TO THE QUESTION OF THE STANDARTIZATION OF MORPHOLOGICAL EVALUATION OF THE LIVER BIOPSY MATERIAL BY RADIO FREQUENCY ABLATION

Full Text

В настоящее время актуальной задачей патологической анатомии является разработка стандартизированного подхода к морфологическому исследованию и интерпретации полученных результатов [4]. Особый интерес представляет интегральный морфологический анализ данных, полученных при применении современных малоинвазивных способов лечения метастатического и первичного опухолевого поражения печени, в частности, методом локальной деструкции зон поражения радиочастотной термоаблацией (РЧА). Под радиочастотной аблацией (РЧА) понимают деструкцию тканей, возникающую под воздействием электромагнитной волны, колеблющейся с частотой от 300 до 500 кГц. Физические параметры излучения достаточны для образования молекулярного фрикционного тепла, но не вызывают нейро-мышечной стимуляции и не вызывают ионизирующего излучения. Оптимальной считается температура нагрева тканей до 60 оС, при которой происходит практически мгновенная гибель клеток с разрушением микроциркуляторного русла. РЧА, как и химиоэм-болизация, является одним из компонентом локорегио-нарной терапии, включающей комплексное воздействие на опухоль, и рекомендована ВОЗ, Международным противораковым союзом, National Comprehensive Cancer Network (NCCN), 2010, США. В исследованиях [2, 3] отмечено, что слабо изученными в плане морфологи ческой диагностики остаются оценка полноты деструкции опухолевых очагов в зависимости от их тканевой структуры, морфологические изменения ткани печени в непосредственной близости от места приложения РЧА, системные эффекты метода. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Разработка структурного стандартизованного подхода к морфологическому исследованию, позволяющего в общем виде решать задачи морфологического анализа биоптатов печени после РЧА воздействия с учетом соотношения процессов повреждения и компенсации, сосудистых реакций и адаптивных преобразований стромы. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ В работе использован генератор Cool-tip RF Ablation System с игольчатым охлаждаемым электродом. Генератор имеет максимальную мощность 200 Wt при частоте 480 кГц и систему управления по импедансу. Значения импеданса могут колебаться в пределах от 25 до 1000 Ом. Особенностью данного генератора является возможность изменения конечных параметров аблации путем изменения времени воздействия, мощности излучения и температуры рабочей части электрода, то есть создание определенных режимов работы. Выпуск 3 (47). 2013 95 ЩісзотпрСз ©эипгШЩ Для определения оптимального режима РЧ-воз-действия аппаратом Cool-tip RF Ablation System и возможности экстраполяции полученных данных на организм человека проведена оценка изменений в ткани печени, подвергнутой радиочастотному воздействию в различных условиях. Отобраны кролики породы стандартная шиншилла массой от трех до пяти кг, средний вес животного составил (4,1 ± 0,6) кг. В серии экспериментов под наркозом выполняли срединную лапаротомию, непосредственно под печень помещали стандартный пассивный «обратный» электрод от РЧ-генератора. В паренхиму печени погружали активный игольчатый охлаждаемый электрод на глубину 25 мм. В условиях сохранившегося кровообращения в режиме ручного управления проводили РЧ-воздействие в течение одной, пяти, десяти минут. Температура охлаждающей жидкости составила 2 °С, что соответствовало рекомендуемым параметрам фирмы-производителя оборудования. По окончании эксперимента животное умерщвляли, создавая воздушную эмболию. Непосредственно сразу по окончания воздействия печень извлекали, проводили необходимые измерения и фиксировали орган формалином. Всего выполнено 24 процедуры аблации при средней мощности работы генератора. Для качественной и количественной оценки изменений в ткани печени срезы производили перпендикулярно направлению введения электрода, в трех сформированных концентрических зонах-в центре радиочастотного воздействия, в непосредственной близости от центрального очага, а также на расстоянии 1,0 см от него. Для адекватного выявления структурных изменений в печени необходимо строго соблюдать методы фиксации биопсийного материала в фиксирующих растворах. Наиболее адекватной считаем фиксацию в нейтральном (рН = 7,4) забуференном растворе формалина в течение 2 ч при комнатной температуре или жидкости Боуэна (4-6 ч при комнатной температуре). Далее материал обезвоживали, заливали в парафин по общепринятой методике и изготавливали срезы толщиной 3-5 мкм. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикриновой кислотой и кислым фуксином по Ван Гизону. Для анализа результатов исследования использованы возможности методов описательной статистики LibreOfficeCalc 3.0. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ При макроскопическом изучении ткани печени при РЧА с разным временем экспозиции излучения отмечен стереотипный характер изменений, заключающихся в формировании трех овально-концентрических зон с четкими разделяющими границами, - темно-коричневой центральной зоны, сформированной в месте непосредственного воздействия канала электрода, желто-серой промежуточной зоны, буровато-коричневой периферической зоны (рис. 1). Рис. 1. Макроскопическая картина печени при РЧА-воздействии: 1 - канал электрода, 2 - промежуточная зона, 3 - периферическая зона При микроскопическом исследовании установлено, что степень выраженности повреждения печеночных клеток и их микроокружения находится в прямой зависимости от времени экспозиции лучевого воздействия. При РЧА с минимальной временной экспозицией лучевого воздействия отмечается слабо выраженная дилатация синусоидов в центральной зоне лучевого воздействия (максимальный диаметр формирующейся кавернозно-подобной полости не превышает пяти поперечных размеров цитоплазмы гепатоцитов этой зоны), отмечаются признаки очагового коагуляционного некроза отдельных клеток в самом центре очага, тогда как в периферической и промежуточной зонах ткань печени полностью сохраняет свою гистоангиоархитектонику (рис. 2). С увеличением времени воздействия отмечаются следующие преобразования ткани печени: центральную зону составляют очаги коагуляционного некроза гепатоцитов, окруженные кавернозно-расширенными синусоидными капиллярами с частичной или полной десквамацией эндотелиоцитов, деформированными печеночными балками (рис. 3). В промежуточной зоне наблюдается неравномерная дискомплексация печеночных балок, запустевание перисинусоидальных пространств, стазы эритроцитов в синусоидных капиллярах, цитоплазма печеночных клеток гомогенизирована, ядра некоторых гепатоцитов сморщены, отмечается очаговый кариорексис и кариолизис. В периферической зоне - межуточный отек, стазы эритроцитов и лейкоцитов в синусоидах, ядра гепатоцитов овальной формы, цитоплазма печеночных клеток с характерной зернистостью (рис. 4). Для оценки степени выраженности повреждения структурных компонентов печеночной ткани в трех зонах выполнено морфометрическое исследование с использованием следующих параметров: относительная площадь коагуляционного некроза центральной зоны, наибольшая площадь кавернозно-подобной полости в центральной зоне, относительная площадь необратимо поврежденных гепатоцитов в промежуточной и периферической зонах (табл. 1, 2). 96 Выпуск 3 (47). 2013 . ~ 1A. ' -... *тт£. ф. , * ' 4 *:• Ф'ь^$ Рис. 2. РЧА в течение 1 мин, начало формирования кавернозно-подобных полостей, минимальное повреждение гепатоцитов. Окраска гематоксилином и эозином, ув. х 400 Рис. 3. Сформированные кавернозно-подобные очаги, коагуляционное повреждение гепатоцитов. Окраска гематоксилином и эозином, ув. х 200 Рис. 4. Диссоциация балочного строения, эритроцитарный тромб в вене портального тракта, массивная дезорганизация гепатоцитов в центральной зоне. Окраска гематоксилином и эозином, ув. х 200 В соответствии с характером и степенью структурных изменений предлагается описательный алгоритм, позволяющий унифицировать систему оценки морфологических преобразований печеночной ткани при лучевом воздействии [7]. В качестве морфологических критериев степени ответа печеночной ткани на радиочастотное воздействие предлагается следующая система оценки: G - критерии изменения общего плана строения (гистоархитектоники), к ним относим следующие параметры: балочное строение, стромально-паренхиматозные взаимоотношения, соотношение зон деструкции и неизмененной печеночной ткани; А - критерии, отражающие изменения сосудистого русла в их связи с гистоархитектоникой, к ним относим: состояние синусоидных капилляров (степень дилатации, заполнения клеточными Таблица 1 Средние показатели очага аблации при различных режимах радиочастотного воздействия Режим работы Относительная площадь коагуляционного повреждения центральной зоны, % Наибольшая площадь кавернозноподобной полости, мкм2 Относительная площадь поврежденных гепатоцитов в промежуточной зоне, % Относительная площадь поврежденных гепатоцитов в периферической зоне, % Минимальный 2,77 ± 0,09 321,29 ± 12,40 1,93 ± 0,07 0,64 ± 0,01 Средний 14,66 ± 3,1 4100,79 ± 21,20 8,63 ± 2,30 3,40 ± 0,04 Максимальный 6,40 ± 1,07 1129,03 ± 9,50 1,96 ± 0,05 1,13 ± 0,02 Таблица 2 Средние показатели гистологической оценки очага аблации при различных режимах радиочастотного воздействия Режим работы Относительная площадь коагуляционного повреждения центральной зоны, % Наибольшая площадь кавернозноподобной полости, мкм2 Относительная площадь поврежденных гепатоцитов в промежуточной зоне, % Относительная площадь поврежденных гепатоцитов в периферической зоне, % Ручной 7,94 ± 1,90 1850,37 ± 12,40 4,17 ± 0,06 1,72 ± 0,03 Автоматически регулируемый 2,94 ± 0,09 2069,37 ± 27,90 2,70 ± 0,03 1,63 ± 0,03 Примечание. Центральная зона - зона печеночной ткани в непосредственной близости от помещения электрода РЧА, промежуточная зона - макроскопически визуализируемая кольцевидная область желтовато-коричневого цвета в окружности центральной зоны, периферическая зона - концентрическая область шириной 1 см около промежуточной зоны. Выпуск 3 (47). 2013 97 элементами, экссудатом), центральные вены и перицен-тральный сосудистый сегмент, состояние портального кровотока (артериол, венул и лимфатических капилляров); S-так называемые «малые» критерии, уточняющие и дополняющие суть первых двух групп, к ним относим: размеры и форма гепатоцитов, состояние цитоплазмы гепатоцитов (наличие/отсутствие вакуолизации и/ или зернистости), ядра гепатоцитов (размеры, число, форма, состояние субнуклеарного материала), состояние эндотелия сосудов (синусоидов, портальных), другие (размеры, число, локализация фон Купферовских макрофагов, pit-клеток, клеток Ито и др.) (табл. 3-5). На основании предложенных классификаций в проведенном исследовании оптимальным можно считать средний режим РЧА, что соответствует G2A1-2-S1 по классификационным критериям. Таблица 3 Характеристика критериев G при РЧА печени Критерий G Морфология повреждений Морфология компенсации G1 Ткань печени сохраняет типичное балочное строение, портальные тракты расположены в углах классической печеночной дольки. Относительная площадь зоны деструкции не превышает 20 % в центральнойзоне РЧА-воздействия, 10 % и 5 % в промежуточной^ периферическойзонах соответственно Компенсаторные реакции выражены слабо, общий план соотношения стромы и паренхимы сохранен G2 Балочное строение частично нарушено за счет увеличения относительной площади деструкции печеночной ткани в центральной зоне РЧА-воздействия до 30 %, в промежуточной и пнрифериче-ской зонах - до 20 % и 10 % соответственно Умеренный склероз портальной и внутридольковой стромы с частичной дезорганизацией типичного балочного строения G3 Балочное строение нарушено за счет увеличения относительной площади деструкции печеночной ткани в центральной зоне РЧА-воздействия до 40-50 %, в промежуточной и пнриферической зонах - до 30 % и 20 % соответственно Выраженные признаки компенсации в виде активации регенерации гепатоцитов и диффузного склероза стромы G4 Дискомплексация печеночных балок за счет формирования бесструктурных масс в центральной зоне РЧА-воздействия, увеличение степени дезорганизации ткани в промежуточной и периферической зонах более 40 % Цирротическая дезорганизация печеночной ткани Таблица 4 Характеристика критериев А при РЧА печени Критерий А Морфология повреждений Морфология компенсации А1 Синусоидные капилляры умеренно расширены в центральной зоне, заполнены единичными слущенными клеточными элементами в состоянии коагуляционного некроза, эритроцитами. Умеренно выраженное полнокровие центральных вен. Портальные сосуды обычного строения. Очаговая капилляризация синусоидов в центральной зоне А2 Синусоидные капилляры расширены в центральной зоне с формированием кавернозно-подобных полостей, частично выстланных уплощенными эндотелиоцитами, заполнены слущенными клеточными элементами в состоянии коагуляционного некроза, эритроцитами, эозинофильным экссудатом. Центрилобулярные фокальные очаги деструкции и кровоизлияния. Начало формирования порто-кавальных анастомозов в склерози-рованной строме, выраженная капилляризация внутридольковых синусоидов А3 Резкая дилатация кавернозно-подобных полостей с их очаговой деструкцией, заполнение их дериватами фибрина, желчным пигментом, эритроцитами, коагулированными клеточными элементами. Центрилобулярные кровоизлияния. Склеротическое замещение полостей, полная перестройка сосудистого русла, организация внутриполо-стных тромбов А4 Бесструктурные массы в центральной зоне РЧА-воздействия. Порто-кавальное шунтирование во всех зонах на фоне цирротической трансформации 98 Выпуск 3 (47). 2013 ©згшірСа ©ШгС Таблица 5 Характеристика малых критериев при РЧА печени Критерий S Морфология повреждений Морфология компенсации S1 Слабо выраженная деформация гепатоцитов с сохранением контурной целостности клеточной мембраны, неоднородность цитоплазмы за счет диффузной зернистости и мелкоочаговой вакуолизации, гиперхромия ядер в отдельных клетках. Очаговая гиперплазия и гипертрофия гепатоцитов печеночных балок в промежуточной и периферической зонах S2 Сглаженность клеточных границ, деформация клеток (неровные контуры), неоднородность цитоплазмы за счет очаговой вакуолизации. Увеличение количества гепатоцитов с гиперхромными ядрами. Усиление гиперплазии и гипертрофии гепатоцитов в промежуточной и периферической зонах, увеличение ядерноцитоплазматического отношения, повышение митотической активности гепатоцитов S3 Деформация и отсутствие четкости мембран клеток, многие клетки расположены беспорядочно, с гомогенной темной цитоплазмой и сморщенным или лапчатым ядром. Усиление гиперплазии и гипертрофии гепатоцитов во всех зонах, активация межклеточных коопераций между гепато-цитами, мононуклеарными клетками, фибробластами, эндотелиоцитами S4 Бесструктурные массы клеточных элементов и обломков их ядер с фибрином, эритроцитами. Нарушения регенерации гепатоцитов, пролиферация резидентных макрофагов, активация NK-клеток ЗАКЛЮЧЕНИЕ Предложенные критерии позволяют оценить степень изменения гисто- и ангио-архитектоники, стро-мально-паренхиматозные взаимоотношения при повреждениях печени, связанных с радиоволновым воздействием и процессами его компенсации. Предложенная нами расширенная классификация позволяет использовать встроенный алгоритм практической оценки изучаемого метода в условиях применения различных видов радиочастотного воздействия на ткань печени.

About the authors

E. G. Spiridonov

Email: seg-s@mail.ru

A. V. Smirnov

V. V. Yatsishen

O. U. Evsiukov

E. S. Aleinikova

References

Supplementary files