Desenvolvimento de um modelo experimental de crioablação vertebral em suínos guiada por tomografia computadorizada de feixe cônico / Development of an experimental model of cone beam computed tomography guided vertebral cryoablation in swine

RESUMO

INTRODUÇÃO: A criocirurgia (crioablação) percutânea em tecidos ósseos próximos da medula espinhal e sistema nervoso periférico tem sido feita na prática clínica, porém sem estudos experimentais que provem sua segurança e eficácia. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo experimental suíno in vivo de crioablação vertebral guiada por tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). Um estudo preliminar de morfometria da coluna vertebral suína por imagens de TCFC foi realizado. Um protocolo específico de crioablação foi criado para adaptar a bola de gelo às dimensões da vértebra suína e testado em modelos in vitro, ex vivo e in vivo. MÉTODOS: O comitê institucional de cuidados com os animais aprovou este estudo. Dezesseis parâmetros anatômicos foram medidos em 36 vértebras lombares suínas e comparados às medidas aferidas nas imagens de TCFC e TC multidetectores (TCMD). Três simuladores in vitro / ex vivo foram desenvolvidos para o posicionamento de sensores de temperatura (termopares) em volta de uma sonda de congelamento. As isotermas foram obtidas durante um protocolo duplo de congelamento-descongelamento de 2-8 minutos. Vinte e duas crioablações vertebrais guiadas por TCFC foram realizadas em oito suínos, mediante termometria e dissecção por dióxido de carbono (CO2) no espaço epidural a fim de proteger os nervos. O seguimento clínico foi realizado até seis dias antes da eutanásia. Os dados clínicos e radiológicos foram correlacionados com o estudo histopatológico à microscopia de luz (n=20) ou eletrônica de transmissão (n=2). RESULTADOS: Na avaliação anatômica da coluna lombar suína a TCFC se mostrou um método de imagem comparável à TCMD e ao estudo anatômico, com correlação significativa (p < 0,05) em todas as variáveis, exceto aquelas que incluiu o tecido cartilaginoso dos planaltos vertebrais. As isotermas registradas foram mais frias no modelo ex vivo imerso em gel (-34 °C e -2 °C; -30 °C e 3 °C; -10 °C e 13 °C, respectivamente), do que nos...

ABSTRACT

INTRODUCTION: Percutaneous spine cryosurgery (cryoablation) close to nerves and spinal cord has been performed in the clinical practice, however without experimental studies proving its safety and efficacy. The aim of this work was to develop an experimental swine model of in vivo cone beam computed tomography (CBCT) guided vertebral cryoablation. A preliminary morphometric study of the porcine spine by CBCT imaging was carried out. A specific cryoablation protocol was proposed to adapt the "ice ball" to the swine vertebrae dimensions. Subsequently, the protocol was tested in in vitro, ex vivo and in vivo models. METHODS: The institutional animal care committee approved this study. Sixteen anatomical parameters were measured in 36 lumbar swine vertebrae and compared to the same measurements of the CBCT and multidetector CT (MDCT). Three models of in vitro / ex vivo studies were developed for the positioning of thermocouples around the cryoprobe. Isotherms were obtained from measured temperatures for each minute during a 2-8 minutes double freezing-thawing protocol. Twenty -two CBCT-guided vertebral cryoablations were performed in eight pigs. Epidural thermocouples registered the temperatures while carbon dioxide (CO2) was injected in the epidural space to protect nerves. The clinical follow-up was carried out until six days before euthanasia. Clinical and radiologic data were correlated to the histopathology study with light microscopy (n=20) or electron transmission microscopy (n=2). RESULTS: CBCT was proven to be a comparable imaging method to MDCT with significant correlation (p < 0.05) in all variables, except in those including the cartilaginous tissue of the vertebral plateau. The registered isotherms were colder in the ex vivo model embedded in gel (-34 °C and -2 °C; -30 °C and 3 °C; -10 °C and 13 °C, respectively) than in the in vitro model (-23 °C and 3 °C; -7 °C and 10 °C; 1 °C and 16 °C) or the ex vivo model without gel (-30 °C and 28...