Криотерапия — это древний и энергичный метод абляционного лечения. Криогенное воздействие криогенного вещества и замораживающего аппарата применяется для некротизации и вытеснения клеток ткани-мишени с целью лечения заболевания. В настоящее время криотерапия включает в себя как контактные, так и бесконтактные методы. Контактная криотерапия — это традиционная криоабляция (криооттаивание) и криореканализация (криотомия), а бесконтактная криотерапия — это спрей-криотерапия низкого давления (спрей-криотерапия). Криотерапия широко используется для лечения специфических заболеваний легких, особенно доброкачественных и злокачественных образований в просвете дыхательных путей, с использованием жесткой бронхоскопии и/или изгибаемой бронхоскопии в качестве интервенционной среды.
I. Принципы работы и основное оборудование для криотерапии
1. принцип и механизм криотерапии: движение молекул внутри клетки тесно связано с температурой. При снижении температуры движение молекул замедляется и в конце концов прекращается. Таким образом, факторами, определяющими гибель клеток при криотерапии, являются: продолжительность замораживания, время оттаивания, минимально достигнутая температура, скорость замораживания и количество замораживаний-оттаиваний. Охлаждение криозонда основано на принципе Джоуля-Томсона, когда жидкий хладагент быстро высвобождается из баллона высокого давления, и газ переходит из состояния высокого давления в состояние низкого давления. Быстро расширяющийся газ забирает тепловую энергию из окружающей среды и преобразует ее в кинетическую энергию, необходимую для расширения, что приводит к быстрому понижению температуры в передней части криозонда.
(1) Механизм повреждения клеток при замораживании: в основном включает ① выдавливание кристаллов за пределы клетки и деформацию клетки (эффект выдавливания льда). (2) Разрушающее воздействие кристаллов внутри клетки на клеточную мембрану. ③Обезвоживание клеток, приводящее к их распаду. ④Таяние после замораживания, особенно медленное естественное таяние, приводит к тому, что мелкие кристаллы льда внутри клетки накапливаются в крупные кристаллы льда, что также может привести к разрушению и гибели клетки.
(2) Механизмы замораживания-размораживания и разрезания ткани: в основном ① Замораживание-размораживание: замораживание создает четкую границу между замороженной и незамороженной тканью. Наличие микроциркуляции определяет воздействие криотерапии на ткани. Во время криоабляции тромбоз микрососудов в радиусе 5 мм от криозонда приводит к ишемии и инфаркту ткани, а Ларсон и др. сообщили, что во время криоабляции могут формироваться две различные зоны, а именно центральная зона клеточного некроза и периферическая зона клеточного повреждения. Центральная некротическая зона увеличивается при втором замораживании, поэтому один сеанс замораживания не является эффективным для проведения криоабляции. Кроме того, ишемический некроз тканей появляется только через 7-15 дней после криоабляции, поэтому эффективность терапии замораживанием-оттаиванием отсрочена и не применима для лечения снятия острой обструкции центральных дыхательных путей. ② Криотомия проводится на основе замораживания-оттаивания. Кристаллический лед, образующийся при низкой температуре от 0°C до -30°C, обладает сильной связующей силой и может образовывать спайки, если криозонд находится в контакте с тканью; эта спайка изменяется в зависимости от температуры, что является основой криотомии. Вместе с четкой демаркационной линией между зоной заморозки и окружающей зоной, спайки могут быть легко удалены из опухолевой ткани вокруг зонда, за исключением того, что при выполнении криосекции требуется новый тип криозонда. Новый зонд имеет большую площадь поверхности, чем обычные криозонды, что позволяет повысить эффективность замораживания и замораживать более крупные ткани. Кончик зонда также более надежно прикреплен к центральному газовому каналу, что позволяет новому зонду выдерживать большие усилия при вытягивании. Это позволяет применять криотомию для своевременного уменьшения или устранения симптомов острой обструкции просвета дыхательных путей.
2. Оборудование и приборы для криотерапии
(1) Замораживающий агент: В настоящее время существует три основных типа замораживающих агентов, используемых для бронхоскопической криотерапии: углекислый газ, закись азота и жидкий азот. В условиях комнатной температуры углекислый газ после выпуска из баллона высокого давления образует кристаллы, и эти кристаллы оказывают определенное влияние на работу зонда, но благодаря своей безопасности и низкой цене он чаще используется в Китае. Чаще всего используется закись азота, поскольку она может довести кончик замороженного зонда до -89°C в течение нескольких секунд после выпуска из баллона высокого давления, при этом кристаллы не образуются. Жидкий азот может довести самую низкую температуру кончика зонда до -196℃, что обычно используется при обработке спрей-замораживанием.
(2) Устройство управления в основном включает в себя морозильный хост и панель управления, ножной переключатель. В настоящее время в Китае в основном используются приборы для криотерапии немецкой компании ERBE и пекинской компании Kulan. (3) Замораживающий зонд: подразделяется на гнущийся замораживающий зонд и твердый замораживающий зонд. Они используются для изгибаемой бронхоскопии и жесткой бронхоскопии для интервенционной диагностики и лечения соответственно. Новый криозонд, используемый для криотомии и криосекции, имеет длину 78 см и диаметр 2,3-2,4 мм. В отличие от зонда для замораживания-размораживания, новый зонд имеет большую площадь поверхности, что позволяет повысить эффективность замораживания и замораживать более крупные ткани. Кончик зонда также более надежно прикреплен к центральному газовому каналу, что позволяет ему выдерживать большие усилия при вытягивании. Ручка усилена вместе с зондом, чтобы избежать чрезмерного изгиба, коннекторы имеют индивидуальную конструкцию для увеличения срока стерилизации, а поверхность зонда изготовлена из гидрофильного материала для защиты зонда от изгиба.
Метод работы
Криотерапия проводится с использованием жестких бронхоскопов и изгибаемых бронхоскопов в качестве интервенционных инструментов. Выбор основывается на состоянии пациента, имеющемся оборудовании и квалификации персонала. По сравнению с этим, криотерапия более распространена в клинической практике, поскольку она более безопасна и менее раздражающая для пациента, и может быть выполнена через изгибаемый бронхоскоп под местной или общей анестезией, а поскольку минимальный диаметр криозонда составляет 1,9 мм, можно выбрать изгибаемый бронхоскоп с рабочим отверстием 2 мм или более. Однако для жесткой бронхоскопии можно выбрать криозонд большего диаметра, что дает значительный эффект и сокращает время лечения, но должно проводиться под общей анестезией.
1. предоперационная подготовка: Обычное чтение снимков грудной клетки и КТ грудной клетки для понимания и ознакомления с местом, протяженностью, длиной и диапазоном внутрипросветного поражения, а также КТ грудной клетки с прямым усилением, если необходимо, для уточнения соотношения между поражением и кровеносными сосудами для определения замораживания-оттаивания или криотомии. Полностью оценить общее состояние пациента и риски лечения.
2.В соответствии с состоянием пациента и способом анестезии, установите внутривенный доступ и регулярно контролируйте ЭКГ, дыхание, артериальное давление и насыщение кислородом пульса пациента интраоперационно и в динамике.
3.Операция в соответствии с процедурой бронхоскопии. После выявления поражения аспирируйте поверхностные выделения и скопившуюся кровь из поражения и регулярно распыляйте 1-2 мл 0,005 % разведения эпинефрина для уменьшения сочащихся и кровоточащих выделений.
Металлический конец криозонда должен находиться не менее чем на 5 мм выше дистального конца бронхоскопа. Для замораживания очага поражения можно использовать кончик зонда или боковую стенку зонда, при этом металлический конец зонда должен располагаться как можно дальше от очага поражения или глубоко внутри него для достижения максимального эффекта замораживания.
5. переключатель замораживания нажимается на педаль в течение приблизительно 30 с. На кончике зонда для замораживания образуется шарик льда, ткань отбеливается и обезвоживается, что позволяет замораживать от 30 с до 60 с. Опытный оператор обычно может определить оптимальное время замораживания по изменению цвета. Отпустите переключатель заморозки и дайте ему разморозиться самостоятельно, выполнив 1 цикл заморозки-разморозки в течение примерно 1-3 мин.
6. Через неделю после процедуры замораживания-оттаивания проводится бронхоскопия. С одной стороны, оценивается эффект от замораживания-оттаивания, с другой стороны, некротическая ткань после замораживания-оттаивания очищается, очистка может быть выполнена с помощью бронхоскопического отсоса, биопсийного пинцета или пинцета для инородных тел, при необходимости проводится замораживание слизистой оболочки для очистки, и дальнейшее замораживание-оттаивание остаточного поражения.
При криотомии передний конец зонда вводится на 1-2 см внутрь очага поражения, затем нажимается педаль для замораживания, время замораживания составляет от 3 с до 20 с. Большая часть процесса замораживания проводится в визуальных условиях, чтобы предотвратить обморожение нормальной стенки дыхательных путей. После образования кристаллов вокруг зонда замороженную ткань можно отрезать непосредственно, потянув за замораживающий зонд и бронхоскоп, а после удаления бронхоскопа и замораживающего зонда вместе из дыхательных путей отрезанную ткань можно разморозить, поместив ее в физиологический солевой раствор, и очистить целевую ткань в дыхательных путях, повторив вышеописанную операцию.
8. в дополнение к вышеуказанным этапам, аэрозольная криотерапия под низким давлением проводится в верхней части стеноза, а не перпендикулярно стенозу, так как жидкость превращается в газ при распылении жидкого азота на ткани-мишени, увеличивая объем в 700 раз, и обеспечивая эффективное высвобождение большого количества газа в течение короткого периода времени, чтобы избежать травм от давления воздуха. При проведении криотерапии распылением убедитесь, что соединение с вентилятором отсоединено, чтобы газ мог эффективно выходить. Каждый сеанс распыления длится 5 секунд, всего проводится 4 цикла лечения, общее время лечения составляет около 30 минут.
Показания и клиническое применение криотерапии
1. Показания к проведению криотерапии
(1) Паллиативное лечение и резекция злокачественных опухолей трахеи и бронхов. (2) Эффективное лечение слизистой и подслизистой карциномы in situ и поверхностной карциномы в трахее и просвете бронхов. (3) Радикальное лечение доброкачественных поражений трахеи и бронхов. (4) Удаление инородных тел из просвета трахеи и бронхов. (5) Удаление слизистой пробки, кровяного сгустка и грануляционной ткани из просвета трахеи и бронхов. (6) кровохарканье вследствие видимых доброкачественных или злокачественных образований. (7) Адъювантная терапия при химиотерапии и радиотерапии злокачественных опухолей.
2. Преимущества криотерапии
(1) Легко контролировать глубину, что снижает риск перфорации. (2) Отсутствие повреждения хрящей и соединительных тканей, следовательно, высокая безопасность криотерапии в полости дыхательных путей. (3) Его можно использовать для пациентов с кардиостимуляторами, так как отсутствует эффект высокочастотной электрокаутеризации. (4) Криотерапия — это низкотемпературное лечение, поэтому риск возгорания отсутствует. (5) Он недорог, прост в освоении и удобен для широкого внедрения. (6) Он не повреждает стент и может использоваться для устранения доброкачественной и злокачественной гиперплазии тканей в дыхательном стенте.
3.Оценка эффективности
(1) Криотерапия злокачественных опухолей в трахее и просвете бронхов
Симптоматические, неоперабельные злокачественные опухоли трахеи и бронхов являются основным показанием для криотерапии. Lee et al. проанализировали в общей сложности 2353 пациента в 16 относительно хорошо документированных исследованиях и показали значительное улучшение респираторных симптомов, функции легких и качества жизни. Общая эффективность лечения составила 80%, а частота осложнений варьировалась от 0 до 11,1% и была в пределах допустимых значений. На сегодняшний день исследования показали, что бронхоскопическая криотерапия злокачественных опухолей в трахее и просвете бронхов безопасна и эффективна. Yu Xiaoying и др. провели криотерапию 56 случаев эндотрахеальных злокачественных опухолей, при этом эффективность составила 96,4%, а значительных осложнений не возникло. Feng Huasong и др. провели лечение 30 случаев злокачественных опухолей в трахее и бронхах с помощью замораживания-оттаивания и замораживания-отсечения, эффективность составила 91,7%, без явных осложнений. Симптомы обструктивной пневмонии и ателектаза были значительно купированы после криотерапии (66,7%). По сравнению с лазерным и электрокаутеризацией, криотерапия имеет такие преимущества, как низкая стоимость, легкая защита и меньшая вероятность перфорации стенок дыхательных путей и внутрипросветного ожога.
Криохирургия может эффективно лечить злокачественные опухоли в просвете трахеи и бронхов. Впервые о криохирургии сообщили Hetzel и др. в 2004 году, когда они использовали новый криозонд для преодоления недостатков медленного замораживания-оттаивания и достижения немедленной реканализации просвета дыхательных путей и полного устранения обструкции в просвете бронхов. Это проспективное исследование было проведено на 60 пациентах. У 23 из этих пациентов просвет бронхов был полностью обтурирован, а у остальных 37 пациентов наблюдалась тяжелая обструкция. После однократной криотомии полная реканализация просвета трахеи была достигнута сразу у 37 пациентов (61%), а частичная реканализация — у 13 пациентов (22%), хотя остаточная опухолевая ткань обтурировала дыхательные пути, но трахеоскоп диаметром 6 мм легко проходил через стеноз, что дало общий процент успеха 83%.
Использование спрей-криотерапии низкого давления при эндолюминальных злокачественных опухолях трахеи и бронхов только начинается, Greenwad и др. использовали спрей-криотерапию низкого давления для лечения рака пищевода с хорошими результатами, поэтому Krimsky и др. первыми исследовали безопасность спрей-криотерапии низкого давления при злокачественных опухолях дыхательных путей и глубину воздействия на дыхательные пути. 21 пациенту с резецированными опухолями бронхов была проведена спрей-криотерапия низкого давления, а резецированные ткани были подвергнуты патологическому анализу. Результаты показали, что глубина воздействия на дыхательные пути составила всего 1,5 мм и не было значительного воздействия на хрящи и соединительную ткань дыхательных путей, что свидетельствует о том, что замораживание спреем безопасно для лечения повреждений в просвете дыхательных путей. Предполагается, что при проведении широкомасштабных клинических исследований аэрозольное замораживание под низким давлением станет новым вариантом лечения злокачественных опухолей в просвете дыхательных путей.
(2) Криотерапия доброкачественных опухолей и доброкачественных образований в просвете трахеи и бронхов
Поскольку криотерапия с меньшей вероятностью вызывает образование рубцов по сравнению с термическим лечением, она имеет хорошее применение при доброкачественных поражениях дыхательных путей, таких как воспаление, травма, гранулематозный стеноз и гиперплазия вследствие интубации трахеи, а также при некоторых доброкачественных опухолях, таких как папиллома и злокачественные опухоли. Например, при лечении туберкулеза бронхов, особенно язвенно-некротического и гранулематозного туберкулеза бронхов, эффективность улучшения стеноза просвета может достигать 100%, также есть хорошие результаты при абляции поражений гиперплазии грануляционной ткани в анастомозе после трансплантации легких и при абляции грануляционной ткани в дыхательном стенте и его двух концах. Использование криохирургии для удаления пролиферирующей грануляционной ткани из просвета дыхательных путей было показано как быстрое и эффективное. Frank и др. сообщили, что удаление липомы, слизистых пробок, инородных тел трахеи, грануляционной ткани и карциносаркомы из бронхов привело к немедленной реканализации просвета дыхательных путей.
Определенный прогресс был достигнут в лечении доброкачественных стенозов дыхательных путей с помощью замораживания спреем. Фернандо и др. провели лечение 35 пациентов с доброкачественными стенозами дыхательных путей, используя комбинацию замораживания спреем низкого давления и баллонной дилатации. У 18 из них был подглоточный стеноз, у 9 — стеноз трахеи и у 8 — стеноз бронхов, и в общей сложности было проведено 63 процедуры аэрозольного замораживания под низким давлением, с 3-4 циклами аэрозольного замораживания на одну процедуру. В основном это было связано с тем, что при распылении криотерапии вблизи стеноза не удавалось эффективно выпустить раздутый газ.
4. Осложнения криотерапии и их лечение
(1) Кровотечение: Основным осложнением замораживания-оттаивания или криотомии является кровотечение, но, как правило, оно встречается редко. При небольших кровотечениях лечение не требуется благодаря коагуляционной функции организма. При небольшом кровотечении для остановки кровотечения проводится бронхоскопический отсос или промывание ледяным физраствором, а при чуть большем кровотечении для остановки кровотечения используется инфильтрация 0,005 % разведенным эпинефрином. У пациентов со значительным кровотечением для остановки кровотечения может быть использован APC. Сообщений о нарушениях гемодинамики из-за кровотечения в результате криотерапии не поступало.
(2) Эмфизема средостения и пневмоторакс: встречаются редко. Если эмфизема средостения выражена сильно, возможен разрез и дренирование верхнегрудинной ямки. Если тяжелый пневмоторакс не удается улучшить с помощью оксигенации и других методов лечения, может быть проведено закрытое дренирование грудной полости.
(3) Другие: сообщалось о мерцательной аритмии, бронхоспазме и лихорадке, которые в основном носят преходящий характер и иногда могут пройти самостоятельно без специального лечения.
5. Меры предосторожности при криотерапии
(1) Криотерапия в основном удаляет доброкачественные или злокачественные поражения из просвета дыхательных путей, поэтому криотерапия не может удалить невидимые ткани и не эффективна при поражениях с экстралюминальным давлением.
(2) При замораживании-оттаивании целевой ткани на одном и том же участке следует провести не менее трех циклов быстрого замораживания-медленного оттаивания для достижения максимального эффекта замораживания, поскольку одна процедура замораживания-оттаивания неэффективна. Замораживание-размораживание требует недели для отпадения тканей и поэтому не подходит для поражений, которые вот-вот вызовут остановку дыхания и требуют немедленного удаления. Также важно учитывать возможность асфиксии из-за отека окружающих тканей после замораживания-размораживания. Криотомия выполняется относительно быстро, но все же должна использоваться с осторожностью и не является предпочтительным методом для удушения эндотрахеальных повреждений.
(3) При проведении криотерапии распылением следует учитывать быстрое расширение газа за короткий период времени, поэтому эффективные каналы для выхода газа должны быть беспрепятственными, чтобы избежать осложнений.
(4) Криотерапия является лишь одним из методов лечения в просвете дыхательных путей, и ее совместное применение с другими методами лечения будет иметь более выраженный терапевтический эффект.
IV. Заключение
Криотерапия — безопасный, эффективный, недорогой и относительно простой в освоении метод, используемый в основном для лечения доброкачественных и злокачественных образований в полости дыхательных путей. При злокачественных поражениях в полости дыхательных путей криотерапия эффективна для улучшения клинических симптомов, качества жизни и продолжительности выживания. Криотерапия занимает важное место в лечении доброкачественных образований, поскольку она реже вызывает образование рубцов. Он более эффективен в сочетании с другими интервенционными методами лечения.