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1979年Sugaar]对射频消融治疗肺部恶性肿瘤进行了组织病理学研究。Goldberg等于1995、1996年在兔肺上进行了射频消融的实验研究。2000年Dupuy等将这一技术应用于3例肺癌的治疗。肺部肿瘤射频消融治疗是一种微创、有效的新方法,我国目前仅少数肺癌中心或肿瘤中心开展。现结合我们首都医科大学肺癌诊疗中心的临床经验综述如下。
射频消融治疗肺癌的原理
对靶肿瘤施以频率460-500KHz的射频电流,产生高频率电磁波,使组织内极性分子处于一种激励状态,发生高速震荡,互相撞击和摩擦,将射频能转化为热能,局部加热到39-40℃可导致癌组织停止分裂,达41-42℃可杀死癌组织细胞或引起DNA的损伤从而有效快速地杀死局部肿瘤细胞,当其周围的细胞被加热到45-50℃时,细胞内的蛋白质变性,脂质层溶解,细胞膜被破坏,组织细胞凝固性坏死,当热量达到80-90℃,可有效地快速杀死局部肿瘤细胞,同时可使肿瘤周围的血管组织凝固形成一个反应带,使之不能继续向肿瘤供血和有利于防止肿瘤转移。
由于肿瘤血管血管丰富,形态异常,扭曲杂乱,血流阻力大,随着肿瘤的增大,血管受压,容易形成血栓和闭塞。肿瘤毛细血管具有很多窦状隙,在常温下就处于开放状态,储存大量血液,形成巨大血库,温度升高后血流并没有明显增加。由于肺部正常组织可通过肺部大血管的血液循环和呼气散热,并且起着绝缘的效果,使能量可以充分集中在病变部位,加之肺部肿瘤组织的血流量低,散热困难,热量积聚,温度升高快,成为一个巨大的储热库。因此肺肿瘤非常适合射频消融治疗。
Goldberg的实验研究结果发现:射频消融治疗后肿瘤组织发生凝固性坏死,产生微小气泡使原来较均匀的高密度病灶出现蜂窝状低密度影。周围组织逐渐出现炎症反应、水肿、出血,表现为磨砂玻璃样改变。7天后坏死灶开始出现纤维组织增生;1个月支气管上皮和肺泡上皮增生,肺泡开始重建;2-3个月增生纤维组织逐渐被吸收,恢复正常组织结构。Miao 等对兔的VX2肺癌模型经射频消融的治疗,通过组织学观察将其损伤分为5个典型的等中心区。A区:针道区,B 区:癌性凝固区,C 区:肺实质凝固区,D区:外周出血区,E 区:炎性层区。
射频消融治疗肺癌的适应证及禁忌证
1、适应证:
(1)不可手术切除的周围型非小细胞肺癌患者;
(2)因心肺功能差不能耐受手术或高龄不愿手术的早期周围型肺癌患者;
(3)剖胸探查发现丧失手术切除机会,进行减瘤治疗;
(4)肿瘤距离大血管或较大支气管在1.0cm以上;
(5)肺部多发转移瘤。
2、禁忌证:
(1)提示有广泛肺外转移的患者有广泛肺外转移者;
(2)有较大空洞者;
(3)中心型肺癌合并严重阻塞性肺炎者;
(4)广泛转移者;
(5)有严重合并症者。
影响射频消融治疗肺癌疗效的因素
锚状电极射频消融治疗肺癌的疗效与组织学类型无关,而与病灶的大小及位置关系较密切。从临床治疗的角度,期望术后凝固性坏死灶越多越大越好,因为这样无论在射频中心区域或凝固区,肿瘤组织将达到进一步碳化,组织细胞结构可达到彻底毁损,从而达到治愈目的。
1、大小:直径小于5cm、尤其是小于3cm的周围性肿瘤,一次治疗可使癌肿组织完全毁损,效果最佳。对于直径大于5cm的病灶,需采用多针穿刺多层面治疗,使热毁损区域相互叠加,才有可能使整个病灶得到较为彻底的治疗。
2、位置:周围型(距离肺门1cm)肺癌疗效比中心型好,主要原因是中心型肺癌肿块位于肺门大血管,血流速度较快,带走大量热量,也是造成肿瘤内热量不易蓄积,难以形成凝固性坏死;其次与中心型肺癌就诊较晚,肿块巨大,射频时难以一次全面彻底毁损有关;再次是部位较深的肿瘤,考虑到安全的原因,射频针刺入深度不够而导致消融不彻底,因此需要配合放疗。
3、肺转移癌常为多发性,且病灶大小不一,只能选择其中较适合的病灶进行治疗,射频消融治疗仅能作为一种减瘤手术,还需要配合全身治疗。对一侧肺病灶总数少于3个并且总直径<10cm效果较好。转移癌治疗以结肠直肠转移的瘤体更有效。
4、射频消融治疗范围:最好超过肿瘤边缘0.5-1cm,以杀死肿瘤生长最活跃的周边部分。
5、操作平台:目前射频消融有几种途径,包括开胸、电视胸腔镜和CT引导。开胸一般是在肿物与肺门大血管关系密切的情况下,电视胸腔镜一般用于合并胸腔积液的情况下。我们认为CT引导下定位准确,及时发现并发症,又可以评估疗效。
6、射频针:包括锚状射频针和冷循环单针,在CT引导下锚状针能够固定肿物,且消融范围较大,目前应用最广。
射频消融治疗肺癌的疗效
1、近期疗效:射频消融对肺癌包括转移性肺癌(直径在0.3-8cm间,平均小于5cm)的一次完全损毁率在38%-69. 57%之间,二次完全损毁率在18.75%-25 %之间,总损毁率多数超过70%。几个大宗研究报道射频消融治疗后的复发率为35%-50%;而RAPTURE研究是前瞻性多中心研究,研究病例来自欧洲、美国和澳大利亚,99%的病例定位准确,没有与操作相关的死亡发生,88%的患者出现CR。而一项单中心前瞻性研究的局部控制率1.5年是93%。
2、远期疗效:目前大多数研究是回顾性少量病例的研究报告,如治疗I期肺小细胞肺癌的1年生存率63%-85%,2年生存率55%-65%和3年生存率15%-46%。RAPTURE研究2年总生存率高达75%,2年癌症特异性生存率92%。射频消融治疗肺癌开展时间较短,能否提高患者5年生存率,有待今后更长时间的随访和观察。
射频消融治疗肺癌的疗效评价
1,症状评估
2,影像学评估:CT:1-3个月内病灶增大,3个月后病灶逐渐缩小,呈低密度改变,特别是在增强扫描显示明显。约24%-31%的病例可以出现空洞样改变。因此目前评估疗效以术后1个月的大小为基线进行。用大小变化和CT值评估疗效。
3,代谢水平评估:FDG-PET:FDG-PET比胸部增强CT判定疗效更为准确,因此目前射频消融治疗肺癌的临床研究和评估通常用PET/CT判定疗效。特别是治疗后三个月之内的评估价值要明显优于胸部增强CT
4,肿瘤标志物监测;
5,免疫功能测定;
6,病理学评估:对射频消融治疗后的病灶手术切除或局部穿刺活检取得标本进行病理学检查,可以观察到肿瘤组织坏死和凋亡的变化。可得到疗效判断的直接证据。
射频消融治疗肺癌的并发症
总的并发症发生率为15.2%-55.6%,死亡率0%-5.6%。Steinke等以E-mail问卷方式通过14个国家地区的研究中心回顾性调查全球范围内500例近期采用经皮肺部射频消融治疗肺癌的情况,共回收问卷493份,报道2例死亡。
1、气胸:大宗统计的资料显示:气胸发生率为4.5%-61.1%,大部分可以吸收,11%左右需要胸腔穿刺处理。
2、胸腔积液:与胸膜受刺激有关,多数患者治疗后会有少量的胸腔积液,多可自行吸收,10%左右需要行胸腔引流。
3、发热:患者在接受射频消融治疗时感觉发热,大汗淋漓,多无体温升高,这主要与射频消融治疗产生热量并随血流带走(称血流灌注冷却)有关。术后发热原因有:①一过性发热,热程在2-3d,体温在38.5℃以下,此为机体对射频发出的高温的反应性发热;②吸收热,其原因多系经射频消融治疗后,患者肺癌病灶凝固性坏死组织吸收引起。此时患者无中毒症状,白细胞数升高,多数< 10×109/L,且中性粒细胞核左移不明显;③感染热。
4、胸痛:当肿瘤靠近胸壁,患者在射频消融治疗中会出现疼痛,主要与壁层胸膜受刺激(胸膜反应)有关。
5、咳嗽、咯血:多数患者在治疗中发生咳嗽,与治疗刺激支气管有关。剧烈咳嗽者可给可待因止咳。
总之,射频消融作为一种局部物理靶向治疗手段治疗肺癌具有微创、安全、可靠、可以重复进行等优点,与放化疗或靶向治疗联合应用可以提高疗效。
参考文献
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射频消融(Radiofrequency Ablation,RFA )是应用消融电极,在超声、CT引导下经皮穿刺,或者在手术过程中、胸腔镜下,使射频电极进入实体肿瘤组织,然后在消融电极针前端伸展出9个锚形细电极丝,插入到肿瘤组织中,通过射频输出,使病变区组织细胞离子震荡摩擦产生热量,局部温度达90℃以上,通过加热的温度来杀灭肿瘤组织病变组织发生凝固性坏死,最终形成液化灶或纤维化组织,同时实时调节监控温度,从而达到局部消除肿瘤组织的目的,最后将穿刺针道加热消融,以防肿瘤种植。射频消融肺癌治疗包括进针、定位、加热、消融和针道消融5个操作程序。
2008年5月在美国加州海滨城市圣地亚哥举行了第88届美国胸外科医师年会,Michael
Lanuti教授介绍了美国波士顿麻省总医院经皮肺穿刺射频消融治疗不能手术的肺癌的初步经验,结果显示2年和4年生存率分别为60%和30%,仅有13%的患者出现了局部复发,无致命并发症发生,射频消融后6个月患者肺功能与治疗前相比无明显差别。引起了世界各国胸外科医生的极大兴趣。
2008年6月,国际顶级医学杂志Lancet Oncology在线发表了经皮肺穿刺射频消融治疗肺癌的前瞻性多中心临床研究结果。99%的患者均能顺利完成操作,无治疗相关死亡。非小细胞肺癌射频消融后1年和2年生存率分别为92%和73%,其中Ⅰ期非小细胞肺癌2年生存率高达92%。另外,对于肺转移癌,射频消融也取得了非常好的疗效:结直肠癌肺转移1年和2年生存率分别为91%和68%;其他恶性肿瘤肺转移1年和2年生存率分别为93%和67%。
射频消融技术为肺癌的治疗打开了一扇新的窗口,适用于不能耐受外科手术的早期肺癌或肺转移癌患者,还可以用作肺癌开胸手术探查的补救治疗措施以及局部晚期和肺转移癌患者的减瘤治疗,为综合治疗提供条件。通过CT引导三维重建,可以使射频消融治疗电极均匀地分布在肺部肿瘤中,最大限度的完成射频消融治疗。这是开胸手术或胸腔镜下射频消融治疗所无法比拟的优势,也是全球胸外科和肺癌治疗领域首选的射频消融治疗手段,既能最大限度地消融肿瘤,又能够最大限度地达到微创治疗的目的。
射频消融治疗技术是肺癌微创治疗新技术之一。
射频消融治疗肺癌的适应症:1、有外科手术指征,但病人拒绝手术的原发性或转移性肺癌患者;或不能耐受手术的早期肺癌和高龄肺癌患者;2、肺癌开胸手术探查的补救治疗措施。3、局部晚期和肺转移癌患者的减瘤治疗,为综合治疗提供条件。
射频消融治疗前要做胸部增强CT扫描和血液肿瘤标记物等常规检查,有条件者术前行肺代谢扫描PET、SPECT和机体免疫功能测定如T-B细胞亚群测定,以便于射频消融治疗后评估、评价疗效、判断预后。治疗前应做好临床分期检查。
射频消融治疗肺癌的评估 同化疗疗效评估标准不同,射频消融不仅仅靠病灶大小的变化评估疗效,而是除了病灶大小的变化测量,还要复查肺癌病灶的代谢值和血液肿瘤标志物的变化。综合治疗很重要,射频消融治疗前后应结合化疗、靶向治疗或/和放疗,加强治疗后随访更重要!
CT引导下肺癌射频消融手术适合不能耐受手术切除的早期非小细胞肺癌和高龄早期肺癌患者。作为局部物理靶向治疗手段之一的射频消融手术需结合分子靶向药物、化疗药物和放疗等治疗手段和方法综合治疗。在没有获得病理诊断的病例,治疗前首先行CT引导下肺穿刺活检获得病理学诊断,同时行病理免疫组化检测EGFR受体,为术后结合分子靶向药物治疗提供依据。
CT引导下肺癌射频消融手术操作规程图示如下:
一、确定进针位置:CT初步扫描,再薄层扫描,确定穿刺点.
二、麻醉:利多卡因局部麻醉至胸膜.麻醉毕注射器先留置,待CT扫描确定穿刺点是否合适,如果合适则可以穿刺射频针.
三、进针:取射频针,推出针尖,按照已经确定的穿刺部位,穿刺点,穿刺方向,穿刺深度刺入肿瘤,再次CT三维扫描确定射频针位置,根据肿瘤大小设定出针大小.如肿瘤与血管关系密切,可通过增强CT扫描确定肿瘤与血管关系。
四、确定消融方案:一般设定靶温度90度,起始功率35W.达靶温度后,按照消融程序逐步开针柄达到要求时间.冷却30S,进行针道消融后拔出射频针.再次进行CT扫描,观察消融后肿瘤变化,如空泡征,低密度改变,毛玻璃样改变等;除外有无并发症,如气胸,出血等改变.
五、强调多次消融和综合治疗:射频消融有根治性消融(包括多点消融)和姑息性消融.姑息性减瘤消融,需要确定综合治疗计划如消融+放疗、消融+化疗、消融+靶疗,包括二次或三次消融.
肺癌射频消融的过程示意图:
图二为射频电极针在肿瘤中展开的图示:
图三为射频消融的过程:
图四为针道消融,防止癌细胞沿针道传播的过程:
目前射频消融治疗肺癌的几种模式中,以CT引导下射频消融治疗肺癌模式最为微创、定位准确、消融效果好,对高龄肺癌、不能耐受全麻的患者更为明显。
CT引导三维重建下射频消融的九根治疗针可以均匀地分布在肺部实体肿瘤中,最大限度且有效的完成射频消融治疗肿瘤。 这是开胸手术或胸腔镜下的射频消融治疗所无法比拟的治疗优势,也是全球胸外科和肺癌治疗领域首推的射频消融治疗手段,既能最大限度地消融肿瘤,又能够最大限度地达到微创治疗的目的。
64排螺旋CT引导下和三维重建系统,可以指导术者安全准确地放置射频消融针,一般需要30-60分钟就能完成整个治疗过程。