins). The wattage and exposure time was predetermined based on in vitro testing with a generator.

After procedure, yohimbe 0.3 mg/kg was given intravenously to hasten recovery from anesthesia and a fentanyl patch was given for analgesia.

手术后三天,抽血,以评估总胆红素,碱性磷酸酶,细胞血球计数,和淀粉酶。在手术后第6天,猪被实施安乐死。猪的胰腺立即手术切除损害的肉眼检查,组织反应,和组织学分析(图 3.)。

安乐死后切除的猪胰腺。

3.病理检查 3.1。组织病理学评价

胰腺切除并固定在中性缓冲福尔马林。The organs were serially sectioned at 3 mm intervals by a dedicated GI pathologist blinded to the procedure performed. Cross-sections were taken from the proximal pancreas (2-3 cm from the ampulla) and from the distal pancreas (2-3 cm from the tail end) by the pathologist. The sections were subjected to routine processing and paraffin embedding. Four-micron histologic sections were stained with hematoxylin and eosin (H&E). The presence of acute pancreatitis (cell necrosis) was assessed as an estimate of the percent area of acinar pancreatic tissue involved.

4.结果

所有5个尤卡坦猪容忍的RFA。猪没有表现出手术后的任何异常行为或体征并发症。

Due to inadequate EUS visualization of the pancreas and repositioning difficulties with the probe in pig 1, the pancreas was ablated once for 5 minutes at 4 watts with 6 mm of the probe exposed. In pig 2, with 10 mm of the probe exposed, it was activated for 84 seconds (1.4 mins) at 5 watts; 48 seconds (0.8 mins) at 6 watts; twice for 258 seconds (4.3 mins) at 4 watts. The probe was activated 7 times instead of 6 times (10 mm, 4.3 minutes at 4 watts) in pig 2 to test for efficacy at a different site within the pancreas.

4.1。实验室结果和并发症评估

手术后三天,抽血,以评估总胆红素,碱性磷酸酶,细胞血球计数,和淀粉酶。的值均在正常范围,和猪没有表现出任何症状或异常行为。

4.2。组织分析

无毛异常者的胰脏的连续切片中指出。代表性组织切片的检验表明急性胰腺炎的病灶区由(腺泡胰腺组织的坏死变化表所证实 1 4)。只有一种动物(不。1)表现为中度胰腺炎,近端胰腺组织受累达20%。其他动物的组织损伤区域要低得多。在5只动物中,有3只显示近端胰腺组织损伤程度高于远端胰腺,这与组织与手术部位的接近程度一致。在一个动物(no。4),近端和远端胰腺炎的发生率为1%。3),胰腺远端比近端损伤稍多(4%比1%)。所有组织切片均可见胰腺内和/或胰腺外脂肪组织的脂肪坏死(图) 图4(d))。在猪没有。3,没有。5,围绕他们的胰腺脂肪坏死被认为,这表明胰腺炎。但是,猪的正常实验室值,并没有显示任何症状或异常行为。

组织学损伤的评分。

动物# 位置 % 急性胰腺炎 脂肪坏死
1 近端 20 现在
1 末节 2 现在
2 近端 7 现在
2 末节 0 现在
3. 近端 1 现在
3. 末节 4 现在
4 近端 1 现在
4 末节 1 现在
5 近端 5 现在
5 末节 2 现在

胰腺组织学。

动物的胰腺近端没有的形象代表。如图1所示,示出了组织坏死的急性胰腺炎(箭头)相一致的局部区域。(H&E,原始放大倍数40倍)

胰腺炎高倍镜显示组织学上细胞凋亡和坏死,与细胞死亡一致(细胞核缩小、碎片化和细胞膜溶解)。(H&E,原放大率400x)

毗邻胰腺显示,没有胰腺炎或其他细胞损伤的证据腺泡细胞的正常组织学的领域。(H&E,原放大率400x)

在从动物的近端药水没有相邻胰腺外脂肪组织脂肪坏死(图像的左侧)的实施例。5.(H&E,原始放大倍数100×)

5.讨论

射频消融(RFA)使用高频交流电流以破坏实体瘤[ 9]。当连接到一台发电机,RF电流从电极的暴露部分和周围组织,其通过摩擦由凝固性坏死的手段[转化为热和诱导细胞死亡内该电流转换成离子搅动发射 12, 13]。它的微创方法和良好的耐受性是使用RFA [优点 9]。

内镜逆行胆道造影在胆管RFA(EndoHPB探头,英国伦敦)在2个研究[使用 8, 14]似乎是有效且耐受性良好。此外,经皮RF诱导的组织凝固已在早期临床试验用于肝细胞癌的管理[ 15]和肝[ 15, 16]和脑转移瘤[ 17]。

EUS被越来越多地用于治疗目的,因为它可以精确测量胰腺肿块的位置和大小,并可用于跟踪消融区域和帮助避免周围结构。EUS消融的潜在优势是通过实时成像引导深入目标,如胰腺,这是极难经皮肤到达的[ 4]。EUS-RFA为焦点恶性疾病的治疗[一种安全,有效,和公认的模态 18, 19]。

在Wu等人,范Goethem等人,和Lee等人的研究,双极探头被发现具有比单极系统更少的间接热损伤,但用更少的效率整体消融[ 5, 20, 21]。一种混合cryotherm探针(CTP)结合cryotechnology双极RF消融[ 4增加rf诱导的间质失活[ 22]。卡拉拉等。[ 4]所使用的EUS引导猪CTP,发现更长的应用时间,更大的损伤尺寸的变化;900秒的应用诱导健康胰腺并发症发生率高。在该实验中与双极探针获得消融区的平均尺寸和300-第二应用为约两倍大,在360秒内[与单极系统获得的消融区 13]。死亡率为零而发病率为与一个(7%)显著对症坏死性胰腺炎与腹膜炎,一个烧胃壁,和四(28.5%)的胰腺和肠之间的粘连。胃壁的烧伤被认为是由于胃粘膜,这是猪比人类更厚的不完整的探头渗透。

类似的并发症见于Goldberg等人。[ 13],其中EUS-RF施加6分钟,13个尤卡坦猪与特异性修饰19号针头的电极正常胰腺组织(285 ± 120 mA) via a transgastric approach. One pig had mild hyperlipasemia, a focal zone of pancreatitis (<1 cm), and later a pancreatic fluid collection. Other complications included three gastric and one intestinal burn caused by improper electrode placement. In pigs killed immediately and 1 to 2 days after ablation, pathological examination showed discrete, well-demarcated spherical foci of coagulation necrosis measuring 8 to 12 mm in diameter surrounded by a 1 to 2 mm rim of hemorrhage.

并发症似乎与消融的时间有关。胰腺是非常热敏生物组织和正常胰腺引线的热消融与水肿和纤维化,有时囊性变换[炎症反应 4]。大量坏死的主要风险似乎与多次消融,同样的治疗过程是在接近[ 5, 9]。

在我们的超声引导烧蚀实验中,由于整体效率的提高,选择了单极系统而不是双极系统。考虑到我们的消融目标是胰腺头部,这里的导管创伤后遗症可能更严重,这是值得注意的[ 4]。现有的研究表明,实现在肝,肌肉最大凝结直径,和肝内肿瘤需要6分钟RF应用的[ 23]。因此,我们的目的在我们的实验中集中解决此持续时间。Currently achievable coagulation diameter is between 8 to 10 mm [ 4, 24- - - - - - 27]等较大的肿瘤可能必要多针插入和RF应用[ 4]。Varadarajulu等。在2009年 [ 28] achieved a complete coagulation necrosis of 2.6 cm diameter in the liver of 5 Yucatan pigs without damage to the surrounding parenchyma or vasculature utilizing EUS-RFA with a 19-gauge FNA needle fitted with an umbrella-shaped retractable needle electrode array. Noteworthy, this electrode array prototype with an umbrella diameter of 2 cm may be too large for the pancreas and even other organs [ 28]。

在我们的研究中,在胰腺内和/或胰腺外脂肪组织脂肪坏死的证据。在两只猪(第3号和5号),围绕其胰腺脂肪坏死被看见,这表明胰腺炎。然而,在两个猪,EUS可视化是不理想的;这可能是由于胰腺头部不是猪非常可行的十二指肠视图因为胃长于在人类和幽门肌肉是很厚,难以通过[ 4]。此外,使用一个二维(2D)超声内镜而3D超声图像将提高探头的定位的精度[ 4]和潜在的消融部位的可视化。胰腺炎是在近端和远端胰腺双方即使我们的消融的目标是近端胰腺实现。因此,一些胰腺的炎症改变可能已被归因于针插入并不能单独烧蚀。近侧和其可能与猪胰腺的解剖结构的猪胰腺的远侧段之间未检测到胰腺炎。坏死的面积不能由于感应的有限坏死测量。

超声内镜引导RFA似乎耐受性良好,大多数并发症是由于最初的技术问题或猪和人体解剖[之间的差异 13]。RFA已不能手术切除肝肿瘤的治疗是有效的和有希望的结果在肺,骨,肾,脑,乳腺和前列腺肿瘤[中获得 9]。因此,RFA的其他应用还存在,但在应用于无法切除的胰腺恶性肿瘤姑息之前,需要在动物实验中进一步研究单极探针对胰腺肿瘤组织的射频消融。可能需要对现有技术进行额外的修改,以使凝固的组织体积更大[ 13]。

最后,通过一个19号针头胰头与单极探针EUS引导射频消融在5个尤卡坦猪和胰腺炎的最小量的耐受性良好。与以前在猪的胰脏进行的研究,我们的研究表明,RFA可以通过EUS交付以最小的胰腺炎。虽然EUS-RFA的安全性已经被证明,以确定在胰腺肿瘤残留在超声内镜引导下RFA单极探头的有效性。有更好的显示效果和更高的能源设备的未来改进应该允许更大的消融效果而不会危及安全。

承认

这种动物试验被批准由弗吉尼亚大学的IACUC委员会后进行。该试验由EMcision有限公司英国,哈比卜探头的制造商完全资助。

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