背景介绍
肺癌仍然是全球癌症相关死亡的主要原因。原发性肺癌是最常见的恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的主要原因(2022年全球新增250万例,死亡180万例)。此外,肺是第二常见的转移部位,约4%的癌症患者出现同步肺转移。而且,CT的普及和筛查项目导致可治愈分期的肺部恶性肿瘤诊断率增加。目前,约30%的非小细胞肺癌(NSCLC)患者在I期被诊断,这一趋势预计将进一步增加。
肺部恶性肿瘤的治疗方案多样,并根据疾病分期和类型、患者合并症及功能状态进行个体化定制。手术切除是目前早期NSCLC和寡转移性疾病(OMD)根治性治疗的标准护理。然而,并非所有患者都适合手术,这导致微创根治性疗法的采用。在这方面,影像引导下经皮消融已成为不适合手术的肺癌患者安全有效的治疗替代方案。可用于肺癌的经皮消融治疗包括射频消融、微波消融和冷冻消融(CA),每种技术都有独特的作用机制和适用性。总体而言,在早期NSCLC和OMD中,肺消融与1年和2年总生存率(OS)分别为80%-95%和65%-85%相关,这与立体定向体部放疗(SBRT)和手术相关的OS率相似(表1)。
表 1:肺部肿瘤治疗方案比较
基于热量的消融疗法应用广泛、可用、经验证且在文献中有记载,对于NSCLC和OMD患者具有公认的有效性安全性。相比之下,肺冷冻消融(LCA)是一项较新的技术,虽然其文献记载较少,但近期的多中心试验越来越多地验证LCA作为OMD的一种安全有效疗法。LCA利用极端低温通过靶实质内冰晶形成诱导组织坏死,具有有利的副作用谱并能保留胶原结构。此外,与热消融技术不同,LCA提供了更可定制的消融区,通过可视化冰球允许在治疗期间直接实时监测。这两个特性在肺部尤其有用,因为肿瘤可能靠近重要结构,如肺动脉、神经、心脏、主动脉和上腔静脉。而且,与基于热量的技术相比,LCA通常导致大多数治疗肿瘤在CT上出现消融区的快速消退,便于早期识别局部肿瘤进展或不完全消融。此外,冷消融还显示出消融后潜在的免疫调节效应,可能增强各种系统性免疫治疗方法的疗效。
鉴于目前关于经皮影像引导消融在肺部肿瘤管理中的现有文献结果,以及LCA可用性和使用可能增加,描述LCA在肺部恶性肿瘤管理中的具体作用、患者选择标准、手术技术的细节、常见并发症以及术后预期和病理性影像学表现。
肺冷冻消融(LCA)基本原理
冷冻消融(CA)是一种基于低温的消融技术,通过冷冻探针交替进行冷冻和解冻循环以诱导组织坏死。标准冷冻探针作为高压闭环膨胀系统运行,利用焦耳-汤姆逊效应将气体(通常是氩气)迅速冷却至-190°C以下的温度。这种温度变化传递到探针周围,有效地冻结目标肿瘤并产生细胞毒性效应。冷冻阶段之后是解冻阶段。通过复温和再水化,冷诱导蛋白质变性的可逆性确保了消融部位邻近胶原基质的保存。因此,含有胶原基质的结构在LCA后能得到更好的保留。然而,由于CA缺乏热消融技术对受损血管的烧灼效应,出血并发症的发生率可能相对较高。
在肺部,冰球表现出三个不同的温度区:中心区域温度降至-20°C以下,中间周边区域温度在0°C至-20°C之间,外部周边区域温度约为0°C(图1)。与实体器官相比,由于充满空气,肺部特别容易受到热沉效应的影响,这会干扰冰球的扩展。此外,冰球的可视化范围超出肺部,包括邻近的软组织,如胸壁,从而能够在整个治疗过程中持续监测其发展。鉴于这些特性,LCA对于治疗靠近肺门、大血管、纵隔、中央气道、神经、胸膜或胸壁的肿瘤尤其有利。在后两种情况下,LCA特别有益,因为冷冻过程通常比基于热量的方法引起的不适感更轻。
图1. CT中冰球特征与热梯度的相关性。
(A) 示意图显示了与CT表现相关的同心热区。最内部的实性区(D区,代表破坏)温度低于-20°C,表明组织完全破坏。中间区(H区,代表出血)在CT上表现为磨玻璃样密度晕环,对应出血和空气潴留。外周的实变环(E区,代表水肿)提示肺水肿,但保留了肺泡结构。然而,在实践中,冰球的这些不同区域通常无法被理想地显示,这给准确评估消融区带来了挑战。
(B) 带颜色叠加的轴位CT图像显示了一个消融病灶的特征,即具有不同衰减度的同心区域,这些区域指示了冰球内的各个热区(用不同颜色表示)。
LCA相对于基于热量的消融技术的优势包括实时评估定制的消融区(冰球)以及更好地保护消融区邻近的敏感组织。这些特点导致LCA越来越多地用于中央型肿瘤或靠近关键结构的肿瘤。冰球形成和CA疗效在技术上基于交替的冻融循环。鉴于单个冷冻探针的消融范围受到周围空气的限制(空气阻碍低温的传导),使用两个或更多冷冻探针对于有效覆盖目标消融区是必要的。
患者的选择
肺冷冻消融(LCA)适应症
LCA治疗肺部恶性肿瘤的适应症与所有其他消融疗法相同,主要用于NSCLC或OMD患者(图2,表2)。根据肿瘤特性,LCA可能优于基于热量的消融方式,如前所述(图3,表3)。
图2.以冷冻消融(CA)为核心的肺部恶性肿瘤治疗决策算法,是基于作者所在机构当前使用的指南和常规实践制定的。PDL1 = 程序性细胞死亡配体-1。
表2:非小细胞肺癌(NSCLC)和寡转移性疾病(OMD)肺消融的适应证和禁忌证
ECOG = 美国东部肿瘤协作组。
图3. 适用于肺冷冻消融(LCA)治疗的肺部肿瘤。
(A) 轴位CT图像显示一个位于肺内中央区域的结节(箭头所示),靠近左肺门且邻近重要的支气管血管结构。
(B) 轴位CT图像显示一个病灶(箭头所示)紧邻主动脉,后者是关键纵隔结构。
(C) 轴位CT图像显示一个肿瘤(箭头所示)与胸膜和胸壁相邻。
表3. 热消融与冷消融技术比较概述
MWA = 微波消融,RFA = 射频消融。
非小细胞肺癌
目前肺消融在NSCLC中的适应症由多学科肿瘤委员会评估:不适合手术的Ia期NSCLC患者;适合根治性消融治疗的多发和同步NSCLC;手术或放疗后的局部区域复发(作为挽救疗法);以及接受靶向治疗或免疫治疗的寡转移、寡进展或寡耐药NSCLC肺转移灶。此外,LCA与系统性免疫治疗对NSCLC的协同效应正在研究中。
I期NSCLC
根据美国国家综合癌症网络指南和2020年欧洲心血管与介入放射学会标准,对于不适合手术或拒绝手术干预的患者,LCA是管理I期NSCLC的一种治疗选择。当需要避免放射性毒性时,例如靠近臂丛的肺尖肿瘤(可能有放射性损伤风险,LCA通过保护技术可降低此风险);在先前照射野(如乳腺癌放疗后)内发生的NSCLC肿瘤;先前SBRT后的挽救治疗;或肺功能有限的患者,热消融技术优于SBRT。
LCA已显示出与肺叶下手术切除和射频消融相当的局部肿瘤控制率(LTC)、无病生存率(DFS)和总生存率(OS)。报告的3年LTC率在90%至97%之间,相应的1年、2年和3年DFS率分别在90%-95%、70%-80%和50%-60%之间。OS率在1年、3年和5年时分别为80%-90%、70%-80%和60%-70%。在Nomori等人最近涉及101例接受LCA治疗的T1肿瘤患者的研究中,结果按肿瘤大小分层。较小肿瘤(<1.7 cm)在3年时表现出优异的LTC和DFS率,LTC率从96%到100%,DFS率从86%到97%。相比之下,尺寸大于或等于1.8 cm的肿瘤表现出较低的LTC(67%)和DFS(53%)率。该研究几乎所有病例均使用单根冷冻探针,无论肿瘤大小,这表明冷冻探针数量与肿瘤大小不匹配可能导致较大肿瘤的预后较差。
NSCLC的其他适应症
LCA也可能对选定的无法手术的II期NSCLC(无淋巴结受累)患者有用。一项涉及伴有或不伴有淋巴结和转移受累的T1和T2周围型NSCLC肿瘤的研究表明,完全肿瘤缓解率为84%,2年时OS率为94%。
LCA在晚期NSCLC患者中也描述了旨在缓解症状的姑息作用。一项关于晚期(IIIB和IV期)NSCLC的回顾性研究显示,在常规化疗先前失败后,LCA是安全的,1年患者生存率为82%。然而,1年时的无进展生存率仅为28%,表明虽然许多患者在首年存活,但相当大比例在同一时期内经历了疾病进展。此外,一项涉及IIIB和IV期NSCLC的前瞻性随机试验探索了LCA与EGFR靶向治疗的潜在协同作用。该试验的结论是,接受LCA和吉非替尼治疗的患者比仅接受吉非替尼的患者表现出更高的LTC和OS率。
最后,虽然LCA在此背景下尚未得到明确研究,但热消融技术在治疗NSCLC手术后、SBRT后或经皮消融后的局部复发中是有用的。
LCA与免疫治疗对NSCLC的协同作用
LCA诱导细胞死亡,同时保留细胞内含物如DNA、RNA和热休克蛋白。这些释放的抗原可以刺激特异性免疫反应,可能引发远隔效应,即免疫活动超出消融组织,靶向远处的癌细胞。在一项涉及161例IV期NSCLC患者的回顾性研究中,LCA、化疗和免疫治疗三者联合治疗组的总生存期(中位OS为27个月)显著长于其他双药或单药治疗方案。此外,LCA联合化疗或免疫治疗导致OS期分别为18个月和17个月,超过了单独化疗或化疗免疫治疗的结果(分别为9个月和12个月)。
寡转移性疾病
肺内寡转移性疾病(OMD)的特征是转移灶数量有限,通常为五个或更少。当原发癌完全缓解时,考虑消融治疗,目的是延长治疗反应和有效控制系统性疾病。此外,如果希望进行系统性治疗降级或暂停,以及在系统性治疗对少数转移灶无效(寡耐药)或导致有限进展(寡进展)的情况下,消融可能更可取。最近的研究确定了用LCA治疗OMD病灶的尺寸上限为3.5 cm。目前,关于可治疗的肺转移灶最大数量尚无明确指南。
近期大规模单臂前瞻性多中心试验进一步巩固了LCA在管理肺转移方面的疗效。值得注意的是,2015年的ECLIPSE研究涵盖了40例患者和60个组织学多样化的肿瘤,报告了1年、3年和5年的LTC率分别为94%、88%和79%,相应的OS率分别为98%、63%和47%。同样,SOLSTICE研究的结果涉及128例患者和224个肿瘤,包括12个月和24个月的LTC率分别为85%和77%,同期相应的OS率分别为98%和87%。复发后的再治疗显示1年和2年的LTC率分别提高至91%和84%。
LCA禁忌症
绝对禁忌症
虽然LCA的禁忌症尚未明确列出,但它们通常与其他热消融治疗的禁忌症一致。LCA被认为是一种出血并发症风险较高的疗法,并且与热消融技术相比出血发生率更高。因此,患有不可逆凝血功能障碍的患者不能接受LCA。其他提出的绝对禁忌症包括东部肿瘤协作组(ECOG)体能状态大于2、预期寿命少于1年、终末期肺病或呼吸衰竭,以及伴有肺大疱的严重肺气肿。
相对禁忌症
相对禁忌症可能包括活动性肺炎和肿瘤累及可能受消融影响的关键结构。位于肺门小于1厘米的肿瘤需要仔细考虑和先进技术以确保安全。
肺冷冻消融(LCA)治疗
CT方案
由于肺部存在空气,CT仍然是引导CA探针放置到肺病灶中的唯一可行选择。用于此目的的主要CT技术有三种:常规CT引导技术、CT透视引导技术和锥形束CT引导技术。最初,进行基线术前成像以规划经皮入路。虽然常规CT引导技术最大限度地减少了放射科医生受到的辐射暴露,但它耗时且对准确靶向小型或胸膜下病灶存在挑战。相比之下,CT透视引导技术使介入放射科医生能够近乎实时地操作探针,便于更精确地进入胸膜下和小病灶。最近,锥形束CT引导技术已成为常规CT引导和CT透视引导技术的有价值的替代方案,用于影像引导下的肺部治疗,提供了增强的成像能力。使用C臂为针操作提供了更多空间,并提高了平面外针放置的准确性。
麻醉管理
LCA可以在不同的麻醉模式下进行,包括局部麻醉、程序镇静麻醉或全身麻醉。首选全身麻醉,因为它可以防止患者移动和疼痛,使手术执行更容易,并便于管理术中并发症。此外,它允许隔离治疗侧肺,这显著减少了肺运动并保护对侧肺免受出血产物影响。
术前评估对于评估患者的麻醉风险至关重要,应主要关注肺部状况以及潜在的气道阻塞和通气不足风险。患者可以在治疗当天入院,并接受标准监测,包括心电图、脉搏血氧饱和度、血压监测、温度探头和二氧化碳图。肺部肿瘤消融中使用抗生素预防仍存在争议。然而,对于单肺或具有特定危险因素的患者,建议采用包括阿莫西林-克拉维酸或氧氟沙星在内的方案,消融后服用3-7天。
患者体位
治疗期间的患者体位由肿瘤位置、靠近肺裂和支气管血管束等因素决定。尽管存在多种选择,但通常首选侧卧位,使目标肺处于非依赖位,因为它允许从多个方向(前、侧、后)进入,并有助于全肺通气,从而提高肿瘤可见性和手术准确性。然而,侧卧位由于肋骨运动增加而增加了气胸风险,并可能减少非目标依赖肺的肺容积。此外,这种体位可能导致肩部或手臂神经受压。因此,必须采取保护措施,如使用垫枕和仔细摆放体位。当必须最大限度减少患者移动时,可采用俯卧位,这也支持治疗后更容易恢复。
所需探针数量
冷冻探针的选择(数量和尺寸)在决定消融区范围方面起着关键作用。冰球的外周与确定的消融区域对齐,0°C等温线标明了其边界。然而,完全的组织学破坏通常发生在-20°C以下。几乎总是需要多个冷冻探针,因为即使是亚厘米肿瘤也需要不止一个探针来确保足够的安全边界。通常建议冷冻探针间隔至少10-20毫米,以产生协同效应并促进形成连贯的冰球。探针不需要直接插入病灶内,而是可以战略性地围绕其放置(包围技术)。此外,建议规划消融区以包括肿瘤周围的健康组织边缘,转移灶至少5毫米,NSCLC至少10毫米。
冷冻探针的放置
冷冻探针放置在距离肿瘤外缘5毫米以内,以获得足够的边缘。对于周围型和胸膜下病灶的CA,建议采用与胸膜相切的入路,以优化冷冻探针在CA过程中的稳定性(图4)。对于中央型肿瘤,首选平行于支气管血管束的入路,通常需要针尖延伸超出肿瘤边缘。还建议在插入冷冻探针时避免刺穿肺裂,以减轻潜在的气胸。在坚硬的肿瘤病灶中导航存在挑战,将探针插入亚厘米结节也是如此。为了克服这一点,建议使用包围技术与目标病灶一起使用多个探针。此外,多个探针能够创建可定制的消融区域(图5)。
图4. 胸膜下和中央型病灶的冷冻探针最佳放置技术示例。
(A) 胸膜下肿瘤的轴位CT图像显示了探针的正确切线入路(蓝色箭头),与垂直入路(红色箭头)相比,可最大程度降低并发症风险。
(B) 轴位CT图像显示了第一根探针(箭头)的放置以及"冷冻粘附"技术的应用。该技术涉及短暂冷冻以使探针稳定,便于第二根探针的置入。初始冷冻表现为探针周围淡淡的磨玻璃样晕环(虚线椭圆所示)。
(C) 轴位最大密度投影重建CT图像显示使用两根冷冻探针(箭头)对病灶进行"肿瘤包绕",确保彻底的消融覆盖。
(D, E) 轴位和冠状位CT图像显示了针对另一位患者中央型病灶的策略性探针排列(实心白色箭头)。探针平行于支气管血管结构放置以最大限度降低损伤风险,并保持至少10-20毫米的间距(D图中虚线白色箭头)。在肿瘤两侧(D图中蓝色箭头),肿瘤边缘与冷冻探针之间的距离小于5毫米,同时探针尖端(D图中红色箭头)延伸超出肿瘤边界,确保对肿瘤边缘进行恰当处理。
图5. 多方向冷冻探针在非球形肿瘤消融中的应用。
(A-C) 连续的轴位CT图像描绘了三根冷冻探针(箭头所示)从不同角度策略性地置入,汇聚于肿瘤部位,以塑造一个贴合病灶不规则轮廓的消融区。
(D) 治疗结束时获得的轴位CT图像显示了最终形成的、完全包裹整个病灶的冰球(箭头所示)。
(E) 示意图展示了冰球根据冷冻探针位置不同所能呈现的不同形状。红色圆圈标出了本病例所选的近似形状。
小的胸膜下肿瘤可以通过将探针放置在胸膜外间隙邻近病灶处来接近。这种靶向定位可以在不穿透肺组织的情况下实现最佳肿瘤消融(图6)。必须注意预测消融过程中肺容积的减少,这可能导致消融探针比最初预期更靠近关键结构。此外,LCA固有的冷冻粘附特性允许执行"冷冻粘附模式"技术(也称为"冰棒棍"技术),该技术涉及对冷冻探针进行短暂冷冻,以将探针牢固地固定在病灶上,确保其位置稳定,并能够可控地移位以安全放置下一个冷冻探针(表4)。
图6. 胸膜下病灶的胸膜外冷冻消融(CA)技术。
(A) 轴位CT图像显示位于右肺下叶的胸膜下目标病灶(箭头所示),具体为结直肠癌转移灶。
(B, C) 轴位(B) 和冠状位(C) CT图像显示,采用胸膜外CA技术置放的冷冻探针(箭头所示),以避免直接穿透肺实质。
(D) 消融后轴位CT图像显示所达到的消融区(箭头所示)。
表4. LCA的辅助技术
保护技术
尽管LCA过程中冰球的可视化及其对邻近细胞外基质的保护性质可以可靠地预测对附近敏感结构的损伤,但在某些情况下需要额外的热保护技术来安全地进行治疗。
手动牵引
先前讨论的冷冻粘附模式技术也可用于通过操作探针的外部部分来促进病灶与附近敏感结构的分离(图7。在冷冻探针附着到病灶后,可以在冷冻和主动加热循环期间使用手动牵引将病灶与敏感结构分离,并促进水分离或气分离。
图7. 针对一位80岁肉瘤转移女性患者左上肺高危病灶的先进保护技术。
(A) 轴位CT图像显示病灶紧邻膈神经和喉返神经的预期走行区(红色阴影区域),强调了需要精细手术规划。
(B) 轴位CT图像显示了使用初始探针的冷冻粘附技术。通过一个浅表的塑料夹(B图中实线箭头)施加外部牵引力(虚线箭头所示方向),使病灶远离敏感区域。
(C) 轴位CT图像展示了一种刻意采用的气体解剖方法,通过一根22号针(箭头)制造了一个保护性的二氧化碳气胸。
(D) 轴位CT图像显示了在前述保护技术辅助下,成功置入了另外两根冷冻探针(箭头)。
液体气体分离术
在成像引导下,也可将液体注入消融区与邻近易受损结构之间,以实现液体分离(图8)。通过调整液体注射量直至达到充分分离,其分布情况取决于组织间隙和局部解剖结构。通常使用与生理盐水混合的碘对比剂,其最佳稀释比例为1:50,以改善可见度和组织区分度。这可能有助于在负像上显示隐藏的小结构(如神经)。持续注射加温液体还能在治疗过程中提供主动的热保护。
人为气胸实现气体分离也是可行的。与使用室内空气相比,CO2气体分离是首选方法,因为其发生有症状的气体栓塞风险较低,且热隔离效果更优。由于CO2吸收迅速,在治疗过程中可能需要定期重复注射。对于复杂病例,可以联合运用这些技术。进行气体或液体分离操作时,可使用Veress针或20-22号Chiba针。
图8. 水分离术在76岁男性非小细胞肺癌(NSCLC)局部复发患者行肺冷冻消融(LCA)治疗中的应用。
(A) 轴位PET/CT图像显示一个高代谢的纵隔旁肿瘤(箭头所示),提示局部复发。
(B) 轴位CT图像显示将冷冻探针(箭头所示)插入复发病灶,标志着冷冻消融(CA)治疗的初始步骤。
(C) 轴位CT图像显示通过一根22号针(箭头所示)注射碘和生理盐水的混合液进行纵隔水分离。
(D) 冠状位CT图像显示病灶内三根冷冻探针(箭头所示)的策略性放置。
(E) LCA术后6个月获得的轴位PET/CT图像显示代谢活性消失(箭头所示),证实了治疗的成功。
温度传感器
在敏感区域附近放置额外的温度传感器,可以实现实时监测以提升安全性,从而主动控制热损伤风险(图9)。此外,集成在中控台的先进软件能够调节多根消融探针的功率输出,降低靠近关键结构的探针的功率。
穿刺点的保护技术。—— 皮肤冻伤是冷冻消融一种特有的并发症风险。预防此并发症需要对靠近皮肤的冰球生长情况进行监测;对皮肤进行视诊;并采用诸如皮下组织液体分离、在皮肤上放置装有温液体的无菌手套或使用加热灯等技术。此外,在移除冷冻探针时,偶尔会封堵消融通道(通常使用纤维蛋白胶、水凝胶、明胶海绵颗粒或氰基丙烯酸酯胶),以防止气胸发生。
图9. 左肺上叶非小细胞肺癌(NSCLC)冷冻消融(CA)术中臂丛神经邻近区域的处理。
(A) 冠状位最大密度投影(MIP)重建CT图像显示左肺上叶靶病灶(黑色箭头)与臂丛神经(高亮区域)的解剖位置关系。
(B) 冠状位CT图像显示多根冷冻探针(白色箭头)的放置,以及在紧邻臂丛神经处放置的温度传感器(黑色箭头)以实现实时监测。
(C) 冷冻消融系统控制台的监测器截图显示,为保护臂丛神经,上方探针的功率被刻意降低至20%(黑色箭头)。
冻融循环
冻融循环是影响治疗结果和安全措施的关键因素(图10)。三重冷冻方案因其在实现最佳结果方面已证实的益处而成为首选方法。研究表明,使用三个冻融循环比传统方案产生更大的消融区和扩展的细胞毒性等温线。这种现象归因于首次解冻后肺组织热导率增加,从而增强了后续冷冻循环的有效性。此外,三重冷冻方案能够在成像中更早地可视化冰球形成,从而允许更精确地监测消融区。三重冷冻方法还与更好的术中肺出血控制相关,有助于提高治疗期间的安全性。
图10. 对一例中央型肺胆管癌转移灶实施三次冻融循环冷冻消融(CA)治疗。
(A) 初始解冻期(3分钟)后获取的轴位CT图像,显示病灶周围出现磨玻璃样混浊(箭头),提示存在肺出血及蛋白性碎片填充肺泡,这是对初始冷冻的反应。
(B) 第二次解冻期末获取的后续轴位CT图像,显示消融区扩大,形成冰球(箭头)。此扩大归因于初始解冻所致出血的存在增强了热交换效率。
(C) 第三次解冻期后获取的最终轴位CT图像,显示广泛的消融区域(白箭),确保完全覆盖目标病灶,同时可见消融后气胸(黑箭)。
(D) 示意图显示了推荐的三次冻融循环方案。
该方案通常包括初步冷冻3-5分钟,随后进行两次较长的治疗性冷冻循环,每次持续7-12分钟,中间穿插3-5分钟的被动解冻期,最后是5分钟的主动解冻阶段。最后的主动解冻阶段可最大限度地减少术后咯血,并允许安全移除冷冻探针。
术中和影像学评估
LCA过程中冰球的可视化对于监测消融区和确保治疗有效性至关重要。在CT扫描中,肺部冰球表现为围绕冷冻探针的具有不同衰减度的同心区域,可能被肺泡出血和水肿所掩盖。研究阐明了这些不同的衰减区域、温度梯度和组织内组织学改变之间的相关性。当冰球覆盖肿瘤时,消融区通常显示衰减较原发肿瘤暂时降低30-50 HU。能够持续监测以确保冰球充分覆盖肿瘤并有安全边界、与敏感结构保持安全距离,并即时识别潜在并发症。随后,在移除冷冻探针后进行最终胸部CT扫描,以评估任何显著并发症,例如需要引流的气胸。它还提供了用于后续随访的术后基线图像。
肺冷冻消融(LCA)后即刻处理
LCA后,患者被转移到恢复区进行常规监测,通常持续3到5小时。患者被置于消融侧卧位(患侧在下),以限制肺运动并防止消融后肺部并发症影响整体通气,确保健康肺保持完全通气和无支气管内碎屑。静脉注射镇痛药。患者在治疗后1小时和3小时接受胸部X光检查,以在出院前检测任何显著的气胸或血胸。患者可以在当天出院,根据个体患者因素或治疗复杂性,必要时提供过夜观察。对于肺或心血管储备有限、家中支持有限的老年患者或经历并发症的患者,可能需要延长监测24至48小时。可根据需要进行额外的影像学检查,如CT。出院时,为患者开具5-7天的非甾体抗炎药,并备有阿片类药物用于突破性疼痛。
手术相关并发症
LCA被认为是一种安全的疗法,严重不良事件发生率通常较低(图11)。并发症的风险随着冷冻探针的数量和尺寸增加而增加。由于并发症风险增加,对先前接受过其他局部治疗(尤其是SBRT)的病灶进行消融时需要特别考虑。放射性肺损伤和血管病变可导致更大的消融区,应在患者选择和术前计划中考虑这一点。合并间质性肺病也被证明会增加并发症风险。
图11. LCA治疗中遇到的并发症。
(A) 轴位CT图像显示,在对一个纵隔旁病灶(白箭)进行LCA治疗后,出现了少量气胸(黑箭),这是一种常见但通常可控制的并发症。
(B) 轴位CT图像显示,消融病灶周围(箭头)出现肺出血;此类出血的范围与潜在的咯血风险相关。
(C) 轴位CT图像显示左肺存在一个支气管胸膜瘘(箭头),并伴有血气胸。
(D) 冠状位CT图像显示,在CA治疗期间,一个右肺尖肿瘤靠近臂丛神经(红色阴影区域),该患者后来出现了可逆性臂丛神经病变。
气胸
气胸是经皮肺消融(包括LCA)术后48小时内常见的并发症,报告的发生率在近期研究中差异很大,介于21%至62%之间。大多数气胸无症状,可通过临床监测和连续胸部X光检查有效管理。然而,2天后持续或延迟发生的气胸可能提示存在额外潜在问题,如支气管胸膜瘘。LCA后发生气胸的患者中,多达26%可能需要胸腔引流管置入。
血胸和胸腔积液
血胸在LCA后通常不常见,尽管一些研究表明发生率为7%-15%,仅少数病例需要置管引流。值得注意的是,文献中没有报道与LCA相关的动脉假性动脉瘤病例。
LCA后胸腔积液很常见,报告的发生率差异很大,从2%到70%不等,并且提示在累及胸膜的肿瘤病例中更常见。治疗后常见少量胸腔积液,被认为是热损伤的反应性反应。无肺手术史是胸腔积液和气胸的预测因素,可能由于缺乏胸膜粘连。脓胸虽然不常见,但在LCA后有个案报道。此类情况下,可能需要引流才能缓解。
咯血
咯血是LCA引起的肺出血的临床后果。虽然肺泡出血可能促进LCA期间冰球的扩散,但超出预期消融区的过度出血可能导致严重的肺出血和咯血。咯血是LCA治疗中常见的并发症,发生率为17%-62%。大多数咯血病例是自限性的,无需干预即可消退。一些研究表明,咯血可能提示更好的LTC,可能表明消融肿瘤完全坏死。单肺通气和适当患者体位有助于管理和减轻手术期间与咯血相关的风险。
发热
LCA后可能发生发热,报告的发生率高达17%。发生发热时,通常是轻度或中度(约38.5°C),并在术后抗炎药物治疗后消退,表明这是对治疗的最小且临床上可忽略的炎症反应,可归为消融后综合征的一部分。然而,与热消融方法的结果相比,LCA可能降低发热和围手术期疼痛的发生率。
支气管胸膜瘘
与热疗不同,LCA通常保留支气管壁的结构完整性,从而最大限度地降低支气管胸膜瘘等并发症的风险。然而,已有孤立病例报道,主要与感染性并发症相关。
空气栓塞
空气栓塞虽然极为罕见,但可能在LCA过程中发生。机制包括与肺静脉直接沟通、支气管血管瘘或空气进入肺动脉循环。立即治疗包括100%氧气、类固醇、血小板抑制剂、抗惊厥药以及将患者置于Trendelenburg卧位或左侧卧位。严重病例应考虑以下措施:头部CT扫描、神经学评估、手动抽吸和高压氧治疗。
急性呼吸窘迫综合征
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是该疗法相对罕见但严重的并发症。LCA后快速肿瘤坏死已被确定为ARDS的潜在诱因。
肺冷冻消融(LCA)后影像学随访
建议的随访影像学方案
LCA后影像学监测方案的标准化仍是一个待解决的挑战,尚未建立共识。对比增强CT(CECT)仍是术后监测的首选影像学方式。一些国际学会同意使用CECT进行标准化随访,时间点为术后1、3、6、12个月,之后每年一次,持续5年(表5)。此外,一些作者主张在LCA后3个月和12个月常规进行PET/CT。然而,倾向于不在6个月前使用PET/CT,因为消融后炎症变化可能妨碍肿瘤复发的评估(70)。但是,在LCA后随访期间(<6个月),以下情况可能需要进行PET/CT:(a) CECT怀疑局部进展,(b) 需要完整的全身检查,以及(c) 怀疑复发需要靶向活检(表6)。
表5:LCA的建议随访影像学检查间隔
*此外,当CT检查怀疑存在局部进展/复发时也需进行。
† 之后每年一次。
表6:肺肿瘤CA后CT的预期变化
FDG = 氟脱氧葡萄糖,SUVmax = 最大标准化摄取值。
*参见图12。
† 参见图13。
随访影像学表现
治疗后即刻(<24小时)
LCA后的直接特征是在CT扫描上出现明显的形态学变化,勾勒出动态的组织反应(图12)。相当大比例的消融区显示边缘样外观,提示潜在的等温线和冷冻损伤梯度,尽管致密的瘤周出血和水肿可能掩盖这种模式。
图12. 右上肺叶非小细胞肺癌(NSCLC)肿瘤有效冷冻消融(LCA)的时序影像。
(A) 冷冻消融(CA)术前获取的基线轴位CT图像,显示了目标肿瘤(箭头所示)。
(B) 轴位最大密度投影重建CT图像显示,在CA治疗期间,病灶被消融区完全包绕(箭头所示)。
(C) CA术后1个月获取的轴位CT图像显示,实变区域(箭头所示)较消融前肿瘤范围有所增大,这是常见的消融后反应。
(D) CA术后3个月获取的轴位CT图像显示,消融区范围(箭头所示)缩小,提示愈合过程持续且治疗成功。
(E) CA术后6个月获取的轴位CT图像显示,消融区域内残留条索状影(箭头所示),标志着病灶有效消退且仅存轻微的组织残留改变。
治疗后早期(24小时至1个月)
尽管在消融后第1天内观察到初始扩大,但在1个月时 consistently 注意到后续的进行性尺寸缩小。在第1周内,外周磨玻璃样变和实变显著减少,反映了水肿和出血的逐渐消退。这导致一个更局限的消融区,由周围非消融肺组织的薄环界定。在第1个月内,CA区域通常呈现结节状或实变模式。与支气管瘘相关的空洞化也可在早期随访期间观察到。此外,边缘性或内部强化可能在早期阶段出现,并随时间逐渐减弱。尽管尺寸进行性缩小,但在此阶段消融区仍大于原始肿瘤。由于消融周围炎症反应,氟脱氧葡萄糖(FDG)摄取在消融后2周达到峰值。因此,消融后1个月内进行PET/CT与后期肿瘤进展无关,也无助于预测次年的事件。
治疗后中期(1-3个月)
治疗后1-3个月进行的CECT是评估进展的关键基准。此阶段的特点是尺寸快速缩小,延续了早期开始的趋势。与热消融技术相比,LCA诱导消融区更早、更快、更广泛的消退。随着时间的推移,消融区变得越来越清晰,形成结节状或带状纤维化瘢痕。如果存在空洞化,可能在此期内消退。
消融区外围新出现的结节需要密切关注(图13)。CA区的边缘强化在中期不常见,并趋于逐渐消退,预计在2个月末时强化最小。任何强化的增加,特别是如果是中央性或结节性的,会引起对肿瘤持续存在的担忧。CA后最初2个月内的代谢成像通常显示,与热消融技术相比,摄取的减少更为明显。这可能增加肿瘤持续存在的早期检测,这是LCA相对于射频消融和微波消融的一个优势。
图13. 经冷冻消融(CA)治疗的肿瘤演变及后续复发过程。
(A) 初始轴位CT图像显示右上叶纵隔旁肿瘤(箭头所示)。
(B) 术中轴位CT图像显示为治疗肿瘤所放置的CA探针。注意为保护纵隔结构而实施的水分离(箭头所示)。
(C) CA术后48小时获取的轴位CT图像显示一个边界清晰的消融区包绕病灶(白色箭头),提示初始治疗成功,同时可见少量气胸(黑色箭头)。
(D) 术后3个月随访的轴位对比增强CT图像显示消融区边缘出现一个小的强化结节(箭头),提示可能存在肿瘤复发。
(E) 术后6个月随访的轴位对比增强CT图像显示先前发现的强化结节(箭头)增大,符合肿瘤复发。
治疗后晚期(>3个月)
在CA后的后期阶段,消融区的尺寸继续减小,缩小速度在6个月后减慢或趋于稳定。虽然一些消融区在一年内完全消失,但其他区域持续存在并表现为带状、结节状或胸膜增厚样瘢痕。空洞化通常在LCA后3-6个月消失。
6个月后,在CECT上观察到的消融区内任何增大或强化都应警惕肿瘤复发,因此必须进行活检。6个月后,FDG摄取的增加或绝对最大标准摄取值(SUVmax)大于2.5与肿瘤复发相关。此外,持续的FDG摄取或SUVmax较基线下降小于60%提示肿瘤持续存在。
结语
肺冷冻消融(LCA)为管理NSCLC和OMD提供了一种独特的方法,特别是对于无法接受手术干预的患者。与基于热量的方法不同,LCA使放射科医生能够更好地保护肿瘤周围的健康组织并定制消融区域(冰球),同时通过冻融循环实时监测治疗。这种精细的控制和安全特性使其在治疗靠近关键结构(如心脏、大血管、中央气道、胸膜和胸壁)的肿瘤时特别有利。此外,LCA促进了肺消融典型治疗后改变的更快速消退,改善了治疗后随访情况。LCA的缺点包括需要使用多个探针以及理论上较高的肺出血发生率。最近的研究将LCA疗效置于与热消融技术、SBRT和手术治疗早期NSCLC和OMD同等的水平。新研究表明LCA与各种系统性免疫疗法之间存在协同效应,可能为治疗晚期肺癌开辟新途径。
参考文献: Castillo-Fortuño À, Páez-Carpio A, Matute-González M, et al. Lung Cryoablation: Patient Selection, Techniques, and Postablation Imaging. Radiographics. 2025;45(6):e240157. doi:10.1148/rg.240157
内容来源:NVVIMed
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介入小崔哥
崔伟医学博士
广东省人民医院 微创介入科
擅长肺结节与肺癌、原发性肝癌和转移性肝癌、梗阻性黄疸(胆管癌、胰腺癌等)、胃癌、结直肠癌、血管瘤、子宫肌瘤等良恶性肿瘤的微创介入(灌注化疗、栓塞、消融、粒子、支架、滤器、输液港等)与综合治疗(化疗、靶向、免疫等)
微信公众号“介入小崔哥”创立人
火爆全网的“肿瘤思维导图”主编
荣获2021、2022年度“年度好大夫”称号
广东省器官医学与技术学会肿瘤精准医学专业委员会 常务委员
岭南血管瘤血管畸形联盟 常务理事
广东省基层医药学会呼吸介入诊疗专委会 委员
《中华介入放射学电子杂志》 通讯编委
主持国家自然科学基金青年项目一项
荣获广东省医学科技进步二等奖一项
曾多次受邀参加国内外学术会议,在北美放射学年会(RSNA,专业领域top1)等会议进行口头报告
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