李家開, 張金山
肺癌發病率呈逐年上升趨勢,致死率極高,是全球發病率和死亡率最高的惡性腫瘤。肺也是全身惡性腫瘤的常見轉移器官,轉移性肺癌的治療也是棘手的難題。2000年首次報道熱消融治療肺癌,此后臨床報道逐漸增多,目前,射頻消融(RFA)已成為不可切除的早期肺癌和部分轉移性肺腫瘤的有效替代手段。國內應用盡管也比較早,但從所報道的文獻來看,在適應證、設備選擇、操作技術、科學隨訪等方面隨意性很大,尚不規范[1-3]。理論上,相對其他部位實體性腫瘤而言,肺腫瘤更適合RFA,因為病灶周圍肺組織的氣體能提供所謂絕緣效應(insulating effect), 促進射頻能量在腫瘤內沉積[4]。然而,肺消融不同于其他器官,在適應證選擇上如何與成熟的外科手術進行合理平衡選擇,組織特異性要求不同的射頻能量,并發癥的防治以及評價療效的手段都有其特殊性[5]。因此,RFA治療肺惡性腫瘤在諸如適應證選擇、技術要求、射頻能量控制、并發癥防治、以及療效判斷等方面仍需進一步研究和規范。
RFA是通過在組織內釋放一定頻率(375 kHz~500 kHz)的射頻電流,導致組織粒子的振動與移動,摩擦產熱,導致組織凝固性壞死。實驗表明當細胞加熱至50℃以上時,細胞蛋白變性,脂質雙層結構融化,DNA和RNA破壞,從而發生不可逆的細胞死亡。熱能局部沉積導致凝固性壞死的范圍由多種因素決定,諸如射頻類型和電極針的幾何形狀、應用的能量、熱擴散的持續時間、組織的液體含量、血液灌注率、以及血管密度等。病理上,RFA術后早期,病灶的外圍可見間質出血帶。與一般組織壞死不同,治療灶顯示為熱固定(thermal fixation),組織結構與鏡下細胞結構保持完好,細胞著色特點隨著時間延長而變淡,但治療的組織變得脆弱、支持組織崩解、并產生輕微的傷后愈合反應。
該系統應用較早并廣泛,使用時,將1支RFA電極放置于腫瘤部位,將一個中性電極(負極墊)放置于患者大腿,以形成電流回路。使用交流電的頻率范圍是375 kHz~480 kHz,應用的能量在植入目標組織中的單極電極與放于體表的電極 (負極墊)之間分布。一般單次消融5 cm范圍可徹底滅活直徑3.5 cm的腫瘤。臨床應用這種射頻系統消融肝癌時,采用了很多方法試圖增加消融灶的體積,概括有:消融期間生理鹽水注射(灌注電極)[6],內冷卻電極[7],改變電極的排列方式(集束電極)和可膨脹多子針電極[8-9],改變射頻能量的沉積方式[10],術中阻斷腫瘤血供[11],聯合動脈灌注化療,聯合動脈栓塞,以及雙極排列(bipolar-array)技術等[12]。
單極RFA系統除了消融灶大小有限外,還有其他不足之處,可能造成消融區的不規則。還可發生繼發的損傷,常見的是負極墊處皮膚灼傷[13]。對于曾行過外科手術的患者,還可導致鄰近電極的金屬手術夾過熱,進而發生相應結構的熱損傷。對于裝有心臟起搏器的患者,一般不適用單極RFA[14]。其他還有操作相對復雜,以及消融過程中,患者體溫升高等[15]。
雙極/多極RFA系統是近年發展起來的一種新型設備,雙極電極針是在1支電極針的遠端安裝2個活性電極,2個電極間有一絕緣體,在插入的組織內形成局部電流回路,所以不需要單極射頻電極針的額外負極墊,熱能在局部可以更有效的沉積。這種設備可同時將多支雙極射頻電極針放置在腫瘤內或緊鄰腫瘤,不需要負極墊,電流在不同的電極間依此間隙形成回路,從而在瘤體內或緊鄰瘤體形成多種電極聯合。應用時根據病灶大小,選擇電極針的類型和數目,插入1支雙極射頻電極針時,是雙極消融模式,同時插入2支以上的雙極電極針時,就是多極消融模式。單極RFA熱量從消融部位向多個方向傳導,而雙極RFA,1個電極被第2個電極熱屏蔽,熱動力效能導致更大范圍的凝固。另外,雙極RFA電極周圍電場具有較低的不良反應。單極RFA,電場在人體的分布決定于活性電極與中性電極間的阻抗變化,諸如起搏器電極或外科手術夾等金屬物質,如果干擾了電回路,就可能被加熱,可能導致起搏器失去功能。
病灶大小是影響腫瘤完全消融與否的主要因素,一般認為最大徑 <3.5 cm的病灶,局部控制率好,相反,大的病灶局部復發率高,生存率明顯低于小病灶[16-19]。治療目的決定著適應證的選擇,以根治為目的:① 不能手術治療的Ⅰ期非小細胞肺癌(NSCLC),單個病灶最大徑 ≤ 3.5 cm;② 有限的肺轉移瘤,病灶數目少于5個,單個病灶最大徑 <3.5 cm,且病灶與心臟大血管等重要結構間距1 cm以上;③手術切除后復發或RFA術后復發,病灶大小和數目同前。如以姑息治療為目的,適用于各期原發肺癌和轉移瘤,對大于5 cm的腫瘤可分次消融,也可以在部分消融減少腫瘤負荷的同時,聯合其他手段綜合治療。一般來說,RFA治療肺惡性腫瘤無絕對禁忌證,但下列情況應視為相對禁忌證:高危患者、嚴重的心肺功能不全、凝血功能障礙,患者一般情況較差、病灶靠近縱隔和肺門大血管等。
根據RFA治療技術的特點,將術前1周至術后1周這段時間定義為圍手術期。為了安全、有效地進行手術和術后順利康復,圍手術期應做好以下準備:①與患者及家屬充分溝通,向他們介紹RFA治療的原理、作用、術前術后注意事項等;②仔細分析患者影像資料,制訂手術方案;③完善相關術前檢查,簽署必要的醫療文書;④射頻發生儀及配套電極針準備。根據病灶大小形態,選擇不同的電極針型號和數目,設定合理的方案。⑤出血和氣胸是常見的術后并發癥,術后應即刻CT掃描觀察有無并發癥,根據并發癥情況進行適當處理。少量氣胸也是常見的并發癥,可觀察變化,大量氣胸需立即抽氣,必要時置管。注意術后1周內觀察有無遲發性氣胸發生。
建議RFA在CT引導下經皮穿刺途徑,其優勢為創傷小、定位準確、圖像清晰。操作技術要求及相關注意事項如下。
RFA對患者的血壓會有一定的影響,對肺功能有不同程度的影響,如并發氣胸和肺內出血等并發癥,影響會更大,所以要求治療全程在心電監護下進行,有助于實時觀察患者的生命體征變化,及時處理突發情況。心電監護電極片的放置避開穿刺部位。術中持續低流量吸氧。保持靜脈通道通暢。
一般患者采用局麻,輔助使用鎮痛鎮靜藥物。消融結束后燒灼胸壁針道時可有比較劇烈的痛感,應告之患者,并進行必要的心理安撫。對于高度疼痛敏感、恐懼患者,可考慮全麻。
為減少輻射量,建議使用低劑量靶區掃描,50 mA管電流可清晰判斷病灶。掃描范圍覆蓋病灶即可。掃描層厚根據病灶大小靈活調整,對于直徑小于10 mm的病灶,建議使用3 mm層厚掃描,10~30 mm的病灶,使用5 mm層厚,大于30 mm的病灶,使用10 mm層厚即可。小病灶的穿刺也可在CT透視下進行,或借助于計算機導航系統。為便于判斷射頻電極針與病灶的空間位置關系,可實時進行三維重建。
概括為最近原則、安全原則、患者舒適原則、和方便操作原則。所謂最近原則是指皮膚穿刺定位點與肺內病灶間的距離盡可能短,使射頻電極針通過正常肺組織的距離盡可能小,減輕對肺的損傷。安全原則是避免射頻電極針損傷一些重要結構,尤其是心臟、大血管、食管、氣管及其主要分支;避免跨肺葉穿刺,避開肺大泡等,保證治療的安全性,減少和減輕并發癥。患者舒適原則是指患者躺臥的姿勢相對舒服,避免被動體位,使患者能保持長時間配合治療。方便操作原則是指便于術者順利施行手術,減少因操作不順手而發生的過失。總之,在操作時,要綜合統一兼顧上述原則,不能因強調其一而忽視其他。
為減少誤穿刺損傷,如果是在CT掃描引導下盲穿,建議采用三步或逐步進針穿刺原則。①胸膜外穿刺:局麻后,根據定位穿刺方案,測量穿刺深度后,先將電極針刺入胸壁但不穿透胸膜,然后CT靶區掃描或CT透視,判斷電極針與肺內病灶的相對位置關系,調整電極針方向,使其對準病灶,然后進行下一步穿刺。②達病灶前肺內穿刺:按照定位測量好的進針方向,將射頻電極針插入肺內,大約在電極針達到穿刺點與病灶間一半左右的距離時停止進針,進行CT掃,觀察電極針與病灶的空間關系,如果進針方向正確,可進一步將電極針插入病灶,如果電極針進針方向偏離病灶方向,采取針尾控制的方法,使電極針尖對著病灶的方向進針,進針深度仍小于測量的進針距離,再次CT掃描,判斷電極針的位置,如果合適,再穿刺進入病灶,如果仍偏離,再同樣調整,直到方向正確,此即所謂逐步進針。③病灶穿刺:電極針達病灶近側時,停止進針,CT掃描再一次確認電極針與病灶的關系,并測量在病灶內的進針深度,然后將電極針插入到理想的位置,影像觀察準確后,方可進行RFA。
不同類型電極針在病灶內的排列要求不一樣,應根據說明書要求嚴格操作。對于多子針的單極射頻,應熟知子針的釋放位置,推送子針時把握好推力,使其完全張開。對于雙極/多電極射頻系統多針消融時,不同電極針間應相互平行,針間應保持理想的距離,一般在5~30 mm。如果是使用3支電極針,各電極針相互間應保持近似等邊三角形排列,這樣能保證消融效果最大化。
消融參數由射頻發生儀類型決定,單極RFA主要參數包括功率、溫度和時間,消融到預定的時間后結束。雙/多電極射頻系統采用阻抗控制模式,根據功率和阻抗的相互關系,決定消融的能量和時間。為減少阻抗過早升高,最好選擇較實質性臟器消融時稍低的功率,消融能量為參考值,消融結束與否由阻抗和功率波動的曲線和不同電極間能量分布情況判定。
消融工程中靈活進行CT掃描監控,CT掃描時不需停止消融,觀察有無并發癥發生并估計消融效果,結合使用的消融參數和圖像表現,適時終止消融。結束消融后,應逐段消融針道后拔針,觀察穿刺點無出血后,包扎穿刺點。最后CT掃描,觀察無并發癥后,送病房觀察。術后患者平臥6 h,建議穿刺點側向下躺臥2 h后平臥,可借助自身重力壓迫針道,防止遲發氣胸發生。
對于較大病灶,單次消融不能保證病灶完全滅活時,可酌情重復消融,重復消融能提高病灶的局部控制率[20]。再次治療應至少在無并發癥發生1周后進行,也可以多次消融。
根據并發癥發生的概率,可分為常見并發癥和少見并發癥,前者主要包括:氣胸、胸腔積液、肺和(或)胸腔出血、胸壁血腫、神經損傷等,后者有:針道種植轉移、繼發感染或膿腫、繼發機化性肺炎、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)、肺梗死、支氣管胸膜瘺、膿胸、空氣栓塞等。
常見,報道發生率12.5%~75%。發生氣胸的可能危險因素有電極針經過肺組織的長度、背景肺氣腫情況、電極針經過胸膜次數等。按照前述穿刺點的選擇及穿刺原則,可預防和減少氣胸的發生。需要注意遲發性氣胸的發生。氣胸的處理原則應根據氣胸量和患者癥狀而定。一般少量氣胸,肺組織壓縮 <10%,肺功能正常者,不需特殊處理。大量氣胸,患者明顯憋氣,血氧飽和度降低,需立即處理,可先在CT定位下,用細針抽氣,盡量將氣體抽完,平臥觀察,如氣胸再次增加,可重復抽氣2~3次,如氣胸無法控制,行胸穿置管引流。
肺泡內少量出血常見,發生率20%左右,一般不需特殊處理。血胸和胸壁血腫少見,穿刺時避開大血管,特別是主動脈分支,可避免。不論是肺內出血,還是胸腔出血,都要及時觀察,監測患者生命體征,如屬于活動性出血,應進行及時針對性處理,可選擇動脈栓塞,控制不好時,行外科手術。
胸膜反應性增厚,是常見的治療后反應,可伴有少量胸腔積液,消融病灶位于下葉者常見此反應,一般不需特殊處理,1周左右吸收消散。
偶有報道[21]。可能因操作不規范、技術不熟練所致。按照上述穿刺進針原則,特別是電極針進入病灶后,應盡量避免將電極針后退出病灶反復穿刺,消融結束后對穿刺針道進行逐段完全燒灼可避免針道種植轉移發生。
支氣管胸膜瘺:少見但嚴重。穿刺時注意較大支氣管的誤穿刺損傷,如發生可經支氣管鏡堵塞。肺部感染、膿腫和膿胸:注意無菌操作,術后適當抗菌藥物應用。繼發支氣管閉塞性機化性肺炎也偶有報道[22],原因不明,對癥處理,可逐漸好轉,一般不嚴重影響肺功能。肺梗死:可因肺動脈分支閉塞所致,RFA一般不致導致分動脈較大分支栓塞,所以不會造成較大范圍的肺梗死。胸壁神經損傷:注意避免穿刺損傷。空氣栓塞、急性呼吸窘迫綜合征等罕見,但后果嚴重。
術后嚴格規范進行影像學檢查、熟悉消融術后的影像表現特點有助于判斷腫瘤是否消融徹底和(或)復發。CT掃描是理想的檢查方法,包括CT平掃和增強掃描。復查間隔可根據前次檢查所見靈活掌握。一般RFA后應即刻行CT掃描,主要目的是判斷有無胸部并發癥,并分析肺腫瘤消融術后的即刻表現。術后1個月應進行胸部平掃和增強掃描,分析消融灶的影像表現特點,此時一般不能肯定腫瘤是否已經完全消融,但可作為后期隨訪檢查的對比基線。此后,根據情況3~6個月復查,半年后如病灶控制良好,復查時間可延長到6~12個月。肺腫瘤RFA術后肺CT表現多種多樣,而且隨時間動態變化,熟悉不同時間的影像表現特點,分析其動態演變,有助于準確判斷療效。消融灶的術后一般常見的征象有:①病灶周圍磨玻璃密度征(GGO),一般1個月內吸收;② 空洞,好發于鄰近較大支氣管;③ 氣泡透亮征;④ 胸膜增厚、胸膜與消融灶間線條樣實變[23]。術后1個月CT表現:病灶周圍磨玻璃密度征吸收。與術前比較病灶多增大,可有空洞,此時僅憑病灶大小不能判斷腫瘤是否完全滅活,增強掃描如有明顯的不均勻強化,可提示腫瘤殘留或復發,否則不能肯定是否殘留或復發。術后3~6個月和術后1個月CT比較,如病灶逐漸縮小,增強掃描無明顯強化,可提示局部控制好。相反,如果病灶逐漸增大,形態不規則,并有明顯的不均勻強化,則提示腫瘤復發。而如果病灶大小變化不明顯,增強掃描強化不著,則不能判斷腫瘤復發與否。術后6個月以后和術后系列CT表現比較,如病灶大小逐漸縮小,呈條帶樣纖維條索,增強掃描無強化或輕微均勻強化,可準確判斷病灶消融徹底。如病灶不均勻增大或保持穩定,增強掃描不均勻強化,則符合術后復發。總之,病灶強化方式和大小變化是判斷病灶是否完全消融的重要征象[24],一般觀察6個月后,才能比較準確判斷腫瘤完全滅活與否。為了盡早判斷肺腫瘤RFA后復發,以及時進行補充治療,除了CT掃描外,可輔助PET掃描,從SUV值的動態變化來判斷腫瘤是否消融徹底。有研究認為RFA后2個月,消融灶如有殘余攝取和與術前比較SUV值較少 <60%,提示腫瘤復發,需要進一步治療[25-27]。與CT相比,PET能較早發現術后是否復發。但報道較少,準確性還有待進一步研究證實。
肺腫瘤RFA的療效受到多種因素影響,就局部控制率而言,腫瘤大小是影響腫瘤完全壞死和療效的主要因素,≤3 cm的病灶,不論是原發性肺癌,還是肺轉移瘤,逐年腫瘤局部無進展生存率明顯好于 >3 cm的腫瘤[26]。 一組病灶直徑 <3.5 cm肺腫瘤RFA的多中心前瞻研究顯示,至少1年腫瘤CR為88%,原發癌與轉移瘤間無差異。另外統計了NSCLC、結腸直腸癌肺轉移瘤、其他惡性腫瘤肺轉移瘤的1、2年總生存率和腫瘤相關生存率,分別為70%和48%、89%和66%、92%和64%, 而1、2年腫瘤相關生存率分別為92%和73%、91%和68%、93%和67%。Ⅰ期NSCLC 2年總生存率為75%,腫瘤相關生存率為92%[17]。RFA可以作為不能手術切除的Ⅰ和Ⅱ期NSCLC的替代治療手段,并可能成為部分肺轉移瘤的標準治療技術。
盡管RFA用于肺腫瘤的治療已有10余年的時間,但目前仍有不少問題需要進一步研究解決。首先,對于療效仍有爭議,盡管學術界普遍認為RFA是肺腫瘤的有效治療手段,但也有部分學者通過對RFA術后切除標本的超活體染色(supravital staining)或免疫組化染色,發現RFA術后,腫瘤細胞的滅活率很低,從而質疑其臨床應用[28]。另外,臨床上對射頻系統和射頻電極針的選用比較隨意,受到器械的限制和術者經驗的影響較大,對消融參數和能量的把握缺乏實驗依據。還有,對射頻在肺組織的傳導和熱能沉積缺乏深刻認識。肺組織與實性臟器的組織特性不同,理論上肺泡壁的溫室效應可提高熱沉積效果,但肺組織的氣體會在RFA中使阻抗很快升高,導致射頻電極針表面炭化,阻礙熱能的有效傳導,從而影響消融效果。總之,雖然RFA用于肺惡性腫瘤的治療逐漸普及,但仍存在不少亟待研究的課題,如何正確地選擇適應癥、規范不同射頻系統的有效消融參數、如何根據肺組織的特異性,設法增大消融體積、術后正確的影像學隨訪、并發癥的有效防治、以及與手術切除或其他局部治療技術的隨機對照研究等均有待于進一步研究和規范。
[1] 吳沛宏,趙 明,范衛君,等.肺部實體腫瘤射頻消融治療的近期療效觀察[J].中華放射學雜志, 2002, 36: 321-324.
[2] 王忠敏,陳克敏,貢 桔,等.CT引導下射頻消融治療肺部惡性腫瘤的臨床應用 [J].介入放射學雜志,2009,18:335-339.
[3] 劉寶東,劉 磊,李 巖,等.射頻消融治療100例肺部腫瘤的遠期療效[J].中國肺癌雜志, 2011, 14: 335-339.
[4] Lencioni R,Crocetti L,Cioni R,et al.Radiofrequency ablation of lung malignancies: where do we stand? [J].Cardiovasc Intervent Radiol, 2004, 27: 581-590.
[5] Diederich S, Hosten N.Percutaneous ablation of pulmonary tumours: state-of-the-art 2004[J].Radiologe, 2004, 44: 658-662.
[6] Schmidt D, Trübenbach J, Brieger J, et al.Automated salineenhanced radiofrequency thermal ablation:initial results in ex vivo bovine livers[J].Am J Roentgenol, 2003, 180: 163-165.
[7] Goldberg SN,Solbiati L,Hahn PF,et al.Large-volume tissue ablation with Radio frequency by using a clustered,internally cooled electrode technique:laboratory and clinical experience in liver metastases[J].Radiology, 1998, 209: 371-379.
[8] Goldberg SN, Gazelle GS, Dawson SL, et al.Tissue ablation with radiofrequency using multiprobe arrays [J].Acad Radiol,1995, 2: 670-674.
[9] de Baere T, Denys A, Wood BJ, et al.Radiofrequency liver ablation:experimental comparative study of water-cooled versus expandable systems [J].Am J Roentgenol, 2001, 176: 187-192.
[10] Goldberg SN, Stein MC, Gazelle GS, et al.Percutaneous radiofrequency tissue ablation: optimization of pulsed -radiofrequency technique to increase coagulation necrosis [J].J Vasc Interv Radiol, 1999, 10: 907-916.
[11] Rossi S, Garbagnati F, Lencioni R, et al.Percutaneous radiofrequency thermalablation ofnonresectable hepatocellular carcinoma after occlusion of tumor blood supply [J].Radiology,2000, 217: 119-126.
[12] Burdío F, Güemes A, Burdío JM, et al.Bipolar saline-enhanced electrode for radiofrequency ablation:results of experimental study of in vivo porcine liver [J].Radiology, 2003, 229: 447-456.
[13] Goette A, Reek S, Klein HU, et al.Case report: severe skin burn at the site of the indifferent electrode after radiofrequency catheter ablation of typical atrial flutter [J].J Interv Card Electrophysiol, 2001, 5: 337-340.
[14] Tong NY,Ru HJ,Ling HY,et al.Extracardiac radiofrequency ablation interferes with pacemaker function but does not damage the device[letter][J].Anesthesiology 2004, 100: 1041.
[15] Livraghi T,Solbiati L,Meloni MF,et al.Treatment of focal liver tumors with percutaneous radio - frequency ablation:complications encountered in a multicenter study[J].Radiology,2003, 226: 441-451.
[16] Lanuti M,Sharma A,Willers H,et al.Radiofrequency ablation for stage I non-small cell lung Cancer:management of locoregional recurrence [J].Ann Thorac Surg, 2012, 93: 921-927.
[17] Lencioni R,Crocetti L,Cioni R,et al.Response to radiofrequency ablation of pulmonary tumours: a prospective, intention-totreat, multicentre clinical trial (the RAPTURE study) [J].Lancet Oncol, 2008, 9: 621-628.
[18] Rose SC.Radiofrequency ablation of pulmonary malignancies[J].Semin Respir Crit Care Med,2008,29:361-383.
[19]程永德,程英升,顏志平.常見惡性腫瘤介入治療指南[M].北京:科學出版社,2013:112.
[20] Hiraki T,Mimura H,Gobara H,et al.Repeat radiofrequency ablation for local progression of lung tumors:does it have a role in local tumor control? [J].J Vasc Interv Radiol, 2008, 19:706-711.
[21] Yamakado K,Akeboshi M,Nakatsuka A,et al.Tumor seeding following lung radiofrequency ablation: a case report [J].Cardiovasc Intervent Radiol, 2005, 28: 530-532.
[22] Hiraki T, Gobara H, Kato K, et al.Bronchiolitis obliterans organizing pneumonia after radiofrequency ablation oflung Cancer: report of three cases [J].J Vasc Interv Radiol, 2012,23:126-130.
[23] Bojarski JD,Dupuy DE,Mayo-Smith WW.CT imaging findings of pulmonary neoplasms after treatment with radiofrequency ablation: results in 32 tumors[J].AJR Am J Roentgenol, 2005,185:466-471.
[24] Jin GY,Lee JM,Lee YC,et al.Primary and secondary lung malignancies treated with percutaneous radiofrequency ablation:evaluation with follow-up helical CT [J].Am J Roentgenol,2004,183: 1013-1020.
[25] Okuma T, Okamura T, Matsuoka T, et al.Fluorine-18-fluorodeoxyglucose positron emission tomography for assessment of patients with unresectable recurrent or metastatic lung cancers after CT-guided radiofrequency ablation: preliminary results[J].Ann Nucl Med,2006,20:115-121.
[26] Simon CJ, Dupuy DE, DiPetrilloTA, etal.Pulmonary radiofrequency ablation:long-term safety and efficacy in 153 patients[J].Radiology, 2007, 243: 268-275.
[27]吳湖炳,王全師,黃祖漢,等.用18F-FDG PET顯像評價惡性腫瘤射頻消融術療效 [J].中華核醫學雜志,2003,23:153-155.
[28] Schneider T,Reuss D,Warth A,et al.The efficacy of bipolar and multipolar radiofrequency ablation of lung neoplasms-results of an ablate and resect study [J].Eur J Cardiothorac Surg,2011,39:968-973.