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薛兴阳 三甲
薛兴阳 主任医师
广州医科大学附属肿瘤医院 胸外科

射频消融治疗肺癌

 

 

射频消融 (radiofrequency ablation, RFA)是利用无线电波产生的热量直接破坏癌组织蛋白,杀死癌细胞。治疗对周围正常组织损伤较小,不良反应少,见效快,疗效肯定,操作简单。将射频治疗用于肺癌[2]、尤其是周围型肺癌,既能原位灭活癌瘤,又能保护正常肺组织,提高免疫功能,具有特殊的治疗优势,为心肺功能差,不能耐受手术的周围型肺癌者,提供了一种新的治疗方法。

1、射频消融疗法的发展广州医科大学附属肿瘤医院胸外科薛兴阳

我国古代的“热灸”、“火针”是温热治疗的雏形。公元前300年西波克拉底曾应用温热治疗肿瘤。1891年D’arsonval首次报道10kHz以上的高频电流(射频波)通过活体组织时可以产生热效应但不会产生疼痛的现象。这一发现促使了二十世纪末外科应用射频电刀高温电凝止血和内科应用射频进行热疗的发展。1976年Organ首先阐述了组织与射频波之间相互作用的物理学原理,即活体内的交变电流使组织内离子振荡相互摩擦产热。1995年Rossi等首次建立了肝脏射频消融的概念,证实对身体深部肿瘤组织产生热损伤但很少引起周围组织损伤,凝固坏死的肿瘤组织被机体逐渐吸收消化。1996年RFA技术获得美国FDA的认可,被应用于肝脏、前列腺肿瘤的临床治疗。2000年Dupuy使用经皮射频治疗肺癌,消融被引入肺肿瘤的治疗[3]

2、射频消融疗法的原理

所谓射频,是利用高频电流离开电极进入导电组织时,电流正负极变化的频率在3kHz ~ 300 MHz范围内产生的高频震荡,使电极周围的组织中的离子也产生相同频率的震荡。组织中的离子相互摩擦产热,达到一定的温度即可使组织产生凝固坏死,即将组织内累积的电磁能转变为热能,通过热凝固作用肿瘤蛋白质的结构发生不可逆的变化,失去活性,达到灭活的目的[4]

射频的辐射性能很低,对于物体的作用主要是热效应。射频消融正是利用体内电极的针尖面积小而能量集中,相对而言,体外电极面积大而能量分散的差别,使体内电极周围组织的温度明显升高,从而产生蛋白热凝固消融的作用。

人体组织细胞在40℃左右的环境中能维持正常的功能。依据肿瘤细胞对热的耐受能力比正常细胞差,热疗的临床应用分为三个温度段:① 42~50℃亚高温:这是理疗温度段,局部加温至39℃~40℃时,可以改善局部微循环、代谢、消炎达到止痛、解痉的作用。达41℃~42℃可致癌细胞停止分裂,引起DNA损伤。42℃时,癌细胞对化疗及放疗的敏感性升高,45℃60分钟时间内细胞出现不可逆损伤,在此基础上温度升高到50~52℃时,则只需很短的时间(4~6分钟),就可对细胞产生致死性损伤。射频消融后局部注射高浓度化疗药物,或者追加放疗,可以增加疗效。②70~95℃高温:为消融温度段,该温度段下组织即刻凝固,癌细胞的线粒体及溶酶体产生不可逆损伤,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。同时可使肿瘤组织周围的血管组织凝固形成一反应带,停止向肿瘤供血,防止肿瘤转移。术后坏死组织逐渐被吸收、纤维化。射频就是利用消融温度段,将温度控制50~100℃之间,杀死肿瘤细胞达到治疗目的。95℃是热灭活的最佳温度,因为超过100℃容易出现汽沸现象,温度再高,还会产生焦化、碳化,影响疗效,造成滞针。③400℃以上超高温:这是汽化、切割温度段,可直接使病变组织产生气化,达到消除肿物、增大腔道或者切割组织的目的。

 

3、肺肿瘤的解剖特点与射频消融治疗

肺肿瘤属于实体肿瘤,而周围正常肺组织由肺泡组织构成,含有大量的空气。肺癌射频消融治疗时,热量容易在肿瘤组织中传递,而在周围肺组织中的传递速度迅速下降,存在“温室效应”。特别是周围型肺癌,因为瘤体周围含气肺组织的保温作用能够有效地限制热量向周围组织的传导,使电极产生的热量长时间集中在瘤体内,此种保温效应,可以使肿瘤组织达到不可逆的热损伤,而周围正常肺组织损伤较小,有利于周围型孤立的肺肿瘤的治疗。研究显示肺癌消融所需时间较肝癌短,反之,与肝癌射频消融同样的时间,肺癌射频消融的效果更好,安全性也高[5]。利用射频消融技术治疗晚期非小细胞肺癌,具有微创、疗程短、安全可靠、近期效果明显的特点,且对周围正常组织损伤较小,并发症相对较少。大量临床研究表明射频治疗肺癌疗效确切,安全可靠。对肺癌直径<5cm者,可用一点射频治疗,瘤块直径>5cm者,可用多点射频治疗,其最大的优点是可以反复多次处理病灶。

4、射频消融疗法的系统的组成

射频消融设备常用的频率为200~500kHz,输出功率100~300W。主要由电发生器、测控单元、电极针、皮肤电极或称体外电极和计算机五部分组成,穿刺到肿瘤内的电极针与患者皮肤的体外电极,通过体内组织相连组成一个闭合环路。测控单元是通过监控肿瘤组织的温度等参数的变化,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。由于活体组织的电阻较大及接地电极板的面积较大,变频电流产生的热量就聚积在穿刺电极针的周围。

射频消融设备应具备:(1)计算机自动控温在95.0±0.5 ℃;(2)穿刺电极针具有导向功能;(3)针尖锋利为炮弹型;(4)多根电极子针可以适形治疗;(5)实时多点测温;(6)穿刺电极针具有注射功能。

5、CT断层介入对肺肿瘤射频消融的引导与监控作用

CT是肺肿瘤介入治疗惟一准确的导向方法,此技术克服了超声导向受肺部气体的影响及X线透视(包括DSA)导向仅显示平面解剖的不准确性。CT断层介入能够精细地显示肿瘤的二维结构、从任意方位显示病灶和电极的关系。多层螺旋的快速扫描和快速重组技术还可以方便地在数十秒内完成靶目标的扫描和多平面重组。治疗过程中及时扫描和多平面快速重建,足以监测到术中瘤体的消融变化和可能发生的并发症。

CT精确定位对保证穿刺一次成功和避免穿刺时损伤邻近重要结构或重要脏器很有帮助。术前仔细阅读CT片,明确肿瘤与周围较大血管、支气管、纵隔和臂丛神经的关系,预计穿刺点定位、进针深度、方向以及与体表角度,避免因术中定位不准确而需反复穿刺的风险。对于距离较深的病灶、尤其较小的病灶要做到一次穿刺成功难度较大。射频针进针至一定深度后行CT扫描,根据扫描情况校正进针方向。

采用CT靶向介导经皮肺穿刺射频消融治疗肺肿瘤取得较好的近期疗效,由于在影像介导下,进行经皮穿刺微创治疗,对正常组织损伤很小。CT 引导下可直视肿瘤的位置,准确植入电极,治疗中根据靶区影像变化、或者采用多点测温技术,可以很好地控制治疗的范围,因此具有创伤小、安全、可靠、治疗时间短、见效快及对周围组织损伤小等优点[6]。采用多层螺旋对周围型肺癌治疗时进行监测,非常方便地引导病灶穿刺和电极的释放,并对病灶消融前、术中及术后的肺部变化提供及时的信息。导向下周围型肺癌的治疗为安全、有效的介入技术,值得临床推广应用。

6、断层准向仪辅助CT引导穿刺技术

CT密度分辨率高,影像无重叠,可以准确地显示病变的结构和空间关系是非血管性介入的良好导向工具。以往单纯依赖术者的经验进行穿刺,准确性和安全性难以保障。断层准向仪辅助CT引导穿刺技术解决了上述问题。

CT扫描肿瘤最大层面,体表放置金属栅格定位尺,CT平扫测定进针点与靶点连线的角度θ和深度d,平移出床,在模拟的断层层面上,按照断层准向仪给出的进针角度θ和层面角度α、将穿刺针刺入至深度d,即可以命中肿瘤中心.

7、肺肿瘤射频消融的治疗过程

CT扫描确认子针出口处位于肿瘤中心,位置准确无误后,即可开始治疗。接通射频机开始治疗,射频治疗由计算机自动控制,射频能量由小到大贯序治疗,随着能量加大和治疗时间的延长,组织温度逐渐上升,达到设定值时,由计算机控制能量的射频治疗机自动控制输出功率的大小,保持治疗温度维持一定的治疗时间,完成一次治疗。

治疗时,子电极由1cm、2cm逐渐释放,根据温度上升的幅度,打开到相应的肿瘤大小,并回钩呈球形。若肿瘤较大,以先近后远的原则调整治疗点进行适形治疗。每个肿瘤治疗次数和治疗时间的长短与肿瘤大小、部位和血供相关。直径小于3cm的瘤体一次治疗即能够灭活肿瘤。对于较大肿瘤可以通过注射孔以微量注射泵注射高渗生理盐水,以增加热凝固的范围,此法又称为“湿消融”。

射频消融选择起始治疗温度为65℃,终止温度95℃,直径大于3cm者每隔2 cm 作1 次定位治疗,直至叠加作用范围包含整个瘤体积。瘤体直径>5时,采取多靶点治疗,靶区之间相互重叠以保证无肿瘤细胞残,每个靶点治疗时间为10分钟,我们的病例中,最多达到5个靶点。3cm肿瘤的标准治疗时间为10分钟,随着肿瘤直径加大,每增加1cm,治疗时间延长10分钟。我们治疗最大直径10cm的肿瘤,治疗时间达到80min。消融区直径3以下的血管往往被灭活,可以有效地防止治疗过程中局部出血,同时使局部组织缺氧导致肿瘤组织的彻底消融。消融后,局部注射高浓度化疗药,可以缓慢释放,并通过淋巴管吸收到引流淋巴结,达到区域化疗控制的目的。

射频治疗中,CT断层观察靶区的变化、对周围重要组织有无影响。治疗中监测无创血压、脉搏及周围血氧饱和度。对于特殊部位的治疗可以用多点测温电极实时测出身体及治疗靶区各点的温度,以保证治疗安全和取得疗效。

术毕缓慢拔出穿刺电极针,局部再次CT扫描一次,以观察局部有否出血、气胸等并发症发生,术后常规止血、抗菌治疗。

与外科切除肿瘤时的原则一样,射频治疗的凝固坏死区应比肿瘤大0.5cm。治疗会使正常肺组织与肿瘤间形成一凝固带,确保无瘤生长区,防止肿瘤复发。肺肿瘤射频消融的适应于肿瘤直径为5cm以内者,较大病灶可采用多次重复治疗至完全灭活[8]

8、手术、放化疗配合射频消融综合治疗肺肿瘤

    对于肿瘤较大、或者病期较晚者,射频消融应当配合手术、放化疗,进行综合治疗,发挥各自方法的优势。

对于肺肿瘤手术治疗难以切除的肿瘤,术中配合射频消融治疗,可以达到减低肿瘤负荷的效果。对于肿瘤期别较高的病例,也可以射频消融后肿瘤缩小达到降期作用后,再追加手术切除率。

大多数肺癌伴有区域淋巴结转移,在肺肿瘤实施消融时,消融结束即刻经电极针的注药孔注入高浓度化疗药,通常选用DDP50mg/2ml,消融部位缓慢注射。药物储存于灭活组织内部,缓慢释放并通过淋巴管吸收到引流淋巴结,达到区域化疗控制淋巴结转移的目的。

对于肺门、纵隔转移患者配合肺门和纵隔普通放疗,疗效优于单纯放疗。

对于肿瘤有全身转移倾向者,适当进行4-6周期的化疗达到控制全身病变的目的,化疗方案可以采用紫杉类加铂类化疗药物为主的方案[9]

9、射频为主综合治疗的疗效评价

肿瘤灭活率:射频治疗后,CT扫描显示治疗区域呈低密度改变,增强扫描无强化。灭活区域逐渐缩小、肿瘤部位形成空洞直至消失。治疗后CT检查,如果治疗区域出现新的强化灶,提示肿瘤复发,应当追加射频消融治疗[6]18F-FDP SPECT 及PET检查原肿瘤部位的高代谢灶消失无代谢信号,治疗区域周围轻度环形代谢增高区为炎症反应。病理及细胞学检查均为坏死组织、原肿瘤部位未查到瘤细胞。一段时间后,射频治疗形成的坏死组织玻璃样变性,斑痕形成。射频治疗后,患者生活质量较高,并能获得良好的生存。肿瘤直径≤5cm 1 次治疗完全灭活率达到90%,残余病灶均第2次追加治疗完全灭活。

影像学变化:治疗后一个月,与治疗前肺肿瘤相比,CT平扫显示为治疗区域肿瘤密度降低、外形略增大,强化扫描示无血管强化而周围组织明显强化。部分病例肿瘤空洞化改变。6个月以后,治疗区域呈低密度改变,增强扫描无强化。消融区域逐渐缩小、肿瘤部位形成空洞直至消失。

组织学变化:治疗后1~3个月,对治疗区域行细针穿刺活检术,进行病理及细胞学检查均为坏死组织,原肿瘤部位未查到瘤细胞。治疗区域周围18F-FDP SPECT 及PET检查轻度环形代谢增高区为炎症反应。6个月以后,治疗区域玻璃样变、纤维化斑痕形成。周围正常组织除了有少量细胞出现变性改变外,大部分组织无受损表现,伴有炎性细胞浸润[10]

生存受益:射频消融联合放化疗可显著延长患者的生存期,有效降低肺癌的局部复发率,改善病人的功能状态。只要病灶不侵犯肺门、气管等重要脏器,经过多次治疗大多都能达到完全灭活肿瘤组织。射频治疗后局部复发率明显低于其他疗法,仅为15%左右。射频消融后对患者进行跟踪随访表明:I期非小细胞肺癌的一年生存率为78%,2 年生存率为57%,3 年生存率为36%,优于放射治疗一年生存率为57%,2 年生存率为36%,3 年生存率为21%[11]。射频消融治疗后主要死亡原因是远处转移,转移复发病例往往肿瘤较大、病期较晚。

生活质量:射频治疗组患者在治疗后大部分出现了疼痛减轻、体重增加、KPS 评分提高,生存质量明显改善,治疗后 3 个月及 6 个月生存质量明显提高。射频治疗与全身化疗相比,出现并发症、恶心、呕吐、体重下降、骨髓抑制、免疫力下降,影响生存质量的比率大为减少。生理状况、社会家庭、情绪、功能状况均有明显改善,对治疗信心增强,治疗依从性增加;同时患者咳嗽、疼痛、气促、疲劳的肿瘤相关症状减轻,生存质量明显提高[12]

免疫功能:射频消融具有免疫激活作用,可使机体的免疫功能得到一定程度的改善,治疗后免疫抑制减轻,CD3+、CD4+、NK 细胞的百分率及CD4+/CD8+细胞的比值明显升高, NK 细胞杀伤活性也升高。射频消融可以有效地破坏肿瘤组织的微血管,抑制血管形成并减少肿瘤的血供[13]

我们近年来主要应用射频治疗为主综合治疗肺癌,与手术、化疗和放射治疗相比,具有创伤小,副作用少,对骨髓及肝、肾功能无损害,可以反复使用等优点。治疗后的坏死组织吸收后可激发机体的抗肿瘤免疫,从而抑制残留肿瘤组织的生长,给长期生存带来益处。射频治疗可以明显减轻患者的症状,提高生活质量,延长生存期。对早、中期周围型肺癌RFA可起到与手术相近的疗效,对于晚期肺癌RFA可显著提高晚期肿瘤患者的生存质量,迅速减轻肿瘤负荷,有效的控制局部肿瘤。

10、射频消融治疗的并发症及处理

射频消融在局麻下完成治疗,创伤轻微。患者清醒状态下进行射频消融,有利于术者及时与患者交流,掌握治疗的进度,防止过度治疗给患者带来损害。射频消融治疗肺癌的并发症包括:气胸、胸腔积液、发热、胸痛、咳嗽、咯血等,绝大多数较轻,仅个别需特殊处理。(1)气胸:多为电极针穿刺所致,高龄、肺气肿者更易发生,可发生在术中或术后,少量气体可不予处置,中至大量气体可胸穿抽气或放置胸腔闭式引流装置,2~3天多吸收。据报道气胸发生率高达30%[14],而我们使用导向型穿刺电极针,一步法命中肿瘤进行治疗,一般不发生气胸,包括数例双肺肿瘤,均在同次治疗中行两肺肿瘤射频治疗,均未出现气胸[8]。(2)发热:术后70%的患者发热,大多为低热。肿瘤病灶较大者,发热较高,但一般不超过39℃,应用抗生素后1周左右可降至正常,与肿瘤病灶发生凝固坏死,机体吸收有关。(3)血痰:与穿刺损伤或者治疗后组织炎性反应有关,可给予止血对症治疗。研究显示,只要射频针不直接穿破大血管,射频消融治疗不会引起治疗区域内大血管的损伤而诱发肺出血[3]。(4)术后疼痛发生率约30%,以术后48小时为重,一般止痛处理好转。肺肿瘤射频消融治疗无感染、出血、死亡等严重并发症。

11、结语

射频消融治疗肺癌的主要适应证为早期周围型肺癌,特别是孤立的肺肿瘤,肿块直径一般小于5cm。全身衰竭、感染期、出凝血功能障碍者不适合射频治疗。射频消融治疗肺癌是一种简单、安全、微创、有效的方法,在国内外的临床实践中疗效得到证实。未来射频消融发展的关键在于改进电极针及射频技术,同时与射频消融联合化疗、立体定向放射治疗等结合,将极大地提高肿瘤的局部控制率,改善生活质量,延长患者的生存期。总之,经皮射频消融为肺部肿瘤的微创治疗提供了一种新的安全有效的治疗方法。

真诚赞赏,手留余香
薛兴阳
薛兴阳 主任医师
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