作者单位:重庆医科大学附属第一医院
摘要:呼吸介入技术是指在内镜、CT、数字减影血管造影术(DSA)、超声、MRI等影像技术的引导下,使用各种微创工具经过人体自然腔道或微小创口对呼吸系统病变进行诊断或治疗的一大类技术集成。消融技术是其中临床应用最早和最广泛的介入技术。根据介入途径的不同可以分为经气道介入消融技术和经皮介入消融技术两类;根据技术原理的不同有热消融、冷消融、化学消融和机械消融等种类。呼吸介入消融技术可以诊治各种良恶性气道狭窄、气道肿瘤、肺部肿瘤、支气管哮喘和慢性阻塞性肺疾病等。呼吸介入消融技术可大幅提高呼吸学科解决患者疑难问题的能力,为呼吸系统疾病的微创诊治提供技术支撑,助力呼吸学科发展。
1.1 热消融
1.1.1 高频电技术 高频电是利用高频电流产生的瞬时热效应在人体组织中产生切割和凝固作用,从而达到消融的目的。操作时,低电压高电流可完成切割,高电压低电流可进行凝固止血。临床上内镜下常使用切割和凝固的混合输出模式,通过设置切割和凝固所占的时间比例能同时完成切割和止血,且切割的速度可以根据操作需求进行调节。常用的器械有圈套器、电刀和热活检钳。
圈套器主要用于气道腔内窄基底的病变,配合其专用的内镜电圈套模式(如EndoCUT Q模式),能实现快速切除病变的同时进行有效的止血,具有高效、迅速、方便、操作简单的优势;对于宽基底的病变或瘢痕,则更常使用针形电刀进行旋切或放射状切开,此类技术操作精准且对局部组织热损伤较小,但旋切技术对术者的操作技术要求较高,学习周期较长;对于血供丰富的病变需要进行钳取又担心出血时可以使用热活检钳进行钳取,首先夹住病灶,通电后再进行撕扯,这样可以有效减少出血。
1.1.2 氩等离子体凝固(argon plasma coagulation,APC) APC是一种非接触式的电凝,利用氩气导电至组织,达到组织凝固的目的。与传统的高频电技术相比,APC具有非接触式、组织凝固坏死深度有限、自动导向性、止凝血效果好等特点。适用于宽基底肿瘤、肿瘤基底部或早期局限性浅表肿瘤的消融治疗和镜下可见出血点的止血治疗。其作用深度较浅所以比较安全,但其消融部位并不十分精准,且对局部组织热损伤较明显,通常不适用于肉芽、瘢痕等良性狭窄的消融治疗。
1.1.3 微波消融(microwave ablation,MWA) 高频电磁波经导管传递到局部组织,水分子摩擦产热,温度>60℃可导致其不可逆性坏死。早年主要用于气道内可见病灶的消融治疗,但因其效率、易用性和器械丰富性不如高频电,逐渐被高频电取代。近年,随着器械的改进和引导方式的进步,经支气管MWA技术逐渐被用于肺外周早期肿瘤的消融治疗,取得了较好的治疗效果[1]。
与更为成熟的经皮肺穿刺消融肺外周早期肿瘤相比,经气道的优势主要是经过生理腔道进行治疗,因此其不破坏胸膜,气胸、出血等并发症明显降低,没有针道转移风险,并且由于通向病灶的支气管和病变的相对位置固定,治疗过程中受呼吸运动的影响较小。
目前经支气管MWA治疗肺外周早期肿瘤也有比较明显的瓶颈。没有支气管相通的外周病变,因不易放置消融导管到病灶中央,往往需要利用导航、支气管镜下经肺实质肺结节抵达术(BTPNA)和锥形束CT(CBCT)等高级引导技术进行引导。技术门槛较高,普及性受到一定的限制。
1.1.4 射频消融(radiofrequency ablation,RFA) 射频电流通过病变组织,使病变组织升温而凝固坏死脱落。与经支气管MWA类似,早期的RFA主要应用于气道可见病灶消融,目前更多地应用于肺外周早期肿瘤的治疗。Koizumi等[2]研究提示经支气管RFA对于不能手术的Ⅰ期非小细胞肺癌患者是有效的治疗工具。
1.1.5 激光 激光直接作用于组织产热,其精准和高效的凝固、碳化和汽化作用可快速清除气道内病变。目前常用的激光类型有Nd:YAG激光、钬激光和半导体激光,不同激光的主要区别是波长不同,波长较长的钬激光主要是由水吸收,波长较短的Nd:YAG激光和半导体激光主要是由血红蛋白吸收,因此钬激光在治疗过程中不利于止血。另一个主要区别是穿透深度不一,Nd:YAG激光和半导体激光穿透深度可达2~4 mm,钬激光<0.5 mm,在治疗过程中需要根据情况选择,特别要注意穿透深度较深的激光会有较强的后续热损伤效应,因此消融时需要留有余地[3-4]。
1.1.6 海博刀或海博APC 海博刀是一种新型的复合型外科器械,是水束分离技术和高频电刀技术的结合,可以应用选择性组织隆起技术行黏膜下层无针隆起及标记,再使用电刀进行切割、剥离及止血。2018年本课题组报道海博刀用于气管内宽基底病变的活检及切除[5]。
与传统单一的冷热消融或活检技术相比,对于宽基底病变,海博刀更为安全、高效、高质量,其不仅拥有电刀的高效优势,能快速切除病变,还通过水刀隆起病变,使病变与邻近正常组织分离,切割时紧贴无针注射隆起的水垫进行,从而减少病变组织碳化、减少术中出血、避免损伤软骨等邻近组织。
目前主要适应证是气道和(或)胸膜复杂病变的活检和气道内可见良性肿瘤、早期恶性肿瘤及低度恶性肿瘤的治疗。海博APC与海博刀类似,是水束分离技术和APC的结合,主要应用于气道内可视下良性肿瘤、早期恶性肿瘤及低度恶性肿瘤等的治疗。
1.1.7 支气管热成形术 支气管热成形术是一种特殊类型的RFA治疗,以一种受控的方式加热支气管壁至60~65℃,对气道上皮不造成明显损伤的同时,使增生、肥厚的局部支气管平滑肌细胞发生凝固、坏死,减少平滑肌数量,并可能对过度敏感的迷走神经产生阻滞作用,从而降低患者哮喘发作时气道的高反应性,减少气道过度收缩及痉挛,缓解哮喘症状。该技术主要用于经过规范化治疗仍无法有效控制的重度持续性哮喘患者[6]。目前有不少学者在探索是否能有更广的适应证,比如曾有致死性发作、激素不耐受或中度哮喘的患者。
1.1.8 热蒸汽消融 热蒸汽消融是通过支气管镜将水蒸气定向输送到靶肺段进行消融以实现肺减容的技术。不同于活瓣肺减容技术,它不受侧支通气影响,对于叶间裂完整及不完整患者同样有效。这项技术目前已成功应用于重度和极重度肺气肿患者。
同时这项技术也正尝试应用于肺外周病变的消融治疗中。Henne等[7]在猪模型上进行热蒸汽消融的应用,发现热蒸汽可以通过支气管镜在亚段产生均匀的坏死,通过继发性缺血坏死破坏目标部位的病变。随后该团队在切除的人肺上进行离体试验,发现热蒸汽消融在人体也具有可行性[8]。但临床应用的有效性和安全性还有待深入研究。
1.2.1 探针冷冻 根据焦耳-汤姆逊效应,制冷剂(CO2或N2O)通过冷冻探针内部的中空管芯到达探针末端突然释放到相对更大的空间,气体体积随之膨胀并大量吸收其周围热量,使探针周围迅速制冷(理论最低温度为-69℃或-89℃)。利用低温破坏靶组织即是冷冻冻融,利用探针周围形成的黏附性将组织冻住后和探头一起取出则是冷冻冻取。
冷冻冻融是一种安全的缓慢消融技术,对于含水量丰富的组织有较好效果,常用于创伤、结核、异物等引起的肉芽组织、支气管结核、较小的肿瘤、形成时间不长的瘢痕等,治疗中需注意由于局部水肿或坏死物形成引起狭窄加重,可能导致病人呼吸困难加重甚至窒息。冷冻冻取是一种快速消融的技术,出血的风险相对较高,可用于含水丰富的异物、痰栓、血凝块、肿瘤的取出,同时也可用于支气管腔内冷冻活检或经支气管冷冻肺活检[9]。
1.2.2 球囊冷冻 是将液氮充盈至特制的球囊内,利用球囊壁和病变组织接触,球囊迅速产生超低温与病变组织进行热交换的1种冷冻冻融消融方式,其制冷剂温度可达-195.8℃,球囊表面温度可达-100℃以下,具有手术时间短、消融效率高、消融范围大的特点。目前正在探索应用于靶向肺去神经消融术治疗慢性阻塞性肺疾病及良恶性气道狭窄等的效果,是一种很有前景的新型冷冻消融技术[10]。
1.2.3 喷雾冷冻 喷雾冷冻是将液氮靶向喷洒至病变部位支气管,使局部产生-195.8℃的超低温,因其喷射面积广、效率高,可快速有效消融气道黏膜病变[11]。目前发现其可以减少气道分泌物,使气道内黏膜重塑,以期缓解慢性阻塞性肺疾病患者的临床症状,改善患者生活质量[12]。
1.3 机械消融 是指由活检钳钳夹、硬镜铲切等方式机械移除气道内病变的消融方式。常用于消融较松软的病变组织,因钳子的大小、效率不同。硬镜镜鞘铲切效率极高。由于机械消融过程中没有止血作用,对于血供丰富的病变要特别注意出血风险,必要时需要联合使用其它的止血手段保证安全。硬镜镜鞘铲切时还要注意避免气道损伤。
经皮穿刺消融是近30年来实体肿瘤消融的主要途径,至今应用越来越广泛。目前经皮介入消融方式主要包括RFA、MWA、冷冻消融(cryoablation,CA)、激光消融(laser ablation,LA)以及化学消融等[13]。现阶段临床上经皮消融治疗术主要用于不耐受外科手术的早期非小细胞肺癌、中晚期非小细胞肺癌的局部联合治疗以及肺部寡转移癌的姑息性治疗。
2.1 RFA 经皮穿刺RFA是应用于肺部肿瘤最早、经验最丰富的消融治疗手段。对于周围血供丰富的病灶热沉降效应明显。消融范围相对有限,更适于3 cm以下病灶。需注意起搏器植入的患者不能使用。较MWA更安全。国际多个指南推荐RFA用于早期不能耐受手术切除肺癌患者的治疗[14-17]。
2.2 MWA 经皮MWA也是一项比较成熟的肺部肿瘤消融技术。微波直接产热、起效快,组织加热均匀一致,消融场近端和远端同时加热,不受组织阻抗影响,热沉降作用小,无回路电极板导致的烧伤风险。对于直径>3 cm,尤其是>5 cm的肿瘤,MWA因其消融时间短、消融范围广,明显优于其他RFA和CA两种消融方式,且MWA受到血流灌注的影响小,更加适合治疗邻近大血管的肿瘤,但需注意潜在的出血风险[18-20]。
2.3 CA CA主要指氩氦刀冷冻消融(argonhelium cryoablation,AHC)。其原理是高压氩气可以冷却至-140℃,氦气可使-140℃迅速上升至20~40℃,通过这种温度梯度的变化达到消融效果,对靠近胸膜、纵隔、大血管的病灶相对安全;对于肿瘤距离胸膜≤1 cm或有骨转移引起骨质破坏的肿瘤患者,疼痛耐受性好。不足之处为CA在治疗过程中消耗患者血小板,对于凝血功能差的患者,应避免使用。相比热消融来说,CA手术时间较长,对不能耐受长时间手术的高龄患者来说,可行性稍低[21-22]。
2.4 经皮激光消融(PLA) 是将激光导管的位置引入病灶内,利用激光能量对目标肿瘤进行热消融的微创技术。激光烧蚀组织的过程分为5个阶段,包括激光高温引起组织蛋白变性、凝固性坏死、组织液化、水分蒸发和病灶区域炭化。有报道PLA与其他热消融相比,由于穿刺时采用的激光导管更细,出血、感染或损伤邻近器官的并发症风险更低,对治疗毗邻高风险解剖结构的小肿瘤可能有较大的价值。对较大病灶,可同时放置多根激光纤维,从而达到消融目的[23]。
据报道PLA是一种微创、安全、有效的方法,有望用于肺肿瘤的局部治疗,但未来仍需要更多大规模的前瞻性研究来证实[23-25]。
2.5 化学消融 主要是指经皮无水乙醇(PEI)注射以及经皮化学药物注射。瘤体内注射PEI可治疗肺癌,使瘤内血管发生坏死及管腔闭合。但较大的肿瘤可能存在纤维分隔、质地不均匀、肿瘤包膜等,注射PEI可能导致肿瘤病灶消融不完全,局部复发率高[11]。文献报道PEI与RFA联合使用在达到理想消融范围的同时,还可减少RFA所需功率和做功的时间,减少RFA对人体的损伤及治疗不彻底的现象,尤其是在特殊位置肿瘤的治疗时[26]。
良恶性气道狭窄,目前有较为成熟且应用广泛的呼吸内镜消融技术。针对早期肺癌,经皮消融技术有较多的经验和循证医学证据,日趋成熟,经气道消融仍处于探索阶段,两种方式各有优缺点;针对气道内的良性肿瘤、局限的低度恶性肿瘤和早期恶性肿瘤,新型的呼吸内镜消融技术也在原有基础上做出新的尝试,未来有可能像消化内镜一样能用更为微创的方式解决这类肿瘤。
针对哮喘、慢性阻塞性肺疾病等慢性小气道疾病,呼吸内镜消融技术也不断有新技术涌现,需要更多的研究来证实这些技术的安全性和有效性。期待有更多临床研究或指南共识指导针对不同的疾病如何选择最佳的呼吸介入消融技术。
参考文献(略)
实 至名归
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