冷循环微波肿瘤消融系统.docx
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冷循环微波肿瘤消融系统
冷循环微波肿瘤消融系统
二、关于微波
微波是一种波长为1mm－lm，频率为30MHz－300GHz的高频电磁波。
医
用上最常用的微波频率为2450MHz、915MHz、433MHz。
当人体组织受到微波
作用时，组织内水分子吸收微波能量后高速运动，摩擦产生热量，使组织温度增
高，达到一定温度时（60℃以上）组织瞬间凝固毁损，达到治疗的目的。
微波治
疗具有不炭化，损伤小，止血功能强等特点。
微波频率愈高瞬间能量愈大但穿透力愈小。
目前通常利用频率2450MHz瞬
间能量大的特点作治疗，而利用频率915MHz、433MHz穿透力强的特点作热疗。
70年代后期，微波凝固开始用于外科手术中止血和组织切割。
1988年日本
久留米大学第二外科首先进行微波凝固灭活肿瘤疗法的试验，取得成功，并在日
本全国推广。
日本福冈市国立医院九州医疗中心300多例肝癌微波凝固治疗后，
3年生存率为81%，5年生存率为69%，与手术切除相差无几。
1996年4月微波
凝固疗法获准列入日本医疗保险适用范围。
1992年，中国人民解放军总医院董宝玮教授在国内率先开展B超引导经皮
微波肿瘤凝固治疗，234例肝癌治疗后3年生存率72.85%，5年生存率为56.7%，
亦可于手术媲美。
1997年，美国赛尔森公司开发了相关产品用于乳腺癌凝固治疗，
经几百例临床实践，取得成功，获FDA批准。
2002年，上海东方肝胆外科专家
报道61个小肝癌经一次性微波治疗后，随访1年，有57个未见复发。
经皮穿刺微波凝固治疗肿瘤（PercutaneousMicrowaveCoagulationTherapy，
PMCT）属微创介入疗法，它是微波技术、影像技术和医学技术相互交叉、互相
渗透的结果。
冷循环微波刀是在传统微波的基础上，结合先进的冷循环技术，彻
底解决了传统微波存在的微波天线杆温高、凝固范围小等不足，提高了PMCT手
术的安全性，拓展了治疗范围，改善了病人术后生存质量，提高了术后生存率，
其临床价值得到各方专家的高度肯定。
目前，冷循环微波刀在肝癌、肺癌、胰腺
癌等实质性肿瘤的临床治疗上已经积累了丰富的经验，在广大医学专家的密切配
合下，其治疗范围正在进一步向乳腺癌、甲状腺癌、子宫肌瘤等方面发展。
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三、微创、微创设备和术中毁损
（—）关于微创
手术刀是外科手术的标记，传统的外科手术切除一直是肿瘤治疗的首选方
案。
长期以来，外科医生借助手术刀不断地人为“制造”创伤，然后再“愈合”
创伤。
强烈的创伤会带来新的伤害和严重的并发症，甚至危及生命。
并且现实中
还只有少数病人在初诊时符合外科手术条件（由于肿瘤大小、数目、位置、身体
等原因许多病人不适合手术切除或病人拒绝手术）。
医生希望有切口小、对组织
和器官损伤小、康复快的手术方式出现，患者更梦想“开刀”后不再留下长长的
刀疤，不再需要“坐月子”般休养。
因此，随着微创手术在愈来愈多的外科领域
的成功，微创手术受到了更多医生和患者的欢迎。
（二）微创设备
目前，国内微创类治疗设备主要有射频、微波、氩氦刀、超声聚焦刀等。
其
机理都是在B超、CT或MRI引导下把物理能量聚集在肿瘤瘤体部分，用热凝或冷
冻的方法将肿瘤原位灭活。
与传统的化疗、放疗等方法相比，因其是对肿瘤瘤体
直接产生摧毁作用，故更易达到类似外科手术的根治性效果。
下面对国内几种主要的微创穿刺治疗设备作一简单分析：
优点不足备注
盐水射频
可以热、化疗
结合
灭活率低，针道转移现象较多
射频的一种改进型，疗
效有待验证
多弹头射频
凝固范围大
（4-5cm）
安全性；较差，设备和耗材价格高在国内开展较早
冷循环射频安全性高
单针凝固范围小（2-3cm）,集束针穿
刺困难，损伤大
射频的改进型
氩氦刀
安全性高，病
人痛苦少
刀头直径粗，毁损范围小
在国内开展较早，目前
已非主流
传统微波刀复发率低
杆温导致病人术中疼痛，凝固范围
小，有拖尾
北京301医院已做了上
千例临床，疗效好
冷循环微波
刀
凝固范围大，
安全性高
需要与广大临床医生合作，适用范围
往深度和广度发展
保持了微波治疗肿瘤的
优点，解决了传统微波
的存在问题
超声聚焦刀无创
适用范围小，价格高，病人负担重，
远期疗效有待验证
目前有条件的医院较少
（三）关于术中毁损
外科手术切除一直是肿瘤治疗的首选方案。
但是，事实常常不如人意，往往
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是病人开腹后，术中手术探查发现已不能实施手术切除或不能完全切除。
以往的
做法可能是简单处理后加以缝合，往往达不到治疗的目的。
临床医生很希望此时
能有一款仪器既能代替手术达到治疗效果，又不危及病人的生命安全。
METI-IVC
冷循环微波刀即可满足此要求，可用于肝癌、肺癌、脑癌、胰腺癌等实质性肿瘤
的术中毁损，受到外科医生的欢迎。
开腹后直视下或B超下探明肿块大小，微波刀单根或两根同时插入肿瘤体
内。
视瘤体的大小选择功率和时间，对于直径3－5cm的肿瘤，一般选功率50－
60W，时间5－15分钟；5－8cm的肿块，可用双刀同时进行凝固。
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四、新一代微波肿瘤治疗设备
——冷循环微波刀
一、特点：
★直接穿刺，手术操作简单。
★微创操作，损伤小。
★彻底解决微波杆温问题，通过专利技术可使杆温小于30℃。
★活体单针凝固范围达4cm-5cm，呈规则圆形，无拖尾现象。
★术中病人无痛苦。
★多种型号微波刀，可精确控制手术凝固范围，提高手术的安全性。
★术后复发转移率低。
新一代冷循环微波刀在疗效上已达到或者超过进口氩氦刀和射频的水平，但
其价格却是氩氦刀的1/4左右，进口射频的1/2左右，加上其固有的安全，术后
复发率低，病人负担轻等优点，使我们有理由相信它将逐步取代氩氦刀和射频，
成为医院引进该类设备的首选。
二、METI-IVC冷循环微波刀的领先技术
1、冷循环技术
专利的冷循环技术，微波天线杆温度可降至37℃以下。
2、杆中测温和旁开测温技术
冷循环微波刀通过杆中测温模式，可精确控制微波毁损范围，扩大了手术适
应症，提高了手术安全性。
旁开温控技术既能测量温度，又能设置警戒温度。
3、双刀并用技术
对于较大的肿瘤，双刀并用一次原位灭活。
微波双刀叠加有利于增加毁损范
围，双刀叠加并不是两孤立热场之间的简单线性1+1叠加，而是两热场之间存在
相互作用，可形成明显大于等功率、等时间下两单刀凝固范围的类球形凝固区域。
4、连续脉冲双模式微波输出技术
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脉冲发射方式能增强微波的穿透深度，有助于增大凝固范围，减少组织碳化。
三、冷循环微波刀的治疗范围
1、PMCT：
影像设备引导下的肿瘤微创介入治疗。
如肝癌、肺癌、前列腺癌、
肾癌、子宫肌瘤等。
2、术中毁损：
外科手术切除仍然为肿瘤治疗的首选方法，但常有病人开腹
探查发现已不能实施手术切除或不能完全手术切除。
这时，可以借助冷循环微波
刀植入肿瘤瘤体，直接摧毁肿瘤。
如肝癌、胰腺癌、脑癌等
3、硬质内窥镜（如腹腔镜、胸腔镜、宫腔镜、膀胱镜等）下对前列腺癌、
膀胱癌、子宫肌瘤等可视病灶的毁损。
4、软质内窥镜（如气管镜、胃肠镜等）下对中央型肺癌、胃肠癌、食道癌
等进行毁损。
四、使用范围
肝癌、肺癌、子宫肌瘤、乳腺癌、前列腺癌、脑癌、胰腺癌、甲状腺癌、肾
癌、膀胱癌等实体瘤。
五、并发症及副反应
患者术中轻度热灼痛感，术后发低热等，给予对症处理即可，一般在2-3天
后症状消失。
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五、临床资料
超声导向下微波治疗肝肿瘤的实验
研究
江苏省肿瘤医院超声波室谭旭艳吴丹缪青贾译清
南京市新技术应用研究所陶传炽赵军生江健清闵龚申
摘要本文采用自制肝肿瘤微波治疗仪，对离体猪肝和活体动物犬和猪进行实验研
究，微波作用后肝脏产生凝固灶是椭圆形球体，其尾部略窄，质地硬。
自针道
中心向外肉眼所见可见为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，Ⅰ区为细条状褐色带，宽为1.5～
2.0mm；Ⅱ区呈灰白色，质硬，宽度10.0±4mm（半径）；Ⅲ区暗红色移行区，
宽度3±1mm（半径）；声像图在微波天线插入后局部可见强回声针道，微波作
用最初l－3分钟时，向四周弥散形成强回声区，以后变为中等回声，四周有
强回声环状带包绕。
实验结果表明：
采用功率60w，作用时间180秒，所形成
的凝固灶范围为33×28×20mm3，此结果较其它组好。
通过实验，我们认为微
波治疗肝癌其作用场有一定限制，较适用于小肝癌治疗，对中晚期肝癌及有播
散灶患者，效果可能不理想。
关键词超声引导微波肝肿瘤微波热凝固化治疗
肝癌治疗常用的方法包括手术、放疗、化疗和生物学治疗等，随着物理学的迅速
发展，物理疗法在肝癌治疗中的应用日趋广泛，国内外已有报道如激光、微波、射频、
冷冻、核素等多种方法。
其中在超声引导下经皮穿刺瘤内微波热凝固化治疗
（PercataneousMicrowaveCoagulationTherapy简称PMCT），是近几年肝癌局部治疗的
一大进展1、2、3、4。
我们和南京市新技术应用研究所合作，共同研制了一台超声导向肝
肿瘤微波治疗仪，并进行了动物实验，取得一些有价值的参数，为投入临床应用提供
了可靠的实验学依据。
实验结果表明了微波能量，温度场与肝组织凝固坏死范围及声
像图和病理改变的相关性，提示PMCT是安全、有效的。
超声不仅能精确导向，且可
显示凝固性坏死范围以及评定疗效。
现将我们实验结果分析报告如下：
资料与方法
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一、实验材料与方法：
l、离体新鲜猪肝实验：
在超声导向下将14GPTC针作导向针套，刺入肝标本5—8cm
处，拔出针蕊，置植16G微波天线针，再将套针退出2－3cm使天线外露在肝组织内。
并且在天线中心和旁开l.0cm、l.2cm、1.5cm插入测温针。
按照不同功率（20W－70W），
不同时间（60S～360S）逐个顺序搭配成36组，发射微波，观察即刻及全过程的声像
图变化，记录温度，术后沿天线插入道为长轴剖开标本，再沿最大横径处切开，观察
标本色泽及大体形态，测量记录剖面三维径值。
每搭配组重复试验4次，共作用144
个点。
实验标本固定后送病理检查。
2、动物实验：
选用健康杂交犬2只（体重分别为20Kg、21.5Kg）、圈养猪2头（体
重分别为20Kg、25Kg）。
活体动物禁食8～12小时后，肌肉注射氯胺酮（0.02～
0.06ml/Kg），静脉推注硫贲妥钠（25ml/Kg）麻醉：
右上腹局部备皮等常规处理后，在
无菌条件下，超声引导经皮，植入微波天线，注意避开大血管及胆囊，辐射功率及时
间搭配组为40w、300S及60w、180S；观察记录实时声像图。
实验动物均单独饲养，
二条实验狗分别在微波作用后即l天后处死；实验猪分别在8天、28天后处死，处死
前经皮对实验部位肝脏及裸肝作声像图观察，记录微波凝固区域三个径值及声像，标
本固定后送病理检查。
整个过程均有详细记录、图像打印、录相和摄像等。
二、仪器：
采用自行研制的肝肿瘤微波治疗仪，输出功率20～100w，连续可调。
输出频率：
2450Hz，波长12.2cm。
装有以秒计数脚踏定时装置，面板上可显示微波发射时间及功
率。
微波天线长（图l）。
超声仪采用HP8500，配有原装穿刺导向器。
穿刺针选用14G套针（外经2mm）
等。
结果
一、离体猪肝实验：
l、凝固灶大小及大体形态凝固灶大小为3.l×2.l×2.0cm～3.6×2.9×2.1cm，呈椭圆形
球体，尾部略窄（图2），质地较硬，以天线为长轴切开肉眼观察，自针道中心向外分
为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，（图3）。
Ⅰ、细条状褐色带：
宽约l.5cm～2.0cm左右：
Ⅱ、灰白色质硬区：
10.0±4mm（半径）：
Ⅲ、暗红色移行区：
3±lmm（半径）。
2、微波能量与凝固灶大小的关系：
功率20w～70w，时间60S～360S逐个顺序搭配成36组进行实验，每组重复4次，取
平均值列表如下：
表1不同功率、不同时间凝固灶标本肉眼测量结果：
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时间20W30W40W50W60W70W
608×5×48×6×412×8×512×8×515×12×815×12×8
1208×6×49×6×418×11×819×12×827×15×1026×16×11
1809×9×510×8×420×15×1220×15×1234×26×2035×25×20
24010×9×810×9×624×20×2125×20×1933×26×2135×26×21
30012×9×811×9×631×21×2030×21×2033×28×2135×28×21
36012×9×813×9×530×21×1931×21×2035×29×2136×29×21
3、声像图：
微波天线呈强回声带，微波发射后即刻以天线为中心，出现向四周弥散的强回声
区（图4），3分钟左右凝固区范围局限不再有扩散。
边界与正常肝组织回声略有差异，
但境界欠清晰，整个形态呈类椭圆形。
4、温度场与病理结果：
微波作用时，肝组织温度分布以天线为中心向外递减，功率60w时温度变化见声
像图所示曲线。
温度与病理结果相对应，针道中心旁空泡区汇管结构消失，细胞浊肿变性，上述
改变以45℃左右为界。
二、活体动物实验：
在多次离体标本试验基础上，我们选择凝固外形为椭圆形体，选择长、宽度及前
后径的最佳凝固状态。
其微波发射功率及作用时间搭配分别为60W、180S及40W、30S，
遂在活体动物进一步实验。
结果见表2。
表2微波热凝固化后凝固灶肉眼观察、声像图及病理结果
实验动物
凝固灶大小
及肉眼观察
声像图病理结果
10
即刻处死
31×24×19mm3，Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ改变与离体肝
一致。
以针道中心之强
回声带向四周弥
散。
中心细胞结构消失
Ⅱ、Ⅲ区肝细胞浊肿，
红细胞淤积。
犬
24hs
34×28×20mm3，Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ区有局限化趋
势境界清。
针道显示清，呈中
等回声，同边有境
界感。
Ⅰ、Ⅱ区多数肝细胞
坏死，Ⅲ大量中性细
胞浸润。
8天后处死
25×20×18mm3，Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ区尚可辨，但
有融合界清。
呈中等回声，有局
限化，有类包膜坏
样改变。
肝细胞及汇管区结构
基本消失，纤维母细
胞及胶原增生，粒细
胞及淋巴细胞包裹。
猪
28天后处死
22×20×17mm3，呈实
质团块，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
区分界不清，剖面主
渣样界清，有类包膜
包裹。
呈不均匀性中等
回声，四周有强回
声光环。
均匀一致红染物质，
周围有少量淋巴细胞
及中性细胞围绕成纤
维反应带。
讨论
一、微波对肿瘤的治疗作用
微波作为生物物理效应能量，可使极性分子随微波频率旋转摆动，同时其中的离
子及所带的胶状粒，随微波运动而产生热能。
组织内血流灌注是散热的主要方式，恶
性实体瘤血流灌注比正常组织差。
加热时肿瘤散热小于正常组织，同时高温时溶酶体
增多活化，促进肿瘤细胞自我消化，聚核糖体解聚，DNA变性，使肿瘤细胞变性坏死。
因此微波热疗只要控制加热在42℃，在不损害正常细胞的情况下，保持一定时间就能
杀死癌细胞3。
超声导向下肝肿瘤微波治疗就是把微波能量集中于人体肝脏肿瘤内，既
可达到原位热凝固化肿瘤，又不损伤周围正常肝组织目的。
二、微波功率及作用时间的选定
本组实验表明：
在不同功率及不同作用时间搭配组的重复试验里，60W，180S凝固
区为典型的椭圆形体，大体范围约33×28×20mm3，这与肝肿瘤的大体形态相一致，即
对于直径3cm左右的肝脏肿瘤，此工作条件（60W，180S）凝固范围可覆盖整个瘤区。
实验测量结果显示：
60W微波作用横径可达2.5cm左右，且坏死区域边缘处温度为50
℃±5℃。
因此，测温的结果可作为判断肝组织凝固性坏死的依据。
20W—50W、180S最大凝固范围为20×15×12mm3，时间延长至360S范围为31×21
×20mm3，表明60W，180S是球形病灶的理想辐射能量，国外采用60W，120S形成免肝
凝固灶形状与我们实验结果大小相似。
三、微波热凝固化治疗后局部声像图变化
微波天线系金属制品，显示为清楚的强回声带，微波发射后，在最初l－3分钟内，
随着局部温度升高，以针道为中心出现强回声并向四周迅速扩散增大，形成椭圆状球
11
体。
功率增大和时间延长强回声区扩散增大范围并不显著，如用功率70W，作用时间
360S，凝固灶为36×29×21mm3，微波作用后24小时，强回声针道显示尚清楚，凝固
区局部呈中等回声，周边有境界感。
微波作用8天及28天后，凝固灶呈不均匀性等回
声，周边有强回声光环，此征可能与病理上四周绕有纤维反应带有关。
四、自制微波治疗仪的初步评定
时间、功率可调，实验参数显示正确、简明、操作使用方便，微波热凝固范围和
国内外报告类同。
实验结果表明，本仪器研制是成功的，本为进一步用于临床创造了
条件。
五、PMCT的局限性
通过实验，我们认为因微波的作用场有一定的限制，凝固区域为35×28×21mm3左
右，因此本治疗适用于单个或2－3个小肝癌病灶的患者，对中晚期肝癌效果可能受到
限制，周围有卫星灶者也难以奏效。
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江苏超声医学1999年第10卷第2期
12
超声导向下经皮肝穿刺微波治疗肝癌（附11例报告）
江苏省肿瘤医院B超室谭旭艳，吴丹，贾译清等
【摘要】目的探讨和总结微波治疗肝癌的临床近期疗效。
方法对11例肝癌（19
个病灶）在B超引导下行微波治疗，通过治疗前后比较包括体重、自觉症状、
肝功能AFP及US、CT检查进行对比观察。
结果11例中9例自觉症状
改善，肝功能恢复正常，AFP值下降或正常，占83.33%（5／6），术后一个
月病人瘤体均缩小＞l／3；一周后US显示瘤体内血供基本消失，CT增强后
无强化现象。
无并发症发生。
结论微波治疗肝癌只要适应症选择好，疗
效确切且安全可靠。
【关键词】肝癌；微波治疗；超声引导
HepatocarcinomaTreatmentbyPercataneousMicrowave
Coagulation（Areportof11cases）
TANXuyan,WUDan,JIAYiqing,etal.DepartmentofUltrasonography,JiangSuCancerHospital,Nanjing
[Abstract]ObjectiveExploreandsummarizethelatestclinicaleffectivenessof
treatmentbyPercataneousMicrowaveCoagulation.Methods11casesofhepatocarcinoma
weretreatedbymicrowavecoagulation,weobservedresultsbycomparingthestatesof
preoperativeandpostoperative,includesymptom,liverfunction,AFPvalueandimages（US
andCT）data.Resultsthesymptomabatedin9patients.LiverfunctionandAFPvalue
decreasedorrecoveredtonormallevelin83.33%（5/6）.USshowedtherewasn’tblood
flowingintumorandbesideit1weekaftertheoperation,CTappearanceofhepatomas
followingintravenouscontrastshowednoobviousenhancement.Nocomplication.
ConclusionTreatmentofhepatocarcinomabypercataneousmicrowavecoagulationhas
significantlatesteffects.Ifonlytheindicationisverysuitableforthistechnique,itwillbe
safetyandreliability.
[Keywords]Hepatocarcino
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