射频消融治疗

生物医学工程导论谭方权1射频消融治疗作者：谭方权指导老师：刘雪摘要：肝癌治疗效果的提高有赖于多学科、多种方法有机结合又各有重点的个体化综合治疗方案。射频消融技术以其微创、方便、肿瘤灭活效果确切及可重复的优势成为肝癌治疗的有效方法之一。随着设备的改进和技术的成熟，其治疗效果不断提高，对中小肝癌可达到根治性治疗，有替代手术切除的趋势，尤其是对合并肝硬化肝功能不全的患者更表现出其独有的优势;在大肝癌的治疗中，作为姑息治疗或手术的辅助和补充治疗也具有一定的作用。在未来的肝癌治疗方案中，射频消融将占有更高的地位。关键字：射频消融；临床手术；肝癌治疗前言：在普通外科领域，Rossi和McGahan等在1990年首先报道利用射频造成肝组织深部损伤的实验研究，提出不能手术切除的小肝癌有可能通过射频热损伤而毁损。1992年McGahan等在猪肝上进行射频灭活试验，他们使用单极针在B超引导下经皮穿刺，在所有的实验动物模型上成功地进行了射频治疗，无并发症发生，5周后剖腹探查证明，猪肝坏死范围为1cm×2cm，中央为不完全性液化区，周围为纤维组织包裹，B超影像学表现为相应的高密度区，治疗后回声下降。McGahan等认为射频对肝癌的治疗有重要意义。随后，射频消融治疗广泛应用于不能切除的肝癌，并逐渐应用到肺癌、肾癌、前列腺增生、肾上腺癌和盆腔肿瘤等实体器官肿瘤的治疗。1、射频消融治疗仪的组成及工作原理1、1组成所有射频热消融垂堑均由电发生器、测控单元、电极针、皮肤电极和计算机五部分组成。该系统组成一闭合环路，将电极针与患者皮肤电极相连。测控单元是通过监控肿瘤组织的阻抗、温度等参数的变化，自动调节射频消融的输出功率，使肿瘤组织快速产生大范围的凝固性坏死。消融电极是射频消融仪器的核心部件，因为它直接影响凝固坏死的大小和形状。理想的凝固区形状应为球形或扁球形。在B超或CT的引导下将多针电极直接刺人病变组织肿块内，射频电极针可使组织内温度超过60℃，细胞死亡，产生坏死区域；如局部的组织温度超过100℃，肿瘤组织和围绕器官的实质发生凝固坏死，治疗时可产生一个很大的球形凝固坏死区，凝固坏死区之外还有43~60℃的热疗区，在此区域内，癌细胞可被杀死，而正常细胞可恢复。1、2工作原理射频消融治疗时，在超声、CT或腹腔镜直视下，将单针或多针状电极直接插入患者肿瘤内，通过射频消融仪测控单元计算机控制，将大功率射频能量通过电极传送到肿瘤组织内，利用肿瘤组织中的导电离子和极化分子按射频交变电流的方向快速变化，使肿瘤组织本身产生不可逆的凝固性坏死，从而达到治疗目的。生物医学工程导论谭方权22、临床应用RFA在外科手术治疗中的应用：肝移植不仅可以完全切除肿瘤，而且可以一并解决肝硬化，是理想的肝癌的治疗手段，但因为供肝的缺乏，部分患者在等候移植的过程中因疾病进展而失去了移植的机会。有报道[1]显示：在移植等待时间内，若不行任何治疗，12个月后被排除在移植标准之外的患者达57％。减少移植等待期间的“脱落率”成为肝癌肝移植患者首要解决的问题。据显示，50例伴肝硬化的患者移植前行RFA治疗，术后1、3年生存率达到95％、83％，仅有2例患者因复发而死亡，对于Child-PughB～C级的患者主要的并发症发生率仅为8%。这样在移植等待期进行RFA控制肿瘤进展会为等待肝移植的患者争取更多的时间，成为肝移植前的桥梁。另外，RFA因其操作的灵活性，还可应用在切除术中，尤适合巨大肝癌伴多个卫星子灶的治疗中。在临床实践中，常出现可手术的较大病灶，但其周围存在卫星子灶或其他肝段出现小肝癌，而若将其一并手术切除，会对肝脏功能造成较大的打击。采用手术切除较大病灶，对卫星灶及小肝癌施行RFA术，可最大限度使在手术中探及到的病灶得到根治性的治疗。另外，对于手术切除联合RFA治疗多发肿瘤的模式是安全和有效的，其5年累积生存率可达到55%。另有学者报道对大肝癌进行手术切除，而对子灶进行RFA术，其3、5年累积生存率达到35.7%、7.7%，但同时指出卫星灶的存在提示肝内存在潜伏的、未能发现及处理的病灶，术中对卫星灶不进行RFA术，与术后行预防性的TACE在长期生存率上差异无统计学意义。但是手术切除联合RFA的方式扩大了肝癌探查的指征，为根治治疗提供了更多选择。虽然对于多个病灶采取这种联合模式缺少前瞻性临床随机对照研究，但却对临床工作中肝癌的综合治疗提供了新的策略。RFA在手术过程中还可扮演手术器械的作用，射频辅助肝切除术(radiofrequencyassistedliverresection，RF-R)近几年来得到不断的应用。通过射频消融产生一个“干燥区域”的断面来离断肝实质既可以减少术中出血，降低术后并发症发生率，缩短了住院时间，凝固坏死的断面又提供了理想的无瘤切缘，具有较好的临床应用前景。3、射频消融治疗效果评估以及临床结果3、1效果评估我国是肝癌高发地区，肝癌的治疗一直是充满挑战的难题。由于我国的肝癌大多数有乙型肝炎背景，肝硬化、肝功能不良不仅影响早期诊断，而且极大地限制了对肿瘤的治疗。虽然有如手术切除、原位毁损(乙醇注射，射频、微波消融，冷冻，聚焦超声等)、栓塞化疗、全身化疗、免疫治疗、肝脏移植等多种手段，但仍没有一种方法能令人满意。最近，一种由肝脏外科、肿瘤科、介入放射科等多学科专家联合诊疗、共同评估，对不同患者制订个体化综合治疗方案的理念成为业内共识。到目前为止，所有方案中，只要条件允许，肝癌病灶的去除仍是首先考虑的基础治疗[2]。虽然中小肝癌手术切除似乎仍占据着不可动摇的地位，但在肝功能不良的情况下却无能为力。肝脏移植对肝功能生物医学工程导论谭方权3不良的小肝癌有较好疗效，但肝源有限、费用昂贵。近年来，随着高能量输出设备和冷循环电极的问世，射频消融的效果得到飞跃式提升。通过多种引导途径，使定位更加精确;采取不同辅助策略有效增加了消融范围、减少了并发症，在中小肝癌治疗中取得了与手术切除相似的效果[3]。其所具备的微创优势对肝功能不良的患者及非单一病灶和肝实质中心病灶的患者具有超越手术切除的优势。射频消融技术应用于肝癌的治疗有10余年的历史，其机理是利用375～500kHz的高频电流，通过针状电极与负极板在人体形成回路，由不断变化方向的电流使电极周围组织内的自由电子、离子高速振动，与分子互相摩擦、碰撞产生热能，局部组织温度升高，从而使蛋白质变性，导致组织细胞不可逆转的凝固性坏死。射频电极周围可产生50~110℃高温，而人体组织在超过55℃的环境下，仅需数秒即可出现细胞膜破坏，酶蛋白变性，细胞完全失活[4]。因此，射频消融对肿瘤细胞的杀伤不同于放疗和化疗，是即时毁灭性的。消融的范围、温度与电极周围组织的阻抗、散热系数成反比，而与电流、时间成正比。因而，提高射频输出功率、降低电极周围阻抗，控制适当的时间可增加消融的范围和温度。冷循环中空电极问世，从根本上解决了电极周围组织炭化，阻抗升高的问题，大大提高了消融范围。3、2临床结果一般认为肝癌病灶单个直径3cm，数量≤4个，或病灶单个直径5cm，数量≤3个，累计直径12cm是射频消融的较好指征，可以达到病灶全部毁损又保留基本的肝脏功能的目标。近年来适应证有扩大趋势，对于直径5cm以上的病灶，采用集束针或单针多点分层立体定位消融也可取得满意效果，有报道直径7.5cm的病灶也可以一次整体灭活，笔者对11例肿瘤直径超过7cm的患者实施射频治疗，7例达到完全消融。对于巨大不能切除的肿瘤，射频消融联合TACE疗效明显优于单纯TACE。统计资料已显示：在单发病灶直径5cm的患者射频消融治疗1年存活率全部在90%以上，3年存活率56.2%~73.0%，5年存活率可达到54.1%~57.0%;在肿瘤直径5cm的患者，1、3、5年存活率也分别达到81.4%、53.3%和31.1%[2，4-5]，而最近几年疗效还有所提高。不仅如此，射频消融另外的优势还在于其较小的肝功能损伤和较少的并发症。手术切除和TACE都要求患者肝功能Child分级为A级，或B级经过保肝治疗恢复到接近A级。而事实上肝癌患者肝功能B级甚至C级占了相当大的比例，这不仅使肝功能C级患者失去治疗机会，而更多肝功能B级患者在保肝治疗过程中肿瘤进一步增大、转移，延误了治疗。在这一类患者，射频消融可成为首选的方法。绝大多数肝功能B级患者能很好地耐受射频消融治疗，笔者对部分肝功能C级患者单个直径5cm以下进行射频消融，也取得较好效果，术后患者肝功能并无明显恶化。精确的电极定位决定着射频消融的效果，而电极定位又依赖于良好的引导方法。超声引导下经皮穿刺操作简单、方便，为目前应用最广的方法。但对膈顶、尾状叶等特殊部位不能很好显示。过分靠近脏面的病灶，因为紧邻肠管也不宜使用超声引导。CT、磁生物医学工程导论谭方权4共振引导下穿刺主要用于超声盲区或超声显示不清的病灶，但操作不便是其主要弊端。最近出现的影像融合虚拟导航技术借助一种计算机辅助定位软件将CT、磁共振扫描的数字信号融入实时超声图像中，用CT、磁共振的标记来定位超声下不能显示的病灶，计算出进针的方位、角度和深度，克服了操作不便的问题[5]。射频治疗中肿瘤灭活完全性十分重要，不彻底的消融如同不完全的切除手术一样，残留肿瘤复发转移难以避免。这也是有人对射频消融的疗效心存疑虑的主要原因。如同手术切除的安全边缘一样，病灶消融的范围要包括肿瘤周围0.5~1cm左右的肝组织。消融方案要根据肿瘤的立体形状，设计电极分布位置，使消融的球形范围适当重叠、无缝衔接，以覆盖整个肿瘤。对较大肿瘤，采取多个电极一次布针，然后分别加电消融，可以避免一针消融后周围组织产生气体后影响剩余病灶的显示，在3cm的肿瘤可采用单针中心穿刺式，3cm者则采用多针式，5cm肿瘤要采用围城式多针多点法，特别要强调肿瘤边缘的无缝消融。因为周边消融后组织凝固、血管闭锁，中央即使残留肿瘤细胞也将缺血坏死，而肿瘤边缘残留必将继续生长。肿瘤灭活是否完全的评判，增强CT扫描是重要手段，病灶局部残留不规则强化是主要表现。射频消融不仅限于单独使用，与手术、TACE联合应用，优势互补，可使更多患者受益。肝癌术后局部复发，单发病灶射频消融为首选，多发数量3个也应优先考虑。对血供丰富的肿瘤，先行TACE阻断血供，再作射频消融，肿瘤完全灭活概率大大提高。大肿瘤消融不全有时难以避免，消融后再行TACE可控制残余肿瘤生长。4、发展前景射频消融技术在肝癌的综合治疗中具有一定地位，其微创、方便、可重复的优势可弥补单纯手术切除的某些不足，在特定的患者可替代传统的手术切除。随着设备的更新和操作技术的发展，其治疗效果将进一步提高，应用范围将进一步拓宽。【参考文献】[1]WHOIARCReport.GLOBOCAN[R].FASTSTATS,2008.[2]中国抗癌协会肝癌专业委员会，中国抗癌协会临床肿瘤学协作专业委员会，中华医学会肝病学分会肝癌学组.原发性肝癌规范化诊治专家共识[N].中国医学论坛报，2009-3-12~2009-4-23.[3]吕明德，匡铭，梁力建，等.手术切除和经皮热消融治疗早期肝癌的随机对照临床研究[J].中华医学杂志，2006，86(12)：801-805.[4]DecadtB.SiriwardenaAK.RadiofrequencyablationofLivertumours:systematicreview[J].LancetOncol,2004,5(9):550-560.[5]MundeleerL,WiklerD,LeloupT,etal.DevelopmentofacomputerassistedsystemaimedatRFAliversurgery[J].ComputMedImagingGraph,2008,32(7):611-621.