微波消融技术及临床应用研究进展*

杨平平,叶 欣

(1.泰山医学院，山东 泰安 271000; 2.山东省立医院肿瘤中心，山东 济南 250021)

随着微创技术的发展，实体瘤的局部热消融(Thermalablation)技术已经成为现代肿瘤综合治疗中行之有效的方法之一。热消融技术主要包括微波、射频、激光、冷冻和高强度聚焦超声等。微波消融(microwaveablation，MWA)治疗技术具有微创、痛苦小、操作简便、可反复施行、疗效确切等优点，为肿瘤的局部治疗提供了一种新途径。目前该技术已成为了国内外学者研究的热点，现就微波消融技术及临床应用研究进展综述如下。

1 MWA治疗肿瘤的作用机制

肿瘤组织由于富含水分(水是吸收微波的最好介质)及相对乏氧致pH值降低等特点，较正常组织对热更敏感，MWA技术利用微波的热效应，在影像技术引导下，将植入式微波天线插入到肿瘤组织中在极短时间内产生65 ℃～100 ℃的局部高温，使肿瘤组织发生完全凝固性坏死，从而达到肿瘤原位灭活或局部根除的目的，而周围正常组织不受损伤或损伤较小。

2 MWA技术的进展

近年来，随着材料学及影像设备的迅猛发展，国内外MWA治疗技术日臻完善，主要表现在微波天线性能、组合方式、发射频率及精准导航四个方面。

2.1 天线性能

传统的天线存在杆温较高致使组织焦化而能量传输受阻的问题，内置冷循环系统的出现使之迎刃而解。Xiao等[1]以氧气为冷却气体消融离体猪肝，形成了较理想的类球体坏死凝固区，且天线后向未出现冷区，为临床应用提供了理论基础。水冷式微波天线前端采用缝隙连接，消融时冷却水在缝隙后方的天线内外导体之间循环，近期研究表明[2]冷却水在消融开始就改变了微波辐射热场，使消融区更接近椭球形或球形，而水的流速对消融范围无显著性影响。

2.2 组合方式

Phasukkit等[3]通过对三源微波天线的组合排列及三维有限元设计分析，提出了应用多源组合热场的方式可以解决非对称肿瘤的适形消融问题并可显著扩大消融范围，50W，60s时消融的最大纵、横径为8.1cm×4.6cm，最大体积为30.7cm3。

2.3 发射频率

目前2450MHz微波广泛应用于临床，然而微波频率较高则穿透深度相应较小且能量衰减损耗较多。Sun等[4]应用915MHz和2450MHz微波天线行动物消融实验发现，相同的能量输出条件下前者消融的范围更大，应用前景更广阔。

2.4 精准消融技术

微波天线的精确植入是肿瘤适形消融的关键，目前植入技术高度依赖手术医师的个人经验，为了解决这一难题，Liang等[5]应用影像资料重建三维可视化模型，以获得肿瘤的形状、大小及空间位置等信息，通过计算机辅助模拟系统重建三维热场，同时借助专家库系统制定精准的个体化消融方案，从而达到最佳的临床疗效。

3 MWA治疗恶性肿瘤的临床应用

3.1 肝癌

原发性肝癌是临床上最常见的恶性肿瘤之一，全球发病率逐年增长，已超过62.6万/年,居于恶性肿瘤的第5位，死亡接近60万/年，位居肿瘤相关死亡的第3位。手术切除仍被公认是其根治的首选方法。然而由于各种原因，能进行手术的患者仅占20%～25%[6]。大量的临床应用证实了MWA具有升温快、消融范围大及形态规则、局部复发率低[7]等优点在肝癌治疗中取得令人满意的疗效[8-10]，实现了对直径4cm以内的肝细胞癌一次治疗完全灭活的目的[11]。

3.1.1适应证

以根治为目的的适应证包括: ①单发肿瘤，肿瘤最大径≤5cm。②多发肿瘤，数目≤3个，每个肿瘤最大径≤4cm。③肿瘤距离周边重要结构(如左右肝管等)≥0.5cm。④无门静脉癌栓或肝外转移。⑤肝功能为ChildA级或B级，无顽固性腹水。⑥凝血酶原活性>50%，血小板计数>70×108/L。对于晚期肿瘤它也可以作为一种有效的姑息疗法，减轻瘤负荷，提高生活质量，延长生存时间。

3.1.2临床疗效

在实际治疗中，临床疗效除了与初治肿瘤的最大径及形状有关外，还与患者的选择适当与否、天线组合方式以及操作者的技术熟练程度有关。

3.1.2.1原发性肝癌

对于直径<3cm的单个原发性肝癌其远期疗效可与手术相媲美，5年生存率达57%[12]。Wang等[8]对194例原发性肝癌患者行MWA，直径<5cm的单个肿瘤消融后，1、3、5年的无病存活率分别为72.8%、54.0 %和 33.0%，和手术切除组相比无显著性差异。

目前，关于应用MWA治疗直径>5cm的原发性肝癌疗效的报道不多，Yin等[13]应用射频和MWA治疗109例原发性肝癌患者，结果：肿瘤完全消融率为92.6%，局部复发率为22%，远处复发率为53.2%，患者1、3、5年的累积生存率分别为75.8%、 30.9%、15.4%。作者认为，直径3.0～7.0cm的肿瘤行消融治疗是安全有效的。

3.1.2.2转移性肝癌

Ianniti等[14]应用MWA治疗无法行手术切除的肝癌患者87例224个肿瘤，其中转移性肝癌64例，22个肿瘤直径>4cm。采用单根或组合天线消融94次，条件为915MHz，45W，10min。平均随访期为19个月，41例(47%)患者无病存活，37例(43%)患者出现局部复发，有6个(2.7%)肿瘤在消融部位出现复发，未出现操作相关的死亡。可见，MWA对晚期转移性肝癌也是一种安全有效的方法。

3.1.2.3特殊位置的肝癌

近年来，随着影像设备和消融技术的发展，MWA的临床应用范围显著扩大，使以往一些治疗的“禁区”变得可行。Zhou等[15]应用MWA治疗53个距离胃肠道<0.5cm的肝癌，消融时温度控制在45 ℃～58 ℃之间，其中33例联合无水乙醇注射(2～27ml)。结果47个病灶(88.7%)实现完全性消融，未发生操作相关并发症，也无胆管损伤等延迟并发症，发生肿瘤播散1例。作者认为，配合严格的实时温度监测，应用MWA联合无水乙醇注射对临近胃肠道的肝癌病灶可以实现较高的完全消融率，且操作安全。当然，客观评价其远期疗效还需要大样本病例的临床研究。

3.1.3常见副反应及并发症

Liang等[16]分析了1136例患者1928个癌灶MWA治疗出现的并发症发现：一般并发症主要包括发热、局部疼痛、无症状的反应性胸腹水、胆囊壁增厚、胆管轻微狭窄、肝被膜下血肿、动静脉瘘、不需处理的皮肤烫伤、肝功能异常等，通常在1～2 周内可以自愈。严重并发症30例(2.6%)，其中肝脓肿和脓胸 5例，胆管损伤2例, 肠穿孔2例, 肿瘤播散5例，需要动脉栓塞治疗的出血1例，需要切除处理的皮肤严重烫伤3例，需要穿刺引流处理的胸腔积液12例。

并发症的出现不仅影响康复进程及生活质量，严重的甚至危及生命。实际治疗中退针时关闭循环水泵，应用微波短时间烧灼针道，可有效减少出血及针道种植[17]，术前行人工液腹可以避免膈肌的热损伤。总之，正确地选择患者和消融方式、术前术后预防用药、严格无菌操作等措施有望减少并发症的发生。

3.2 肺癌

肺癌是目前严重威胁人类生命的最常见的恶性肿瘤，全球肺癌平均发病率为20/10万人，中国22/10万人，死亡率在恶性肿瘤相关死亡原因中居于首位。MWA技术为肺癌的治疗提供了新思路，大量研究证实该方法是安全有效的。

3.2.1适应证

目前认为适应证为: ①不能手术切除的原发或转移病灶，病灶数目<3个，最大径<3cm; ②手术切除后的复发病灶; ③肿瘤边缘距离肺门等重要位置≥0.5cm；④对放疗和化疗有严重反应的患者；⑤要求消融而无禁忌证的患者。

3.2.2临床疗效

Wolf等[18]对50例肺癌患者行CT引导下MWA66次，治疗后行增强CT和PET扫描随访观察。平均随访期10个月，1年的局部控制率为67%，平均16.2个月以后首次复发，患者1、2、3年的累积生存率分别为65%、55%、45%。

3.2.3常见副反应及并发症

Wolf等[18]应用MWA治疗肺癌时出现的并发症有气胸(26/66)、咯血(4/66)和皮肤烫伤(2/66), 未见大量胸腔积液、急性呼吸窘迫综合征等并发症发生，无死亡病例。对于某些位置较深的病灶，应尽可能缩短穿刺的路径，并避免微波天线穿过肺叶间裂以防止气胸及易发生感染的空洞形成[19]。

3.3 乳腺癌

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，全世界每年受此病威胁的女性超过100万[20]。近年来，人们逐渐认识到乳腺癌从一开始就属于全身性疾病，一味的扩大手术范围并不能提高其疗效，同时，随着生活理念的转变, 患者不仅要求治愈肿瘤，而且要求尽量保持乳房外形的美观。因此，乳腺癌的治疗手段正向着微创的方向发展，而日臻完善的消融技术无疑成为患者的选择之一。用于乳腺癌治疗的消融技术主要包括：射频、冷冻、间质激光、高强度聚焦超声以及微波[21]。目前临床应用MWA治疗乳腺癌的报道不多，而射频消融成为国内外研究的热点，在治疗乳腺等浅表器官时消融形态的可控性显得尤为重要，而研究证实在这方面MWA优于射频消融，因此可以预测MWA今后也将成为乳腺癌的治疗手段之一。

3.3.1适应证

参照保乳手术的原则，MWA治疗乳腺癌的适应证掌握的相对较严，包括：①单发肿瘤且癌灶内无广泛管内癌成分；②肿瘤直径<3cm且距离乳头≥2cm，距离皮肤>1cm；③乳房大小及形状无异常，肿瘤与乳房大小的比例适当；④淋巴结N0～1；⑤可耐受放疗的乳腺癌患者；⑥自愿要求消融且无绝对禁忌证的患者。

3.3.2临床疗效

MWA治疗乳腺癌在很大程度上满足了患者对形体美的要求，具有较好的应用前景，但目前尚缺乏多中心大样本的临床研究和较长期的随访观察，以期评估远期疗效。研究发现，乳腺癌是一种复杂的异质性疾病[22]，常有不同的转归，开展多学科、多手段相结合的综合治疗可进一步降低MWA治疗的局部复发率，针对患者自身情况实施个体化治疗有望取得最佳的治疗效果。

Vargas[23]等通过前瞻性随机临床试验研究发现：微波消融治疗25例乳腺癌(肿瘤直径平均为1. 8cm)患者，其中17例(68% )出现不同程度的凝固性坏死。

3.3.3常见副反应及并发症

因为乳腺位置表浅，所以很可能在短时间内就出现皮肤烫伤，操作时用冰袋敷盖消融区域皮肤可有效减轻烫伤，其他可能的并发症有肿瘤边缘残留、皮下硬结、脂肪液化等。

3.4 肾及肾上腺恶性肿瘤

肾癌是泌尿系统常见的恶性肿瘤之一，研究认为对于不能手术的患者应用保留肾功能单位的微创治疗是可行的[24]。Zhang[25]等通过对兔肾VX2肿瘤行经皮MWA和根治性切除术比较得知两者疗效无显著性差异，前者肿瘤完全坏死率为83.3%，且操作简便，对肾功能无明显影响，这一研究结果为临床肾癌患者的治疗提供了可靠的依据。

3.4.1临床疗效

Wang等[26]采用微波消融治疗肾肿瘤30例(直径1.1～4.7cm)、肾上腺肿瘤8例(直径1.9～4.5cm)。治疗后行增强CT或MR扫描以评价治疗效果。结果表明，MWA后38例肿瘤完全坏死，随访期内无肿瘤局部复发。

3.4.2常见副反应及并发症

MWA治疗肾及肾上腺肿瘤的副反应及并发症报道不多，主要有血压升高、心跳加速等，考虑与肾上腺受到热刺激激素分泌增加有关，并发症最常见的是镜下血尿，部分患者有肉眼血尿，另外还可能出现肾周血肿、肾盂内出血及急性肾功能衰竭等。

3.5 胰腺癌

胰腺癌是消化系统常见的恶性肿瘤之一，也是最致命的癌症，其病程短、病情进展快、死亡率高，中位生存期6个月左右，被称为“癌中之王”。而MWA技术为其姑息治疗提供了机会。

3.5.1临床疗效

Lygidakis等[27]开腹直视下应用MWA治疗15例局部晚期胰腺癌患者，其中瘤体位于胰头和钩突部12例、位于胰头和胰体部3例，肿瘤直径为4～8cm。结果显示，所有癌灶均出现局部凝固性坏死，最长生存时间达到22个月。可见，MWA治疗进展期胰腺癌是有效、可行的，可作为局部晚期胰腺癌姑息减症或综合治疗的手段之一。

3.5.2常见副反应及并发症

Lygidakis等[27]治疗的15例患者中有6例出现轻微并发症，其中轻度胰腺炎2例，无症状的血淀粉酶增高2例，胰腺性腹水1例，轻微出血1例。

3.6 其他恶性肿瘤

经皮MWA治疗有症状的骨转移瘤，随访三个月，骨痛减轻有统计学意义[28]。MWA治疗技术对于分化好的甲状腺癌经内镜治疗后随访125个月，中位生存期可以达到50个月[29]。另外，MWA治疗技术还可以应用于食管癌、前列腺癌、盆腔转移性淋巴结等。

4 MWA的临床疗效和影像学监测评价

4.1 疗效判断标准

目前国际上临床试验广泛采用RECIST(ResposeEvaluationCriteriainSolidTumor)疗效评价标准。但是近年来发现它并不是任何肿瘤都适用[30]：MWA治疗后即使肿瘤完全坏死，按照RECIST标准也只是PR(PartialRasponse，病灶最长径总和缩小≥30%维持4W)，因为治疗后消融区域形成瘢痕并且长期存在。由此可见，RECIST标准是评价MWA疗效的方法之一，但绝非“金标准”；主要应用“功能影像”方法，如：动态CT、MR弥散成像、超声造影、PET等；部分肿瘤判断疗效时需要参考“肿瘤标记物”，如：肝癌参考AFP、前列腺癌参考PSA等。

4.2 影像变化

监测MWA后的疗效一直是国内外学者关注的问题。超声、CT和MRI是常用的影像学方法。国内外学者公认以增强CT扫描显示无强化作为判断肿瘤完全坏死的重要指标。另外，MWA治疗前后的MRI对比分析对于疗效的判断具有重要意义，但因其价格较高，在临床应用相对较少，而超声造影可望成为临床检测MWA疗效的可靠方法。

5 MWA治疗的局限性

①靶区内癌细胞的残留，尤其是直径>5cm的肿瘤，消融的彻底性尚存在一定难度。

②脏器的运动、解剖部位、组织学特点和影像学局限。

③某些癌种缺乏随机的前瞻性临床试验。

④尚缺乏公认的疗效判断标准。

6 结 语

MWA治疗技术是一种人性化、个体化治疗，是继手术、放疗、化疗及生物治疗后又一种行之有效的肿瘤治疗手段。目前, 综合治疗是肿瘤治疗的发展趋势，在充分权衡增加一种治疗可能给患者带来的得失后，通过多学科、多手段的协作，充分发挥各自的优点，从而达到提高疗效的目的。

总之，随着影像设备及材料学的不断发展，MWA治疗技术不仅可以有效地治疗部分早期肿瘤，而且可以有效地减少晚期实体肿瘤的负荷，提高患者的生活质量并且延长患者的生存期，具有广泛的临床应用前景，为患者长期带瘤生存甚至治愈提供了可靠的依据。

[1]XiaoQiu-jin,LiangPing,WangZhen-li,etal.Studyonthermalfieldofmicrowaveablationwithinternallgas-coolantenna[J].BME&ClinMed,2007,11(l):5-8.

[2]LuY,NanQ,LiL,LiuY.Numericalstudyonthermalfieldofmicrowaveablationwithwater-cooledantenna[J].IntJHyperthermia, 2009,25(2):108-15.PMID: 19337911.

[3]PhasukkitP,TungjitkusolmunS,SangworasilM.Finite-elementanalysisandinvitroexperimentsofplacementconfigurationsusingtripleantennasinmicrowavehepaticablation[J].IEEETransBiomedEng, 2009,56(11):2564-72.PMID: 19628446.

[4]SunY,WangY,NiX,etal.Comparisonofablationzonebetween915-and2,450-MHzcooled-shaftmicrowaveantenna:resultsininvivoporcinelivers[J].AJRAmJRoentgenol, 2009,192(2):511-4.

[5]PingLiang,Xiaolingyu,BaoweiDong,etal.CombinationTherapywithPreciseMicrowaveAblationandlmmunotherapyforHepatocellularCarcinoma[A].WorldConferenceonInterventionalOncology[C],Beijing,China.2009.51.

[6]SusanTsai,TimothyM.Pawlik.OutcomesofAblationVersusResectionforColorectalLiverMetastases:AreWeComparingAppleswithOranges? [J].AnnSurgOncol,2009,16:2422-2428.

[7]GarreanS,HeringJ,SaiedA,etal.Ultrasoundmonitoringofanovelmicrowaveablation(MWA)deviceinporcineliver:lessonslearnedandphenomenaobservedonablativeeffectsnearmajorintrahepaticvessels[J].JGastrointestSurg, 2009,13(2):334-40.PMID: 18937016.

[8]WangZL,LiangP,DongBW,etal.Prognosticfactorsandrecurrenceofsmallhepatocellularcarcinomaafterhepaticresectionormicrowaveablation:aretrospectivestudy[J].JGastrointestSurg,2008,12(2):327-37.PMID: 17943391.

[9]YangWZ，JiangN，HuangN，etal.Combinedthrapywithtranscatheterarterialchemoembolizationandpercutaneousmicrowavecogulationforsmallhepatocellularcarcinoma[J].WorldJGastroenterol,2009,15(6):748-752.

[10]OngSL,GravanteG,MetcalfeMS,etal.Efficacyandsafetyofmicrowaveablationforprimaryandsecondarylivermalignancies:asystematicreview[J].EurJGastroenterolHepatol, 2009,21(6):599-605.PMID: 19282763.

[11]LiangP,WangY.Microwaveablationofhepatocellularcarcinoma[J].Oncology, 2007,72:124-31.PMID: 18087193.

[12]UenoM,UchiyamaK,OzawaS,etal.PrognosticImpactofTreatmentModalitiesonPatientswithSingleNodularRecurrenceofHepatocellularCarcinoma[J].SurgToday,2009,39:675-681.PMID: 19639434.

[13]YinXY,XieXY,LuMD,etal.Percutaneousthermalablationofmediumandlargehepatocellularcarcinoma:long-termoutcomeandprognosticfactors[J].Cancer, 2009,115(9):1914-23.PMID: 19241423.

[14]IannittiDA,MartinRC,SimonCJ,etal.Hepatictumorablationwithclusteredmicrowaveantennae:theUSPhaseIITrial[J].HPB(Oxford), 2007,9(2):120-4.PMID: 18333126.

[15]ZhouP,LiangP,YuX,etal.Percutaneousmicrowaveablationoflivercanceradjacenttothegastrointestinaltract[J].JGastrointestSurg, 2009,13(2):318-24.PMID: 18825464 .

[16]LiangP,WangY,YuX,DongB.Malignantlivertumors:treatmentwithpercutaneousmicrowaveablation——complicationsamongcohortof1136patients[J].Radiology, 2009,251(3):933-40.PMID: 19304921.

[17]SnoerenN,JansenMC,RijkenAM,etal.AssessmentofViableTumourTissueAttachedtoNeedleApplicatorsafterLocalAblationofLiverTumours[J].DigSurg, 2009,26(1):56-62.

[18]WolfFJ,GrandDJ,MachanJT,etal.Microwaveablationoflungmalignancies:effectiveness,CTfindings,andsafetyin50patients[J].Radiology, 2008,247(3):871-9.PMID: 18372457.

[19]PaddaS,KotharyN,DoningtonJ,etal.Complicationsofablativetherapiesinlungcancer[J].ClinLungCancer， 2008，9(2):122-6.PMID: 18501100.

[20]JaspersJE,RottenbergS,JonkersJ.Therapeuticoptionsfortriple-negativebreastcancerswithdefectivehomologousrecombination[J].BiochimBiophysActa, 2009,1796(2):266-80.PMID: 19616605.

[21]KaiserWA,PfleidererSO,BaltzerPA.MRI-guidedinterventionsofthebreast[J].JMagnResonImaging, 2008,27(2):347-55.PMID: 18219688.

[22]BrennanK,OffiahG,McSherryEA,etal.Tightjunctions:abarriertotheinitiationandprogressionofbreastcancer[J].JBiomedBiotechnol, 2010,2010:460607.PMID: 19920867.

[23]VargasHI,DooleyWC,GardnerRA，etal.Focusedmicrowavephasesarraythermotherapyforablationofearly-stagebreastcancer:Resultsofthermaldoseescalation[J].AnnSurgOncol,2004,11:139-146.

[24]WilliamW.Hope,ThomasM.Schmelzer,WilliamL.Newcomb,etal.GuidelinesforPowerandTimeVariablesforMicrowaveAblationinanInVivoPorcineKidney[J].JournalofSurgicalResearch,2009,153:263-267 .

[25]ZhangD,DongB,WangY,etal.PercutaneousmicrowaveablationornephrectomyforVX-2carcinomainrabbitkidney[J].JUrol,2009,182(4):1588-93.PMID: 19683747

[26]YangWang,PingLiang,XiaolingYu,etal.UItrasound-guidedPercutaneousMicrowaveAblationofRenalandAdrenaltumors[A].WorldConferenceonInterventionalOncology[C],Beijing,China.2009.82.

[27]LygidakisNJ,SharmaSK,PapastratisP,etal.Microwaveablationinlocallyadvancedpancreaticcarcinoma——anewlook[J].Hepatogastroenterology,2007,54(77):1305-10.PMID: 17708242.

[28]CarrafielloG,LaganàD,PellegrinoC,etal.Percutaneousimaging-guidedablationtherapiesinthetreatmentofsymptomaticbonemetastases:preliminaryexperience[J].RadiolMed, 2009,114(4):608-625.PMID: 19444588.

[29]TsutsuiH,UsudaJ,KubotaM,etal.Endoscopictumorablationforlaryngotrachealintraluminalinvasionsecondarytoadvancedthyroidcancer[J].ActaOtolaryngol, 2008,128(7):799-807.PMID: 18568524.

[30]RobertS.Benjamin,HaesunChoi,HomerA.Macapinlac,etal.WeShouldDesistUsingRECIST,atLeastinGIST[J].JOURNALOFCLINICALONCOLOGY,2007,25 (13):1760-1764.