CC BY
15
УДК 616.36 - 089.166
РАДИОЧАСТОТНАЯ ТЕРМОАБЛЯЦИЯ ПРИ МЕТАСТАТИЧЕСКИХ ОПУХОЛЯХ ПЕЧЕНИ. НЕКОТОРЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И КЛИНИКО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
© Куликовский В.Ф., **Должиков А.А., Набережнев Д.И., * Луценко В.Д., * Быков П.В.
*
Белгородская областная клиническая больница Белгородский региональный центр колопроктологии Кафедра анатомии и гистологии человека Белгородского государственного университета, Белгород
Проведены экспериментальное морфологическое исследование воздействия радиочастотной термоабляции на структуру интактной и временно ишемизированной печени, а также клинико-морфологический анализ эффективности данного метода в лечении метастазов колоректальных раков в печень. Установлены морфологические факторы, влияющие на эффективность радиочастотной деструкции метастатических поражений печени.
Ключевые слова: радиочастотная термоабляция, метастазы в печень.
THE RADIOFREQUENCY THERMOABLATION IN THE METASTATIC LIVER TUMORS.
SOME EXPERIMENTAL AND CLINIC-MORPHOLOGICAL ASPECTS Kulikovsky V.F., Dolzhikov A.A., Naberezhnev D.I., Lutsenko V.D., Bykov P. V.
Belgorod Regional Clinical Hospital;
Belgorod Regional Center of Coloproctology;
The Department of Human Anatomy and Histology of the Belgorod State University, Belgorod
The experimental morphological study of radiofrequency thermoablation influence on the intact and ischemic liver structure, and morphological analysis of radioablative management of liver metastases were performed. The structural factors of radiofrequency ablation effectiveness were established.
Key words: radiofrequency thermoablation, liver metastases.
В настоящее время эффективность лечения рака колоректальной локализации определяется не только радикальностью удаления первичной опухоли, но и в значительной степени своевременностью диагностики и лечения метастазов в печень, которые синхронно или метахронно развиваются у половины пациентов после хирургических вмешательств [1]. При этом только у 5-10% [1], а по самым оптимистичным оценкам только у 20% больных [2, 3] возможно выполнение резекций печени. В связи с этим интенсивное развитие получили методы локальной деструкции метастатических очагов. К числу наиболее новых и перспективных относятся методы радиочастотной термоабляции (РЧА), основанные на генерации термического эффекта за счет колебаний ионов под действием высокочастотных (350 - 500 кГц) токов [7]. Разработка метода и его использование в мире насчитывают немногим более 10 лет [8]. В Рос-
сии метод используется только в течение последних трех лет. При этом преимущественно исследованы клинические аспекты РЧА, серьезно продвинулись технические разработки и относительно сложился рынок аппаратуры. Целенаправленные морфологические работы занимают пока небольшое место [4, 5, 6, 9]. Остается не до конца изученной проблема оценки полноты деструкции опухолевых очагов в зависимости от их тканевой структуры, морфологические изменения остальной ткани печени при типичной и модифицированной РЧА, системные эффекты метода.
В связи с вышеуказанным нами проведен анализ первых результатов использования радиочастотной термоабляции при лечении метастазов колоректальных раков в печень, а также экспериментальное исследование морфологических изменений интактной и ише-
мизированной печени при воздействии метода в режиме реального выполнения.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Всего за период с декабря 2003 г. по настоящее время в региональном центре коло-проктологии на базе Белгородской областной клинической больницы РЧА использована при лечении метастазов у 30 больных. Анализ проведен на клиническом и биопсийном материале от 17 больных (11 мужчин, 6 женщин). Материал для морфологического исследования получен как непосредственно после процедуры, так и в сроки до 1,5 лет после нее.
Экспериментальное исследование выполнено на 38 крысах линии Вистар обоего пола, массой 150-180 г. Животные были разделены на 2 группы: группа 1 - РЧА без ишемии печени, группа 2 - РЧА на фоне трехминутной ишемии печени. Экспериментальные вмешательства выполнены после недельного карантинного содержания животных. Использован генератор "Cool-tip™ RF Ablation System" (Radionics, USA), одиночный электрод длиной 15 см с рабочей частью 1 см. Операции выполнены под ингаляционным эфирным наркозом. Параректальным разрезом справа вскрывали брюшную полость на протяжении 1,5 см. В рану выводили переднюю левую долю печени, под которую помещали пассивный электрод. Игольчатый электрод вводили на всю длину его рабочей части в среднюю часть толщи доли тангенциально ее поверхности. Воздействие проведено в режиме максимальной мощности в течение 1 и 2 минут. В ходе манипуляции контролировались температура тканей, колебания их сопротивления. Температура тканей в течение вмешательства составляла 80-100оС. Временная ишемия печени - моделирование "маневра Прингла" проведено путем наложения провизорной лигатуры на проксимальную часть ге-патодуоденальной связки с остановкой кровотока по печеночным артериям и по воротной вене. Время от наложения лигатуры до начала РЧА (время введения электрода) составляло 30 секунд, время воздействия - 2 минуты, время от прекращения воздействия до снятия лигатуры - 30 секунд. Общее время
ишемии печени составляло таким образом 3 минуты. Суммарное время хирургических вмешательств в обеих группах составляло не более 10 минут. Животных выводили из эксперимента сразу после воздействия и через 1, 3, 7, 14, 21, 30 суток после РЧА путем передозировки эфирного наркоза. В серии с ишемией печени изучено воздействие РЧА в течение двух минут в сроки 3 и 7 суток после воздействия. Материал для морфологического исследования фиксировали в 10% растворе формалина, заливали в парафин по стандартной методике. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, проводили ШИК-реакцию. Для измерения зоны повреждения и микроскопического изучения срезы производили перпендикулярно направлению введения электрода. Объем зоны вычисляли на основании величин ее наибольшей и наименьшей ширины по формуле эллипса (V=n x a x b2/6). Микроморфометрия выполнена на компьютерных изображениях с использованием программного пакета "WCIF ImageJ" (Toronto Western Research Institute, USA).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Патоморфологическое исследование показало, что имеются существенные морфологические особенности, определяемые временем радиочастотного воздействия, сохранением или редукцией кровотока в печени. Непосредственно после одно- и двухминутной РЧА без ишемии печени наблюдается формирование макроскопически различимых концентрических зон воздействия: темно-коричневая с очагами обугливания центральная зона, серо-желтая малокровная промежуточная зона, нечетко очерченная периферическая зона полнокровия. При микроскопическом исследовании установлено, что в центральной зоне, в непосредственной близости к каналу электрода, большую часть составляют широкие кавернозно-подобные полости, формирующиеся за счет резкой дилатации синусоидов, полной диссоциации эндотелио-цитов, дискомплексации балок гепатоцитов, неравномерно заполненные кровью или агрегатами фибрина, непосредственно в центре содержатся участки коагуляционного некроза гепатоцитов. Гепатоциты вокруг полостей с
явлениями компрессии, гомогенизацией цитоплазмы, ядра с явлениями кариорексиса и лизиса. Определяется значительное количество полностью диссоциированных гепатоци-тов, свободно расположенных в образовавшихся полостях в виде "клеточной взвеси". Промежуточная зона представлена некробио-тически измененными гепатоцитами на фоне резкого малокровия синусоидов. В периферической зоне определяется резкое диффузное полнокровие, очаговые лейкостазы, умеренно выраженная зернистая дистрофия гепа-тоцитов.
Через сутки после воздействия наблюдается четкая дифференциация 4-х зон. Их структура не соответствует ожидаемой прямой зависимости степени повреждения от близости к электроду. Центральная зона образована кавернозными полостями с неравномерным кровенаполнением и диссоцииро-ванно расположенными некротизированными гепатоцитами (рис. 1). Кнаружи расположена зона некробиотически измененных гепатоци-тов, частично разрушенных синусоидов при выраженном малокровии. Наиболее выражен некроз гепатоцитов, малокровие и диффузная нейтрофильная инфильтрация в следующей зоне. Периферическая зона четко очерчена за счет диффузного полнокровия, дистрофиче-
ские изменения гепатоцитов выражены умеренно. К третьим суткам выявлено слияние центральной и ближайшей к ней зоны некро-биотических изменений за счет прогрессиро-вания в них некроза. Воспалительная реакция ограничивается преимущественно периферическими участками. Расширяется суммарная ширина зоны некроза. На данном сроке эксперимента она отличается наличием очагов полнокровия пока сохранившихся синусои-дов, очаговых кровоизлияний. Частично данные изменения можно оценить как реперфу-зионные повреждения. Снаружи формируется тонкий слой отграничивающей грануляционной ткани из 3-4 слоев молодых фибробла-стов, растущих со стороны капсулы и ближайших портальных трактов, с малочисленными новообразованными капиллярами. В окружающих участках печени выражена вакуольная и гидропическая дистрофия гепато-цитов. Через неделю после РЧА в течение 1 минуты без ишемии печени выявлены "выпадение" и частичная резорбция некротических масс центральной зоны. Ширина периферического слоя грануляционной ткани увеличивается в 1,5-2 раза (до 70-100 мкм), выше степень ее васкуляризации.
В последующие сроки эксперимента изменения в большей степени затрагивают пе-
Рис. 1. Кавернозные полости и некроз гепатоцитов в центре зоны термоабляции через 1 сутки после операции. Окр. гематоксилином и эозином. Ув. х 320.
риферические участки очага воздействия. В центре относительно сохранившиеся гепато-циты и персистенция некротических масс с их слабо выраженной резорбцией наблюдаются вплоть до 30 суток после РЧА. Эволюция периферической зоны заключается в созревании грануляционной ткани, появлении очагов регенераторной пролиферации холан-гиол. Через месяц воспалительные изменения в периферической зоне приобретают грану-лематозный характер с формированием неспецифических лимфоидно-макрофагальных гранулем и многоядерных клеток инородных тел в очагах нерезорбированных некротических масс. Данные изменения отражают существенно замедленную резорбцию и организацию некротических масс. Сохраняются очаги гемосидероза. В остальных участках печени отмечается очаговая зернистая дистрофия гепатоцитов и изменения по типу неспецифического реактивного гепатита.
Ширина и объем зоны повреждения наибольшие на третьи сутки после одноминутной РЧА, составляя в среднем 1,1 см и 0,47 куб. см соответственно. К 30 суткам размеры и объем уменьшаются вдвое.
При РЧА в течение двух минут без ишемии печени отличия от предыдущей серии эксперимента имеют как количественный, так и качественный характер. Общая ширина и объем зоны повреждения увеличены вдвое (до 2,1 см и 1,1 куб. см). В центральных и периферических участках более выражены некроз и воспалительная инфильтрация. В отличие от предыдущей серии на периферии очага РЧА и в прилежащей ткани печени выражены нарушения кровообращения в виде диффузного полнокровия, тромбоза артерий и вен.
В последующие сроки динамика морфологических изменений в целом сходна с предыдущей серией эксперимента. В периферической зоне гранулематозная реакция наблюдается заметно раньше - на 14-е сутки. Существенным является также сохранение в центре кавернозных полостей и участков из относительно сохранных гепатоцитов до 30 суток после РЧА.
После термоабляции на фоне кратковременной ишемии печени отличия от предыдущей серии эксперимента выявлены как непосредственно в ходе выполнения вмешательства, так и при последующем патоморфоло-
гическом исследовании. В течение операции на ишемизированной печени не наблюдалось закипание тканей, образование микрополостей с последующим разрывом, пригорание тканей и свертков крови к электроду, что было свойственно РЧА при сохраненном печеночном кровотоке. Температура тканей практически сразу стабильно достигала 90-100о, тогда как в предыдущей серии эксперимента она варьировала в течение манипуляции. Сопротивление тканей при сохраненном печеночном кровотоке достигало 150-180 Ом, на фоне кратковременной ишемии было почти в 2 раза ниже (90-100 Ом). Иная макроскопическая картина наблюдалась непосредственно после термоабляции - широкая сливная малокровная серо-желтая зона с четкой границей от окружающей ткани печени.
Через 3 суток после РЧА на фоне ишемии печени выявлены значимые отличия от аналогичной серии с сохраненным кровотоком. Макроскопически наблюдалась выраженная реакция сальника в виде его полнокровия и сращения с печенью. Предыдущей серии эксперимента значимая перитонеальная реакция была несвойственна, и плотные сращения органов в зоне операции не наблюдались в течение всего эксперимента. Максимальный размер поврежденной зоны при РЧА на фоне ишемии достигал 30 мм, объем - 3,5 куб.см. В отдаленных от зоны операции участках печени подкапсульно определялись бледно-желтые пятнистого вида очаги, которые микроскопически представлены гепатоцитами в состоянии зернистой и вакуольной дистрофии, малокровием синусоидов. Микроскопически в центре воздействия имелись лишь единичные мелкие участки кавернозной трасформации, остальная часть очага РЧА представлена некротизированными гепатоци-тами, выраженным нейтрофильным инфильтратом, что отражает раннюю резорбцию некротических масс. На периферии резко выражено полнокровие, распространенный тромбоз артерий и вен, окруженных некротизиро-ванными гепатоцитами и очагами кровоизлияний, что характеризует реперфузионную природу повреждений. В отдаленных участках печени выражены эритро- и лейкостазы в синусоидах и портальных сосудах, лимфоид-ная инфильтрация по типу неспецифического реактивного гепатита. На сроке 7 суток после
РЧА на фоне ишемии макроскопически также выявлена реакция со стороны брюшины, плотные сращения висцеральной поверхности печени с желудком, двенадцатиперстной кишкой и сальником. Широкая центральная часть очага РЧА макроскопически представлена выпадающими массами коагуляционно-го некроза с четкой демаркацией. Выраженным макроскопическим изменениям соответствовала и микроскопическая картина полного некроза гепатоцитов в широкой центральной зоне, резко выраженная нейтрофильная инфильтрация в очаге РЧА, а в отдаленных участках плотные лимфоидные инфильтраты в портальных трактах. Выражена диффузная зернистая и вакуольная дистрофия гепатоци-тов. Прилежащие к очагу РЧА сосуды и сосуды ближайших портальных трактов обтури-рованы фибриновыми и фибриново-лейкоцитарными тромбами. На периферии выражено формирование грануляционной ткани. В целом указанные изменения в сопоставлении с предыдущей серией эксперимента характеризуют как большую выраженность и значительно более раннюю завершенность некроза, так и раннее наступление резорбции и организации очага термического повреждения печени. Значимым отличием являются резко выраженные нарушения кровообращения, распространенный тромбоз.
В проанализированных 17 клинических случаях 47% наблюдений составили метастазы рака прямой кишки, 23,5% - рака сигмо-
видной кишки. Патогистологически в 58,9% случаев имелась умеренно дифференцированная аденокарцинома. У 9 пациентов выявлено поражение правой доли, у 5 - левой, би-лобарное поражение имелось у 3 больных. Синхронные метастазы составили 13 (76,5%) наблюдений, метахронные - 4 (23,5%), Последние у 1 больного выявлены через год после удаления первичной опухоли, у 2-х - через 1,5 года, у 1 - через 5 лет. Большинство случаев были представлены стадией тТ2. При выполнении РЧА мы руководствуемся следующими показаниями: количество очагов не более 5, диаметр очагов не более 5 см, расположение крупных сосудов не ближе 1 см от опухоли, отсутствие внепеченочных опухолей, согласие больного. Относительными противопоказаниями являются поражение более 50% объема печени, наличие более 5 очагов или их размер более 5 см, относительно коррегируемые нарушения свертывания крови. Абсолютными противопоказаниями являются некоррегируемая коагулопатия, сепсис, резко выраженная астения. В 13 случаях РЧА выполнена лапаротомным доступом, в 4 - чрескожно. Контроль осуществлен путем ультразвукового исследования и компьютерной томографии. Осложнения в виде печеночных абсцессов наблюдались только в двух случаях из 30, в обоих случаях после лечения исход благоприятный.
Результаты патоморфологического исследования показали, что непосредственно после
Рис. 2. Центр метастаза аденокарциномы непосредственно после термоабляции: "кавернозные полости", некроз эпителиальных элементов при относительной сохранности фиброзной стромы. Окр. гематоксилином и эозином. Ув. х 320.
Рис. 3. Структура рецидивного метастатического узла через 1,5 года после термоабляции: выраженный фиброзный компонент опухоли. Окр. гематоксилином и эозином. Ув. х 320.
радиочастотного термовоздействия наблюдаются изменения, отчасти сходные с выявленными в эксперименте в виде кавернозно-подобной трансформации ткани опухоли с ее некрозом (рис. 2). В контрольных биоптатах края, сформированного на дистанции около 1 см от наружной границы опухоли, в ранние сроки наблюдается некроз гепатоцитов, диффузные острые воспалительные изменения, диффузное полнокровие. На сроке до 1 месяца после РЧА нами выявлена персистенция некротических масс в крае очага воздействия. Наиболее устойчивы к термодеструкции фиброзные структуры опухолевых узлов.
Значительная выраженность фиброзного компонента выявлена нами и в единичном случае рецидива метастазов, в котором в последующем произведена резекция пораженной части печени. Патогистологически опухоль представлена преимущественно структурами низкодифференцированной аденокар-циномы с резко выраженным фиброзным компонентом по типу аденоскиррозного рака (рис. 3). Не исключено, что фиброзные структуры могут оказывать определенное "экранирующее" действие, обладая высоким импедансом, который ограничивает или даже бло-
кирует эффекты радиочастотного воздействия.
Полученные данные свидетельствуют о наличии особенностей воздействия РЧА в зависимости от типа и состояния тканей, кровотока в них. Последний в связи с эффектом теплоотведения может оказаться решающим в конечном эффекте метода. Кроме этого, наблюдается гидродинамическое действие крови на тканевые структуры в зоне РЧА, морфологически проявляющееся в формировании кавернозных структур и возникновении эффекта "выталкивания" крови на периферию с парадоксальной отдаленностью от электрода наибольшей выраженности повреждений на ранних сроках эксперимента. Имеется некоторая отсроченность некротических изменений гепатоцитов. При ишемизации печени воздействие радиоабляции протекает при минимальных помехах, приводя к более полной деструкции и последующей более ранней организации очагов воздействия. Влияние близости крупных кровеносных сосудов к области РЧА на ее результаты показано в литературе на клиническом материале [6]. В предложенной рядом авторов [4] формуле "коагу-ляционный некроз = энергия воздействия х локальная проводимость тканей - потеря теп-
ла" кровоток в зоне вмешательства является отрицательной составляющей. Поэтому модификации РЧА по типу "маневра Прингла" оправданы с точки зрения достижения адекватной зоны воздействия с захватом резервных пограничных участков. Однако выраженность вторичных нарушений кровообращения и тромбообразование являются предпосылками опасности неселективного подхода к ишемизирующим печень приемам, что определяет актуальность поиска сочетаний РЧА, являющейся методом выбора при нере-зектабельных опухолях печени, с методами строго локальной ишемизации опухолевых очагов.
Исследование поддержано грантом Белгородского государственного университета.
ЛИТЕРАТУРА
1. Таразов, П.Г. Роль методов интервенционной радиологии в лечении больных с метастазами колоректального рака в печень // Практическая онкология. - 2005. - Т. 6. - № 2. -С.119 - 126.
2. Benoist, S., Nordlinger, B. Radiofrequency ablation in liver tumors // Annals of Oncology. -2004. - № 15. - P. 313 - 317.
3. Dick, E.A., Taylor-Robinson, S.D. et al. Ablative therapy for liver tumors // Gut, 2002. - № 50. -P. 733 - 739.
4. Jeong Min Lee, Young Kon Kim, Yong Hwan Lee et al. Percutaneous radiofrequency thermal ablation with hypertonic saline injection: in vivo study in a rabbit // Korean J. Radiol. - 2003. -№ 4. - P. 27-34.
5. Kuromatsu, R., Tanaka, M., Shimauchi, Y. et al. Light and electron microscopic anlyses of immediate and late tissue damage caused by radiofre-quency ablation in pocrine liver // Int. J. of Mo-lec. Med. - 2003. - № 11. - P. 199-204.
6. Lu, D.S.K., Raman, S.S., Limanond, P. et al. Influence of large peritumoral vessels on outcome of radiofrequency ablation of liver tumors // J. of Vascular and Intervent. Radiol. - 2003. -№ 14. - P. 1267-1274.
7. Primrose, J.N. Treatment of colorectal metastases: surgery, cryotherapy, or radiofrequency ablation // Gut. - 2002. - № 50. - P. 1-5.
8. Rossi, S., Fornari, F., Buscanini, L. Percutaneous ultrasound guided radiofrequency electrocautery for the treatment of small hepatocellular carcinoma // J. Intervent. Radiol. - 1993. - № 8. -P. 97-103.
9. Seung Kwon Kim, Hyo K. Lim, Jeong-ah Ryu et al. Radiofrequency Ablation of Rabbit Liver In Vivo: Effect of the Pringle Maneuver on Pathologic Changes in Liver Surrounding the Ablation Zone // Korean J. of Radiol. -2004 - № 5(4). -P. 240-249.
