外科物理消融術研究進展

何煦佳

摘 要：本文對外科物理消融術進行了分類總結，分析了各種物理消融術的原理、發展過程和適用情況，并列舉出對應于各種物理消融術的國外內研發、生產的消融裝置。

關鍵詞：消融;射頻;微波;超聲;冷凍

1 引言

外科消融術由于其對人體傷害小，成本低，能夠多次消融等特點，被廣泛應用于腫瘤、心律失學、房顫、脈管系統的治療，具體分為物理消融和化學消融兩大類。化學消融通過注入無水酒精、冰醋酸、化療藥物等化學物質，損壞局部組織細胞，但這些化學物質可能會造成患者的過敏反應，復發率也比傳統手術要高。物理消融根據其治療溫度又分為熱消融、冷凍消融和常溫消融（納米刀）三大類，熱消融應用最為廣泛，利用熱效應直接導致病灶組織產生不可逆損傷或凝固性壞死，主要包括射頻消融、微波消融、超聲消融、激光消融等;冷凍消融的機制是通過液態制冷劑的吸熱蒸發，帶走人體目標消融區域的熱量，以導致區域損傷、細胞凋亡和冷凍誘導的免疫損傷，各機制間具有協同作用;納米刀又稱為不可逆性電穿孔，通過釋放高壓脈沖在腫瘤細胞上形成納米級永久性穿孔，破壞細胞內平衡，使細胞快速凋亡，是近年來消融治療的新技術。

2 外科物理消融術的研究進展

2.1 熱消融術及熱消融裝置

19世紀70年代，Sugaar發現了腫瘤熱消融可用于腫瘤治療，19世紀90年代， Goldberg等通過實驗研究證實可通過射頻消融治療肺癌，Rossi研制發明了多針伸展型射頻電極，多根射頻電極同時在體內伸展開來，一次可使組織凝固性壞死范圍達到厘米級別，發展到現在，熱消融術主要通過消融導管裝置實施，市場上已存在由美敦力、科維迪恩、韋伯斯特等多家公司生產的消融裝置。

射頻消融裝置包括單電極導管和多電極導管，可根據待消融目標區域的尺寸和形狀分布選擇性應用，電極可為單極消融模式或雙極消融模式。2009年，美敦力公司生產的Symplicity 單電極射頻消融系統，是目前應用最廣泛的腎交感神經消融術的消融器械，其單電極導管每次僅能對一個部位消融，此后生產的Symplicity 多電極射頻消融系統則包含 4 個獨立電極[1]。專利US10517668B2公開了韋伯斯特公司生產的一種在導管主體的遠端具有雙節點多射線電極組件的導管，導管包括分別搭載有電極的可擴張膨脹的籃框組件和具有自由末端的脊狀組件。專利CN107440787B公開了四川錦江電子科技有限公司研發的一種網籃狀消融導管及消融裝置，呈橄欖球狀的電極部分能夠擴張為籃球狀，以進行更大面積的組織消融，且每個電極帶都連接有獨立的導線以提取電生理信號用于標測，可對目標消融部位進行定位，提高了消融準確性。射頻導管上還可帶有用于定位、阻流、灌注的球囊，專利CN105147389B公開了一種包括球囊阻斷型導引導管的射頻消融設備，在所述導引導管的遠端的外壁上設置有用于阻斷血管內局部血流的可充脹的閉合球囊，還可經導引導管前端的灌注口向消融部位血管內灌注液體/氣體，改變其導電環境和/或溫度環境;科維迪恩公司生產的OneShot 球囊灌注消融導管系統，是一種冷鹽水灌注球囊螺旋導管系統，球囊上有 8 個小孔。專利US20200060761A1公開了波士頓科學醫學有限公司研發的一種微波消融探針，包括微波消融探頭，探頭上還設有阻抗感測電極，通過阻抗測量來監測微波消融期間的組織變化，并根據反饋的阻抗測量結果控制微波消融期間的微波能量傳遞。專利US10549127B2公開了波士頓科學醫學有限公司研發的一種自冷式超聲消融導管，包括在導管上軸向設置的超聲換能器陣列，并可通過輸送冷卻流體避免不期望的組織損傷。專利CN110292438A公開了放射醫療系統公司研發的一種具有外護套的液體填充消融導管，可遞送高能和高功率UV激光脈沖以進行組織消融，還包含傳播高功率激光能量的液體填充波導，以消融人體中的阻塞。

2.2 冷凍消融術及冷凍消融裝置

20世紀60年代，冷凍消融探針制備成功，20世紀80年代，具有循環致冷源的導管制備成功，20世紀90年代，開始將冷凍消融裝置與影像技術聯合應用。與熱消融相比，冷凍消融術將冷凍劑作為消融能源，安全性更高，臨床上已利用冷凍球囊消融聯合X線指導來治療房顫[2]，并采用氬氦冷凍消瘤減瘤，冷凍消融裝置在MRI、CT、超聲指導下使用，還可結合化學藥物、骨水泥、放療以實現聯合治療[3]。

專利CN110575243A公開了科塞爾醫療科技（蘇州）有限公司研發的一種球囊導管和冷凍消融儀，冷凍消融儀包括供冷凍劑輸入球囊體的輸送單元和供冷凍劑流出球囊體的真空單元，球囊導管的球囊體包括多個周向布置的具有充氣腔的球囊瓣，球囊導管還包括用于標測肺靜脈口的電信號的標測導管。專利CN209360885U公開了上海安鈦克醫醫療科技有限公司研發的一種肺靜脈電隔離球囊結構，其第一球囊起冷凍作用，并通過第二球囊表面的電極進行環肺靜脈標測，據此確定冷凍消融時間，同時第二球囊還可對肺靜脈口起到阻流，防止第一球囊被血流沖刷而影響療效。專利CN204446093U公開了浙江省醫療器械研究所研發的一種具有泡沫金屬換熱器的低溫探針，包括探針本體外殼、換熱器、進流管，進流管是與探針本體外殼的軸心相同且前端開口的直管，換熱器是帶有孔隙的金屬換熱器，節流后的氬氣經這些孔隙排出，可換熱器對回流氬氣換熱，對進流管中的高壓氬氣在節流之前進行預冷，節流后探針溫度更低。

2.3 常溫消融術及常溫消融裝置

常溫消融術即納米刀消融術，納米刀由美國AngioDynamics 公司研發，2012年經美國FDA批準應用于軟組織腫瘤消融，是利用超短的高壓直流電（1500～3000 V）產生微秒級的電脈沖，作用在細胞膜磷脂雙分子層上，導致細胞膜形成多個納米級的不可逆孔道（不可逆電穿孔，irreversible electroporation，IRE），誘導細胞凋亡，治療過程不產生熱量，不會對周圍組織產生熱損傷，治療邊界清晰，也不受周圍血流的影響，可用于在危險區域附近的目標區域的消融。

專利CN110179534A公開了安徽邵氏華艾生物醫療電子科技有限公司研發的一種納米刀消融電極，通過可伸縮的電極針的設置，使電極針的暴露長度可調，以適應不同尺寸腫瘤的消融治療。專利CN209269860U公開了上海健康醫學院研發的一種納米刀腫瘤消融控制裝置，其供電電源分別與所述電源變換電路、電壓幅度調節電路、隔離式高頻變換器和信號觸發器連接。本實用新型的消融控制裝置可獲得高輸出脈沖幅度，以擴大單次消融范圍。

3 總結

外科物理消融術可根據多種不同原理進行組織消融，現已成為外科手術治療的常規選擇，醫生可根據情況選擇消融方式，或者將多種消融方式結合使用，國內外均已研發出多種應用于臨床的消融裝置，以后的消融裝置將在消融效率、準確性和降低組織損傷上有更進一步的發展，同時也期待依托新的消融技術的新型消融裝置的出現，以提供更多樣化更有效的治療手段。

參考文獻：

[1] 傅婷婷，陳涵，陳攀攀，等. 腎交感消融術治療高血壓的研究進展[J]. 心電與循環，2018，38（1）：55-60

[2] 中華醫學會心電生理和起搏分會，中國醫師協會心律學專業委員會. 經冷凍球囊導管消融心房顫動中國專家共識[J]. 中國心臟起搏與心電生理雜志，2020，34（2）：95-108

[3] 張莉，方可薇，岳茜，等. 冷凍消融治療骨轉移瘤的研究進展[J]. 應用腫瘤學雜志，2018，32（4）：353-356