1、美國氬氦刀- 腫瘤冷熱消融技術的最新成就
1998 年10 月美國Endocare 公司研製成功了一種新型超低溫介入冷熱消融氬氦靶向腫瘤治療裝置: Endocare CryocareTM Surgical System ( 美國氬氦刀) , 並通過美國FDA 批准, IEC、EMC 和歐盟CE認證, 在全世界各地醫院使用。它的發明是冷凍熱治療技術發展的最新成就, 不但繼承發展了超低溫治療學的基礎和臨床研究成果, 而且推出了腫瘤微創治療的新概念- 氬氦靶向腫瘤治療技術。
由於美國氬氦刀微創靶向手術系統的研製結合了航天、生物感測、電子計算機、適型監控和靶向治療等多項技術, 將超低溫靶向冷凍和介入熱療有機地結合在一起, 為腫瘤冷熱消融治療技術的發展帶來突破性進展。廣州南方醫科大學珠江醫院1999 年在亞洲率先引進此項技術, 為中晚期腫瘤患者治療帶來了福音。
美國氬氦刀微創手術作業系統,是全監控精確定位微創治療癌症的最新高科技裝置系統。有4～8 支能單獨控制的熱絕緣超導刀。超導刀為直徑2、3、5、8mm 中空管狀刀具,可輸出常溫氬氣(冷媒) 或高壓常溫氦氣(熱媒) 。
溫差電偶直接安裝在刀的尖端,可連續監測刀尖溫度。在CT、B 超引導下將氬氦刀刀頭經皮準確穿入腫瘤中心,氬氣超低溫製冷技術,可籍氬氣在刀尖急速絕熱製冷效應,在幾秒鐘之內將腫瘤組織降至- 100 ℃以下。又可籍氦氣在刀尖急速制熱效應,快速將冰球解凍及急速升溫至50 ℃。
從而,冷凍時癌腫細胞內形成冰晶,快速升溫使細胞內的冰晶爆裂,使癌細胞完全摧毀。氬氦刀降溫及升溫的速度、時間和溫差,冰球尺寸與形狀,完全可以控制和精確設定,靶區療效確切。由於氬氦刀製冷或加熱只限於超導刀尖端,刀杆有很好的熱絕緣效果,不會對穿刺路徑上的組織造成大的損傷。美國氬氦刀是目前唯一可進行經皮冷熱消融治療的先進技術。
2、美國氬氦刀在腫瘤治療中的地位
腫瘤是人類面對的世紀難題, 80 ％以上腫瘤患者到醫院就診時已經失去了手術治療的機會。95 ％以上腫瘤病人治療失敗,是由於區域性原發腫瘤未能控制,復發或全身轉移。半個世紀來我國腫瘤治療一直以手術切除、放射治療、化學治療、中醫中藥及免疫生物治療為主。手術、放療、化療3 大手段的臨床治癒僅為22 ％、18 ％和5 ％。
不能手術病人的治療是臨床面對的難題。因而學科之間的差異,市場經濟的影響,專科技術的特殊性,醫療管理等諸多需要探索的問題未解決,給綜合治療措施的選擇造成很多困難,影響了療效。
美國氬氦刀的誕生,為許多過去無法治療的病人,提供了強有力的治療手段。美國氬氦刀的臨床使用證明:對於不能常規手術根治性切除的腫瘤治療,應首選微創消融治療,微創消融快速減腫瘤負荷,對於減輕病人痛苦,提高生存質量,保證綜合治療療效具有放化療所不能替代的作用。在微創消融治療技術中,美國氬氦刀創傷小,療效好,有效率可達90 ％以上,已成為許多臨床醫生手術治療不可或缺的手段。
經國內多中心臨床協作統計資料顯示,氬氦刀聯合介入化療治療肝癌、肺癌;氬氦刀聯合放療治療肺癌;聯合中醫藥治療肺癌、肝癌;與單純放療、化療、介入栓塞比較,1 年、2 年存活率均有顯著提高,取得了令人振奮的臨床療效。表明美國氬氦刀將成為臨床實體腫瘤治療的重要手段,尤其是治療肝癌、肺癌必備的技術。目前引進氬氦靶向腫瘤治療技術的醫院還較少,臨床上未普遍開展。
隨著此項新技術的廣泛使用,必將推動腫瘤微創治療的臨床進步。氬氦刀既可配合醫生術中使用,同時又可以在 CT、B 超等定位系統和腔鏡的引導下,廣泛用於各種實體腫瘤的臨床治療。
目前國內已經開展治療的腫瘤有:肺癌、肝癌、胰腺癌、腦膠質瘤、神經纖維瘤、神經鞘瘤、乳腺癌、軟組織腫瘤、骨腫瘤、腎癌、前列腺癌、直腸癌、卵巢癌、宮頸癌、面板癌、鼻咽癌、咽喉腫瘤、畸胎瘤、腹膜後腫瘤、胸膜腹膜間皮瘤、上頜竇腫瘤、舌癌、腮腺癌等實體腫瘤,也廣泛用於前列腺增生、子宮肌瘤、血管瘤等良性病變的治療。。
3、氬氦刀促進了中國腫瘤微創治療技術的發展
由於美國氬氦刀獨特的技術優勢,極大的促進了腫瘤微創消融治療的發展。1999 廣州珠江醫院張積仁、汪森明、張世忠教授在國際上首先開展並建立了CT、B 超引導經皮氬氦靶向治療肝癌和立體定向氬氦靶向治療腦腫瘤微創手術技術;上海武清主任在國內率先開展了CT 引導經皮氬氦靶向治療肺癌手術;
上海東方肝膽外科醫院吳孟超院士、錢國軍博士率先開展氬氦刀聯合外科手術治療難治性晚期肝癌;北京大學第一醫院李簡教授在國際上首先開展了胸腔鏡引導氬氦刀靶向治療中晚期肺癌;北京中醫藥大學胡凱文教授、廣西中醫學院白廣德主任在國內較早地將氬氦刀和腹腔鏡技術相結合,創立了腹腔鏡引導氬氦靶向消融治療腹腔和盆腔腫瘤手術方式,並且與中醫藥治療相結合提出腫瘤‘綠色治療’新理念;
北京海軍總院王洪武、馮華鬆教授在世界上較早報道了氬氦靶向消融治療中晚期肺癌的臨床經驗[9 ] ;天津腫瘤醫院郭志教授報道了美國氬氦刀序貫介入治療難治性肝癌的臨床經驗;石家莊第一人民醫院安永輝教授、武漢軍區總醫院宋華志教授、廣州復大腫瘤醫院牛立志博士,利用美國氬氦刀治療各種實體腫瘤、並與放化療等綜合治療相結合均取得了豐富的臨床經驗。
由於中國氬氦靶向治療協作組的努力,氬氦靶向治療技術在中國臨床的進展引起了國際同行的關注,在國際氬氦靶向治療專業委員會的指導下,美國威斯康辛大學醫院的Fred Lee J r. 和Malene 教授、加州大學Dais 腫瘤中心Gregory Graes 教授、Wayne 大學Peter Littrup教授、費城Hahnemann 大學Daniel Rukstalis 教授、英國劍橋大學醫學院Rudolf Hanka 和Mila Hanka 教授;
加拿大Calgary 大學John Rewcastle 教授、美國Endo2care 臨床研究部Dennis Peterson 教授、Suzy Chosy 博士、日本東京慶應大學附屬醫院(Keio Uniersity Hos2pital) 的Go Wakadayash 教授和Winoruanabe 教授等,先後多次來中國講學、培訓、指導手術和學術交流。吳孟超院士、錢國軍主任、張積仁教授、汪森明教授、張世忠教授、徐克成教授等應邀到美國進行學術交流。
段蘊鈾教授、王洪武教授等應邀到歐洲進行講學和交流。他們都為國際臨床氬氦靶向治療技術的廣泛合作及中國氬氦靶向治療技術的發展做出了貢獻。氬氦靶向治療技術在臨床上的成功,促進了中國腫瘤微創治療技術的進步。
4、科學的規範為氬氦刀臨床應用奠定了基礎
國際氬氦靶向治療技術專業委員會、中國生物醫學工程腫瘤靶向治療技術學會及中國氬氦靶向治療協作組,自2000 年來相繼在美國、加拿大、中國廣州、大連、上海、北京等地先後召開國際和中國氬氦靶向治療新技術研討會,組織氬氦靶向治療協作組成員對美國氬氦刀技術的治療原理,治療方法,臨床適應證和禁忌證範圍,手術操作規程,術中監測,手術後反應和併發症處理及臨床注意事項等進行了充分的交流;
對於臨床治療方案的設計,綜合治療措施的選擇,基礎和臨床研究的方向,如何減少殘留率提高遠期療效等問題進行了充分的討論。推廣了美國Peter Littrup 教授,武清主任、王洪武、馮華鬆教授、安永輝主任、武漢宋華志主任的肺癌治療經驗; 美國Gregory Graes 教授、日本Go Wakadayash 教授、上海錢國軍教授、廣東汪森明、牛立志博士、天津郭志教授的肝癌治療經驗;
張世忠教授的腦腫瘤治療經驗,美國Daniel Rukstalis 教授和日本Winoruanabe 教授、中國李簡教授、白廣德教授的腔鏡引導氬氦刀治療經驗。出版了世界第一部專著,為國際氬氦靶向腫瘤治療技術的規範化和科學化使用奠定了基礎。由於中國氬氦靶向治療協作組專家的不懈努力,中國醫生的臨床治療經驗得到了國外同行的認可。CT、B 超引導經皮氬氦靶向消融治療肝癌、肺癌、腎腫瘤、骨肉瘤;
立體定向引導經顱骨治療腦腫瘤;腔鏡引導氬氦刀治療胸腹腔腫瘤;經皮穿刺氬氦刀治療前列腺腫瘤; 氬氦刀等體積冷凍消融聯合手術切除等技術已被廣泛使用。隨著氬氦刀治療與外科手術,導航治療,內鏡治療,放射治療,介入治療,中醫藥治療和免疫治療相結合等綜合治療方案的臨床開展,將有助於氬氦靶向治療技術成為臨床治療實體腫瘤的重要手段。
5、氬氦刀靶向消融治療腫瘤臨床療效顯著
美國氬氦刀靶向治療是一種以直接摧毀腫瘤組織的區域性物理治療技術,其近期療效評價主要以腫瘤組織滅活、減負荷程度為標準,對病人臨床症狀的改善情況及其實驗室指標的變化作出評價。與常規手術、放療、化療方法不同, 氬氦刀治療雖然沒有切除消融的腫瘤組織,但經過氬氦消融治療的腫瘤組織已被完全摧毀。治療靶區範圍就是腫瘤消融滅活的區域。
但多數腫瘤患者消融壞死組織細胞的吸收是一個緩慢的過程。病理隨訪結果證實,消融治療後的腫瘤壞死組織呈現一個逐漸吸收和纖維化過程,一般需要3～5 個月的時間。因而,判斷氬氦刀區域性近期療效時,以治療腫瘤靶區邊界清楚,消融確切,以及單純依靠治療前後腫瘤組織大小形態的變化是不科學的,不能真實反映氬氦刀治療的近期臨床效果。
氬氦靶向治療協作組討論提出:氬氦刀治療與其它區域性治療技術不同,冷熱消融靶區經治療前後CT、MRI、PET、血管掃描、病理檢測均證明:氬氦消融靶區腫瘤細胞已經完全死亡,因而臨床上可以根據氬氦刀術中消融靶區的範圍和腫瘤的大小作出臨床近期療效的評價。
廣州南方醫科大學珠江醫院、上海東方肝膽醫院、天津腫瘤醫院、武漢總院、北京海軍總醫院、石家莊第一人民醫院、廣州復大腫瘤醫院、長征醫院等醫院報道,用美國氬氦刀治療肝癌、肺癌直徑3cm 以下腫瘤消融率可以達到100 ％ ,直徑3～6cm 的腫瘤消融率可以達到90 ％以上,近期療效十分顯著。
目前美國氬氦刀在實體腫瘤的治療中取得了滿意的臨床療效。臨床治療證實,氬氦刀區域性消融與放療、化療、生物治療、介入治療等綜合治療相結合,療效優於單一治療,1～2 年生存率顯著提高。腫瘤遠期療效依賴於綜合治療措施的選擇。快速消融、減輕腫瘤負荷、摧毀腫瘤組織細胞是實體腫瘤的首選治療方式。
氬氦刀靶向治療在腫瘤臨床中的廣泛開展,有可能改變傳統放療、化療的使用方案和療程。目前臨床多中心協作研究已對如何認識和評價氬氦靶向治療在腫瘤臨床治療中的遠期療效,如何設計氬氦靶向治療後的輔助放療、化療方案,如何認識氬氦冷凍對患者細胞免疫功能的調控及其分子生物學機制,如何設計不同腫瘤的最佳氬氦靶向治療手術方式和規程,
氬氦靶向消融治療後,腫瘤相關生物標誌的變化規律及其臨床意義等取得了滿意的臨床結果,使臨床腫瘤治療學有了新的進步,今後仍要擴大病例、多中心協作、嚴格臨床科研設計、科學統計分析,加強遠期隨訪。
6、氬氦刀治療需要注意的問題
6. 1 精確計劃、準確定位、引導是取得療效的保證
氬氦刀靶向消融治療的顯著特點是能快速,準確地滅活腫瘤細胞, 消除腫瘤負荷。由於患者的腫瘤大小形狀不一,無論是單次治療還是分次消融治療,冰球覆蓋腫瘤的範圍應該根據病情,儘量覆蓋,多數醫生認為應超過腫瘤影像學邊緣1cm 以上,才能保證腫瘤組織的完全滅活。這是防止區域性殘留、
預防復發、提高療效的關鍵。目前,術中直視及B超、CT 多角度監測可以做到適形治療,但選擇經皮穿刺治療時,由於受到多維監測條件的限制,醫生操作的熟練及經驗不同,適形計劃和準確引導定位是根治性氬氦靶向消融治療的關鍵。手術前應認真分析不同CT 層面腫瘤的大小形狀,測量氬氦刀進入的角度,方向,深度及層面。
決定氬氦刀的入徑和模擬氬氦刀在體內冰球形成的靶區範圍及其與周圍解剖結構的關係。同時也要確定測溫探針的位置和監測重點,熟練掌握和總結影像診斷和影像監測的經驗。對多刀組合消融靶區的設計評估要準確無誤。
6. 2 術中準確引導和有效的監測
在影像技術的引導下實施氬氦刀腫瘤靶區穿刺定位是臨床比較成熟的技術,由於氬氦刀消融靶區清楚的影像特徵和氬氦刀靈敏的溫度顯示為術中準確引導和有效監測創造了條件。B 超引導定位和監測操作簡單,經皮手術治療時要求術者具有三維立體解剖學概念和適形治療的經驗,從不同方向探測冰球形成的過程和評估消融靶區的範圍。
腔鏡及小切口術中B 超監測和引導定位時,比經皮治療要準確。CT 引導定位精確度較高,但手術中要注意不同CT層面靶區的形成。對於不易監測的部位,不規則腫瘤,特別是治療巨大腫瘤同時使用多把氬氦刀時。術中對消融靶區的適時監測要注意冰球之間的融合層面,並儘量減少對正常組織的損傷。
目前臨床監測手段主要依賴於影像學提供的資訊,除B 超外,國內目前CT ,MRI 的適時監測尚有一定的難度,測溫探針正確使用可為手術提供適時的靶區界定資訊。特別是靠近重要組織器官部位的腫瘤治療時,適時監測準確測溫是有效治療和防止殘留的有效方法。
6. 3氬氦刀消融與綜合治療相結合
經歷了幾十年的傳統腫瘤治療模式之後,腫瘤微創技術促進了腫瘤臨床的進步,目前手術切除、微創消融、放療、化療、中醫藥、生物治療已經成為治療實體腫瘤新的選擇模式。氬氦刀消融已成為微創治療的重要技術。臨床經驗表明,在腫瘤綜合治療模式中,微創消融應為不能手術切除腫瘤患者的首選治療方式。
氬氦刀可以快速,最大限度的減低腫瘤負荷,可以為放療、化療、中醫藥、生物治療提供療效保證。氬氦刀治療可以將影像學顯示的實體腫瘤實施靶向滅活,快速減輕患者的痛苦和提高生活質量。然而,與其他區域性物理治療所面臨的問題一樣。氬氦冷凍治療後對亞臨床病灶及全身潛在殘餘癌細胞的治療必須配合相應的全身治療。
目前臨床上已經提出了不同的綜合治療方案,並得到國外同行的認可。例如氬氦靶向治療聯合介入栓塞化療中晚期肝癌;氬氦靶向消融聯合放療、化療治療中晚期腫瘤;氬氦靶向消融聯合中醫藥及免疫療法治療中晚期腫瘤已被廣泛使用。對於靠近縱隔,肝門,膽管,脊髓等部位的腫瘤,區域性氬氦刀完全消融有一定困難,氬氦刀治療後也可以聯合其它區域性治療方法。
與放療結合可以極大地減低放射劑量;聯合藥物植入和放射粒子植入可以提高療效和減少植入粒子的劑量。與其它區域性治療和全身治療技術有效的結合,可改變目前綜合治療的理念,提高遠期治療效果。
6. 4 嚴格執行氬氦刀的臨床規範
氬氣製冷引起細胞內冰晶形成導致細胞死亡的效應與細胞內冰晶形成的速度密切相關。細胞死亡的增加比率與細胞內冰晶形成率密切相關。氬氦刀依據焦耳- 湯姆遜定律,導致細胞死亡的冷凍率受氬氣流動壓力、阻力、傳導及回收方式等因素的影響。美國FDA 審批裝置時,將能夠導致細胞死亡所需要的氬氣、氦氣壓力設定為工作壓力。
由於不同廠家擁有的技術專利不同、氬氦刀的結構設計差異較大,因而FDA 批准的氬氦刀使用技術引數完全不同,消融靶區大小差異較大。例如美國Endocare 公司生產的Cryocare 氬氦刀(2 ,3 ,5mm) 氬氣工作壓力為2500PSI ;氦氣工作壓力為1000Psi 。而FDA 和中國國家食品藥品監督管理局均批准以色列Galimed公司生產的Cryohit 氬氦刀(2. 4 ,3. 2 ,3. 4mm) ,氬氣和氦氣工作壓力均為4000Psi 。
目前中國生產的氬氣壓力為5500 ～ 6000PSI ; 氦氣壓力為1800 ～2000Psi 。因而臨床使用美國氬氦刀時氬氣6000～2500PSI、氦氣1800～1000Psi 為有效工作壓力範圍,當氬氣壓力低於2500Psi 、氦氣低於1000psi 時應該停止使用。而以色列氬氦刀使用時有效氣體工作壓力範圍均為6000 ～ 4000Psi , 當氬氣、氦氣低於4000Psi 時應停止使用。否則、雖然形成冰球,但是難以獲得治療效果,傷害了病人的利益。
動物實驗表明,當細胞冷熱溫度達到一定範圍後,細胞損傷程度與冷熱持續時間呈正相關。氬氣超低溫持續治療時間以15min 為宜,手術治療後24～72h 病理檢查可提示細胞不可逆性損傷壞死過程。由於不同組織間的含水量不同,細胞生物學特性的差異,不同器官腫瘤冷凍治療的最佳時間有一定的差異,但原則上不能隨意縮短氬氣治療時間和次數。
美國氬氦刀雙次冷凍組織細胞壞死的關鍵溫度是- 38 ℃。因此制定臨床氬氦靶向治療計劃時,影像學觀察的冰球形成範圍應超出腫瘤邊緣。治療靶區應該包含在- 38 ℃～ - 100 ℃以下範圍內。臨床治療中部分醫生髮現冰球邊緣部分治療效果不好,容易出現殘留或復發,其中原因之一是治療過程中冰球邊緣沒有超過腫瘤靶區邊緣。臨床上建議根據病情冰球邊緣應該超過腫瘤靶區1cm。
當一個氬氦刀探頭的消融靶區不能完全覆蓋腫瘤組織時,可根據腫瘤大小及形狀,用2 個或3 個氬氦刀探頭適形組合應用。
美國氬氦刀靶向治療的顯著特點之一是冷凍摧毀組織細胞的徹底性,因此,臨床上需要注意冷凍靶區擴大對正常組織的損傷和快速腫瘤消融對器官功能和代謝的影響。
氬氦靶向治療中必須做到:
術前術中須對氬氦刀進入的途徑和冷凍靶區的組織解剖結構及病理生理特點了解清楚,對可能發生的損傷採取積極的預防,監測和處理措施。由於氬氦超低溫冷凍對損毀細胞無選擇性,冷凍靶區選擇必須準確無誤,避免不正確的操作對正常組織結構造成冷凍損傷。
例如在前列腺癌氬氦刀手術治療時要合理使用尿道保溫系統;面部皮下及軟組織腫瘤治療時要保護面板;治療中心性肺癌特別是靠近縱膈部腫瘤時要保護心臟,準確使用測溫探針監測靶區邊緣。處理好超低溫治療過程和組織細胞的壞死過程對組織器官造成的影響及其引起的病理生理反應。
7、展 望
美國氬氦刀靶向消融是近年臨床開展的微創治療技術,在臨床經驗積累中,中國氬氦靶向治療協作組成員作出了重要的貢獻,為國際氬氦靶向治療技術提供了20 000 多例臨床治療經驗。在腫瘤微創治療中探索出了治療實體腫瘤的新模式。
提高了實體腫瘤的治療效果。在區域性消融治療同時,與傳統的手術、放療、化療、介入栓塞治療、中醫藥治療、免疫治療、基因治療等多種手段相結合,在今後的臨床治療中不斷開展臨床、基礎研究、發展和完善氬氦刀靶向治療技術,使氬氦刀治療在治療實體腫瘤中發揮更有效的作用,進一步提高腫瘤治療的遠期療效,是今後中國氬氦刀靶向治療協作組的臨床研究方向。
注：此資訊源于網路收集，如有健康問題請及時咨詢專業醫生。