熱沉沒效應對射頻消融的影響及削減方法

徐燕軍，侯 瑞 綜述，胡 兵審校

上海交通大學附屬第六人民醫院超聲科，上海市超聲醫學研究所，上海 200033

射頻消融術(radiofrequency ablation，RFA)是目前臨床廣泛應用的腫瘤微創治療術之一。其原理是在人體內產生一個交變的電場，射頻針周圍的電流密度較大，相應產生的熱量多，高溫使周圍組織發生變性壞死而形成滅活灶[1]。然而，RFA在臨床應用過程中存在較多缺陷，如一次性毀損體積有限、組織壞死不徹底、易復發等。RFA的治療效果依賴有效射頻熱場所能形成的組織消融灶的形狀和大小，其消融過程及消融范圍受多種因素影響，既與射頻本身特性有關，又與被加熱的生物組織成分有關，如腫瘤體積、位置及消融部位的血流灌注情況等[2-3]。

研究表明，腫瘤與大血管的距離顯著影響腫瘤的完整消融率，原因是血流的熱沉沒效應(heat sink effect)對RFA產生副作用，導致靠近血管的腫瘤組織更容易殘存有活力的腫瘤細胞[4-6]。更有研究者認為，熱沉沒效應導致的腫瘤不完全消融是腫瘤熱消融后復發的主要原因[5]；亦有研究人員期望利用熱沉沒效應來減少RFA對大血管的熱損傷。本文對熱沉沒效應在RFA治療中的正負作用及對應措施的研究進展進行綜述。

1 熱沉沒效應

熱沉沒效應是指相對低溫的流體經管道流經溫度較高的區域，會迅速帶走該區域熱量，從而起到快速有效的散熱作用。該效應在工程學，尤其是微通道熱沉冷卻設計領域有較廣泛的應用。人體靜息狀態下平均動脈血溫度為36.68 ℃[7]，與RFA的治療溫度有較大差異，流經人體自然管道系統內的液體對消融灶的大小及其溫度場有一定影響[8]。方祖祥等[9]通過研究RFA治療心律失常，第1次提出了考慮血流帶來的熱損耗情況下RFA中溫度場的分布模型，認為在生物熱傳導方程理論模型上考慮血流帶來的熱損耗時，溫度場的分布基本與其半徑的四次方成反比，與血流速度成反比，與輸入的總功率成正比，但由于血流的對流傳熱，溫度達到穩態分布的時間要快得多。Dos Santos等[10]建立計算機血管壁溫度場實時變溫模型，采用有限元法模擬肝RFA，將射頻針置于距離直徑10 mm的大血管1～5 mm處，結果顯示當治療時間在5～10 s，距離大血管1 mm時，熱沉沒效應可使得凝固性壞死灶的范圍改變20%。Al-Alem等[4]使用蛋白腫瘤組織模型和動物肝臟模型研究了熱沉沒效應分別對單極、雙極RFA效果的影響。結果表明，單次消融過程中雙極射頻針的消融體積更大，在不損傷鄰近血管的情況下，熱沉沒效應對單極RFA的影響更大。

2 RFA中對熱沉沒效應的利用

RFA在臨床上已得到廣泛應用。然而，在治療靠近大血管的組織時，這種深部熱切能力對血管壁產生明顯的熱損傷。例如，肝門周圍RFA術后常見急性或慢性靜脈血栓及肝動脈損傷、膽管損傷等并發癥，可引起膽汁淤積和肝膿腫[11]。因此，有外科醫師使用能量更小的超聲刀進行血管旁的手術，以期盡量降低血管熱損傷的風險[12]；而González-Suárez等[13]認為可繼續選擇RFA，因為大血管內血流的熱沉沒效應可在一定程度上保護血管壁免受熱損傷，他們對此進行了計算機模擬研究，在已驗證模型可靠的基礎上，推算出大血管(門靜脈)內血流的熱沉沒效應可在5 mm范圍內對血管壁形成熱保護作用。

同樣，盡管超聲引導下RFA治療局限性前列腺癌有確切的臨床效果，但高溫治療時極易傷及尿道和周圍的一些重要組織和器官，在某種程度上影響了RFA在前列腺疾病治療中的應用。如何對前列腺內病灶部位進行有效滅活，同時有效保護前列腺內部重要結構及周圍組織器官，是研究RFA治療前列腺疾病的重點之一。有研究人員期望利用熱沉沒效應對RFA的負性作用來減少熱損傷。Liu等[14]報道了超聲造影引導下射頻消融犬前列腺組織，消融過程中以100 mL/min的速率向導尿管內，以50 mL/min的速率經股動脈置管向髂動脈內連續注入(8f2) ℃的冷卻鹽水。結果顯示，空白對照組與兩實驗組的消融體積分別為96.6%、91.9%、92.0%，尿道受到冷卻鹽水產生的熱沉沒效應的保護，熱損傷率明顯下降，但血管、神經受損率無顯著差異。張敬安等[15]為進一步探討灌注冷卻鹽水對尿道的保護作用及確定最佳條件，在犬前列腺組織內距離尿道6 mm處布針，消融過程中以100 mL/min的速率向導尿管內分別灌注10 ℃、37 ℃的冷卻鹽水。結果顯示，等同人體溫度的37 ℃鹽水與低溫鹽水產生的熱沉沒效應均可減輕尿道的熱損傷，且消融灶邊緣至尿道的距離差異無統計學意義。

3 RFA中對熱沉沒效應的削減

RFA治療腫瘤具有微創、簡單、并發癥少等優點，但對于＞5 cm的腫瘤，其治療效果有限，因為RFA不能形成邊界完整且足夠大的消融灶以覆蓋整個瘤塊，而重新布針較為困難[16]。因此，外科醫師嘗試多種方法以提高單次RFA療效[17]。熱沉沒效應對RFA療效的負性影響明確而顯著，成為研究重點之一。RFA廣泛用于肝癌治療中。由于肝臟血供豐富，因此減少肝癌RFA治療中熱沉沒效應介導熱流失作用的研究報道較多。

3.1 采用 Pringle法削減熱沉沒效應

RFA術前采用Pringle法結扎血管，可有效保證熱消融效率。Chinn等[18]利用活體豬肝臟模型研究血流阻斷法對RFA消融灶形狀、體積、溫度的影響，結果顯示消融灶的體積增大，更接近球形灶，組織達到壞死溫度的時間延長。張潔等[19]對兔在體肝臟行RFA治療以研究Pringle法對RFA療效的作用，結果顯示在消融時間相同的情況下，阻斷入肝血流明顯降低熱沉沒效應對RFA的影響，消融范圍擴大，消融效果增強。然而，Pringle法常導致不必要的熱損傷。Ypsilantis等[20]使用Wistar大鼠模型，對RFA聯合Pringle法(阻斷30 min)大面積消融肝組織(30%)進行評估，認為該方式加重了全身炎性反應綜合征和多器官功能損傷的發生。

3.2 采用藥物方式削減熱沉沒效應

在R FA前先行經肝動脈化療栓塞術(transhepatic arterial chemotherapy and embolization，TACE)是削減熱沉沒效應的另一方式。減少肝腫瘤的血流，可降低消融過程中的熱流失，增加消融范圍，且消融過程中產生的熱量可發揮化療藥物的療效。Peng等[21]對符合要求的入組患者隨機施行TACE結合RFA治療(94例)或單純RFA治療(95例)，選用總體生存率、無復發生存率、不良事件為觀察終點。結果顯示，TACE-RFA組患者總體生存率及無復發生存率均較優，長徑＜7 cm的肝癌患者接受TACE-RFA治療，生存獲益更顯著。但這些手術操作具有較大的創傷性，與RFA相對無創的治療特點相悖。

另有研究報道，以口服抗血管藥物來減少治療區域的血流，削減熱沉沒效應，從而增大RFA消融范圍[22]。但抗血管藥物不良反應多、起效慢等缺點限制了其應用。Zhao等[23]使用低頻超聲聯合微泡造影劑經剖腹途徑輻照在體兔肝臟出血部位，削減熱沉沒效應，取得較好療效，有望成為阻斷肝血流的手段之一。Yang等[24]使用低頻、低功率超聲聯合微泡輻照裸鼠皮下前列腺癌移植瘤，而后行RFA治療，結果表明低頻低功率超聲可有效破壞腫瘤內微循環，降低熱沉沒效應，擴大RFA消融體積。

4 結語

綜上所述，臨床治療中熱沉沒效應對RFA療效的影響有利有弊。其熱保護作用可減少熱損傷所致手術并發癥的發生，有待充分利用；其介導的熱流失作用可采用減少或暫時阻斷血流的方式進行削減。但目前各處理措施之間缺乏合理的評價及比較研究。因此，如何更加安全、有效地利用或削減熱沉沒效應對RFA療效的正負性作用仍有待進一步研究。

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