一、研究背景及目的自2011年IRE消融肿瘤批准用于临床后,应用越来越广泛,且取得较好的治疗效果,尤其在很多热消融存在的“消融禁区”,如肝门胰头部或毗邻血管旁肿瘤。但是随着临床研究的深入,发现IRE消融时出现了术中肌肉收缩、电场分布不均致术后肿瘤局部消融不彻底等问题,这些问题很大程度上限制了IRE消融肿瘤更进一步的发展,此时亟需新一代不可逆电穿孔设备解决存在的这些问题。重庆大学电气工程学院通过一系列探索与创新,在常规IRE基础上优化了相关参数,自主研发了新型复合脉冲肿瘤治疗仪,该设备能够释放出高频双极性脉冲,从而能够在消融组织的同时缓解肌肉收缩并均匀电场分布。本课题旨在通过高频双极脉冲消融猪肝组织来进一步探讨复合脉冲治疗仪行肿瘤消融的安全性和有效性,并进一步和常规单级脉冲比较探究其作为新一代不可逆电穿孔设备是否具有优越性。二、材料与方法将巴马小型猪(由陆军军医大学动物实验中心提供)分成两部分进行试验,第一部分选取15只巴马小型猪按照处死时间随机平均分成A(术后即刻)、B(术后3天)、C(术后7天)、D(术后14天)、E(术后28天)5组,每组3只小型猪,选取每只猪肝脏三个部位行高频双极脉冲IRE消融,消融前和处死前均检测小型猪血常规(WBC、RBC、PLT、Hb)、肝肾功(IN、Cr、ALT、AST、ALP、TBIL);处死前行增强CT检查,处死后取肝组织用于组织病理学检查(HE、v WF、Von Kossa、TUNEL染色),观察小型猪基本情况并分析其影像学和病理学检查情况,评估高频双极脉冲IRE消融猪肝组织的安全性和有效性。第二部分选取6只小型猪随机平均分成两组,实验组行高频双极性脉冲IRE消融,对照组行单级脉冲IRE消融;选取每只小型猪肝脏3个部位行IRE消融,并测定两组实验猪消融时的肌肉收缩强度,术后3天将所有实验猪行增强CT检查后处死,取肝组织用于组织病理学检查(HE、TUNEL染色),并计算消融区细胞凋亡指数(AI)行统计学分析。三、结果(一)第一部分结果1、所有组15只实验小型猪均顺利完成消融术,术后动物均存活至指定时间,术后3天及以后处死的小型猪术后24小时后日常活动、摄食等一般情况与术前均无明显差别,均未发生明显出血、气胸、感染、胆漏等严重并发症。血常规(WBC、RBC、PLT、Hb)和肝肾功(IN、Cr、ALT、AST、ALP、TBIL)检查各项值术前术后比较的P值均>0.05,无统计学差异,表明消融术后小型猪血常规、肝肾功正常。2、影像学表现,术后即刻增强CT可见边界清晰的消融区呈低密度影,未见明显血管损伤、胆瘘等严重并发症,部分肝内可见少量针道出血,术后复查增强CT可见消融区逐渐缩小,术后28天消融区呈纤维条索影甚至消失,周围血管、胆囊等重要组织未见明显异常。3、以28天为观察界限。术后即刻的HE染色显示消融区细胞肿胀,排列紊乱,术后3天可观察到消融区大量深染的胞核和大量炎性细胞浸润,消融7天、14天、28天后,可见大量新生的肝细胞从周边往中心生长,呈逐渐增多的趋势;Von-Kossa染色可见部分黑褐色钙盐沉积,v WF染色则可以看到血管内皮细胞无破坏,TUNEL检测均可见消融区大量凋亡细胞。(二)第二部分结果1、两组6只小型猪消融后均成功存活3天,术后摄食和活动情况较术前无明显区别。2、实验组肌肉收缩强度最大值9.8+0.38 m/s2,对照组3只实验猪术中肌肉收缩强度最大值分别为48.6+0.45 m/s2,两组肌肉收缩强度比较P=0.00<0.05,有统计学差异。3、影像学表现2组术后即刻和术后3天CT增强扫描均可见消融区呈现低密度影,边界清晰,消融区内及其毗邻大血管未见明显异常,无血管狭窄及对比剂外漏等现象。4、病理学检查2组病理学标本HE染色均可见消融区和正常肝组织分界明显,消融区内纤维结构组织完整,其内大量核碎片和炎性细胞;每组各9个消融区的Tunel细胞凋亡检测显示,实验组、对照组AI分别为(76.67±0.04)%、(64.03±0.05)%,2组间差异有统计学意义(t=4.79,P=0.001)。四、结论高频双极不可逆电穿孔消融小型猪肝组织能够在不损伤肝内血管、胆管、胆囊的情况下,消融安全、有效,且与单级脉冲消融相比,能够降低肌肉收缩强度,消融产生更多凋亡细胞,消融更彻底。