1、内 容 简 介,氩氦冷冻系统简介及治疗原理,1,内 容 简 介,1代,液氮制冷 (60年代)刀头大 不易监控 广泛的间接组织损伤,2代,氩气制冷 (90年代)焦耳- 汤姆逊原理 改进监控过程,但刀头大 冷冻解冻能力差 不能精确控制冷冻区域,氩氦冷冻治疗系统成熟的技术，精确控制冷冻区域 拥有快速降升温装置的多项专利 拥有多型号的粗细、形状冷冻消融针,冷冻治疗设备历史,氩氦冷冻速度更快，更集中,氩氦冷冻系统降温速度与液氮降温的比较,液氮冷冻和氩氦冷冻形成的冰球,氩氦冷冻系统治疗原理,降温：,细胞外结冰,细胞内结冰,细胞器、膜损伤，细胞死亡,升温：,细胞外间隙冰晶溶解，细胞内成为低渗状态，大量的水进
2、入细胞内，引起细胞肿胀，细胞膜破裂，细胞死亡。,三、免疫调控作用,细胞破裂、细胞膜溶解，促使细胞内和处于遮蔽状态的抗原释放，激发相关细胞因子、免疫细胞释放，解除肿瘤对机体的免疫抑制状态，提高抗肿瘤免疫的能力。,二、微血管破坏（最主要）,正常组织细胞 血管栓塞 细胞死亡,给兔背部两侧皮下接种Vx2癌细胞：未冷冻处理的对照组兔左背肿瘤浸润至皮肤内（A）；冷冻组兔右背肿瘤消失，皮下脂肪组织坏死（B），左背肿瘤也显示中心性坏死与液化，残存肿瘤周围有反应性肉芽形成，有新生毛细血管，富含肿瘤浸润性淋巴细胞（TIL）、浆细胞、单核细胞和巨噬细胞等（C），具有抗肿瘤免疫的特征（D）,冷冻能使对侧同种肿瘤坏死-
3、动物实验,Allen PJ，et alAm Surg Res， 1998，77：132136,A.对照组肿瘤浸润,B.手术组右侧肿瘤坏死,C.手术组左侧肿瘤,D.手术组左侧肿瘤,降温导致冰晶在细胞内外形成,升温导致细胞内小冰晶再结晶、细胞膨胀坏死,二次循环治疗进一步导致残存细胞死亡,微血管栓塞导致缺血、缺氧，肿瘤细胞死亡,肿瘤细胞死亡后调控机体免疫力,冷冻机制小结,氩氦刀低温冷冻手术系统概述,氩氦低温冷冻手术系统是由以色列GALIL MEDICAL公司生产，它是一种超低温冷冻消融肿瘤的医疗设备。应用先进的航天制导技术，也就是氩气冷隔绝技术应用到医疗领域的结晶。,1998,1998,2003,1
4、997,主机,消融针,氩气氦气,伽利略氩氦冷冻手术系统技术特点,面板-一次性5组25支冷冻探针,伽利略氩氦冷冻手术系统技术特点,超细的1.47毫米冷冻探针,1.6cm穿刺针,液氮 探针,不同规格型号的探针，所形成的冰球形状不一样，随着冷冻时间的变化，冰球也在逐渐增大。,40等温线：有效区域,0.5cm,-20 等温线：相对有效,0 可见冰球,内 容 简 介,Theodorescu D. Cancer cryotherapy: evolution and biology. Rev Urol. 2004;6(Suppl 4):S9S19.,氩氦冷冻系统有效性影响因素:,冷冻冰球病理学改变,超低温冷
5、冻消融治疗后的病理学改变：呈现一个与冰球形状相符的不可逆的充血、水肿、出血、变性和凝固性坏死过程。,进入靶点,冷冻十分钟后,第二次冷冻后,冷冻过程（影像）监测系统-B超,B超引导的特点,优点 1、超声仪器体积小，重量轻，使用方便； 2、经济； 3、实时监控探针位置和冰球的形成； 4、可用于外科手术中的消融监测； 5、多角度、任意层面探测； 6、利用超声的多普勒效应，可观测局部血流变化。缺点： 1、超声只能显示冰球的近侧表面，其后的声学阴影阻止 了冰球内部和表面后的超声成像； 2、对手术医生要求高，要求术者具有三维立体解剖学概 念和适形治疗的经验； 3、无法将扫描层三维重组，因此缺乏整体感； 4
6、、定位精确度较差、易发生偏差。,进入靶点,冷冻十分钟后,第二次冷冻后,冷冻过程（影像）监测系统-CT,定位,穿刺,冷冻,穿刺,穿刺,CT引导的特点,优点： 1、高分辨率，成像清楚； 2、定位精确度较高； 3、CT显示的冰球大小形状与实际冰球完全一致缺点： 1、不能实时显示； 2、产生金属伪影，影响局部结构和病变的显示； 3、引导穿刺步骤繁琐，时间较长； 4、电离辐射； 5、不能多面监控。,影像监控-MRI（胶质瘤术后复发）,术前,术后七天,M 17y, glioma,MRI引导的特点,优点： 1、温度敏感性：MRI成像能够显示体温图像，低温分布图能反映肿瘤组织被冷冻和杀伤的情况； 2、MRI成
7、像下，冷冻区和非冷冻区的信号差异明显，因此可正确地区分冷冻区和非冷冻区，判断有无残存病变存在 3、多面成像能力：MRI能同步作矢状、冠状面成像扫描，从而可以确定肿块内探针的精确定位，具有更优秀的空间分辨率； 4、与CT相比，MRI无电离辐射； 5、与B超相比，MRI能够产生优于超声的图象质量，并且 同时显示远端和完整的冰球图象；缺点： 1、成像时间稍长 2、手术中所需器械要有MRI兼容性,腔镜,消融针布针原则-“12原则”,Lethal isotherms of cryoablation in a phantom study: effects of heat load, probe size,
8、 and number. Littrup PJ, et al. J Vasc Interv Radiol. 2009 Oct;20(10):1343-51.,消融针布针原则-多针组合,一、增大有效面积,二、减少受影响的正常组织范围,Mala T, et al. J Surg Research，2003，115:265271,其他-阻断靶组织血液供应,预先未阻断肝血流，冷冻区形状不规则（箭头所指）,阻断肝血流后冷冻，冷冻区增大，形状规则,阻断靶组织供血的血管，可消除血管的“吸热效应”，增加冷冻边缘部的靶细胞死亡率（凋亡或坏死）。冷冻治疗前作肝动脉栓塞治疗肝癌可提高疗效，可能也与此作用有关。,内
9、容 简 介,安全性：局麻、有效止痛，病人接受度高，随时监测,扩大传统手术适应症-大血管周围操作安全性,探针插入瘤块内,冷冻开始，冰球形成（低密度区）,治疗前CT 图像显示右下肺癌位于主动脉和右下肺动脉中间,肺癌术后心脏转移 Heart metastasis,A给猪作术中肝冷冻。冷探针插入尾状叶（PC）,与下腔静脉（VC）平行； B冷冻后24小时，纵形切开腔静脉，管壁呈暗红色； C14天后，腔静脉壁原冷损害处呈灰白色，为纤维化改变； D组织学显示腔静脉内皮损伤基本修复（标尺=32 m）,大血管周围操作安全性-热沉(heat-sink)效应,Eggstein S，et alEur Surg Res
10、 2003；35：6774,安全性：影像学监视清晰（适用MRI）、平滑,冰球影像在影像学监视下边界清晰、平滑，与实际相符,冷冻开始,冰球形成,进入靶点,冷冻十分钟后,第二次冷冻后,术中B超,Acad Radiol 2005 12:1100-1109,A 手术前 MRI 显示两个转移性肝癌，原发灶是食道癌； B 梯度回波成像显示冰球覆盖； C 24 小时后评价与术中所见冰球范围一致。,A,B,C,安全性：影像学监视清晰（唯一适用MRI）,更精准的消融效果-更类似于手术刀,完全坏死区,不完全坏死区明显小于射频,射频消融,冷冻消融,Lee FT，et al. Radiology, 1999，211：
11、687692,经皮-更微创的手术路径,A右肺中叶转移性肺癌；B冷冻探针插入肿瘤内；C第一次冷冻开始后5分钟，探针周围肺组织改变不明显；D第一次复温后，见沿探针肺实变；E第二次冷冻开始后5分钟，局部肺实变扩大；F第三次复温后，瘤块及其周围肺组织被冷冻,Kawamura M，et alJ Thorac Cardiovasc Surg2006；131(5)：10071013,D,E,F,A,B,C,Allen 等给实验组鼠肝包膜下植入肝肿瘤片，制造实验性肝肿瘤。两周后，将实验动物分为两组：一组给予肿瘤冷消融，一组给予30%肝切除。经过以上治疗后再经门静脉输入肿瘤细胞,冷冻组肝内肿瘤结节数,明显少于手
12、术切除组，和对照组无差异。充分说明冷冻治疗能有效激活肿瘤免疫，进而防止肿瘤复发。,冷冻治疗能有效激活肿瘤免疫-预防复发,Allen PJ，et alAm Surg Res， 1998，77：132136,冷冻组,手术切除组,对照组,保留组织纤维骨架，利于创伤修复和联合治疗,由于细胞的冷冻敏感性不同，纤维母细胞、骨、神经鞘能有效对抗冷冻。 当肿瘤细胞坏死之后，病灶的边缘发生炎性反应，沿未破坏的组织纤维骨架，建立新的血管循环，修复受损组织。骨不受冷冻的影响。,Gazzaniga S,et al. changes after cryosurgery-induced necrosis in human
13、 melanoma xenografted in nude mice. J Invest Dermatol 2001;116:664671. PubMed: 11348453 Schacht V, et al . Apoptosis and leucocyte-endothelium interactions contribute to the delayed effects of cryotherapy on tumours in vivo. Arch Dermatol Res 2002;294:3418. PubMed: 12420102,Ikekawa Sin： Korpan NN Ed
14、 Basics of CryosurgeryWeinNewYork：Springer-Verlag2001：253,冷冻术后培洛霉素（peplomycin）局部浓度更高,内 容 简 介,开针 接机器 检测 影像引导下进针 治疗开始 氩气快速冷冻10-15分钟 自然复温5-10分 氩气快速冷冻10-15分钟 氦气复温1-2分钟（以利于拔针） 拔针，治疗结束,治疗流程两次循环,氩氦冷冻治疗优势,5、适应症广：全身上下各种实体肿瘤，尤其是晚期无法手术、放化疗不敏感、无法耐受全麻、肿瘤、局部淋巴结无法手术完整切除等。,1、超细探针：仅1.47mm，安全、可重复，病人接受度高；,2、5组25根探针，可一
15、次性治疗较大和多发性的肿瘤；,3、效果显著：局部靶向治疗，更类似于手术刀的精确消融效果;,4、安全性高：血管热沉效应使之安全适用于大血管、支气管等重要器官周边;,6、综合治疗：与酒精注入、化疗等联合应用，可大幅提高疗效,氩氦刀治疗并发症,血小板降低：冷冻治疗尤其肝冷冻后常出现血小板降低，由于冷冻病灶大量摄取及破坏血小板所致，一般会自发性恢复 。 肿瘤溶解综合征：冷冻可引起肌红蛋白尿，严重者发生肾衰竭。冷冻治疗后常规给予输液、碱性药物可预防。 冷休克：冷休克是最严重的并发症，尤其发生在病人体质较差、多针治疗时。重在预防，治疗以对症综合治疗为主 脏器损伤：肿块破裂、皮肤、输尿管、胆管损伤,氩氦刀手
16、术技巧,保温：电热毯、（流动）温水、酒精,总 结,1、冷冻治疗的原理：冷冻-复温、微血管破坏、免疫调控，导致肿瘤坏死。,2、氩氦冷冻系统影响因素:良好的影像引导、影像边界清晰，多次冷冻复温循环、合理的布针是保证治疗效果的关键。,3、优势：安全性高：唯一适用于MRI、消融过程中影像清晰平滑，大血管附近操作安全，有效缓解疼痛，术中可使用局麻且病人配合度好；消融区域精准；能有效激活机体肿瘤免疫，预防复发；保护组织纤维骨架，有利于手术后创伤修复和肿瘤的综合治疗；,4、操作简单，适应症广：全身上下各种实体肿瘤。,http:/ cancer Lung cancer Liver cancer Breast cancer Ovary cancer Prostate cancer Renal cancer Head & neck cancer Soft tissue tumor Melanoma Brain cancer,
