冷冻消融针与系统比较的标准化指标 —— 致死等温线比率(LIR)的建立及应用研究

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:CVIR Oncology

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  为解决冷冻消融(CA)中致死等温线(-20°C、-40°C)不可见致肿瘤覆盖不足的问题,研究人员开展致死等温线比率(LIR)标准化指标研究。对 3 种系统分析发现,液氮系统 C 的 LIR 显著更高,针簇对>45mm 冰球更有效,LIR 助优化系统选择。

  在肿瘤治疗的微创领域,冷冻消融(Cryoablation, CA)凭借其精准靶向与较少创伤的特性备受关注。然而,当前临床实践中,医生主要依赖可见的冰球形成(定义为 0°C 冷冻前沿)来评估肿瘤消融效果,却无法直接观察到关键的致死等温线 ——-20°C 和 - 40°C 温度区域,而这两个温度是确保细胞死亡的关键阈值。-40°C 以下会引发细胞内冰12晶形成直接破坏结构,-20°C 则通过渗透效应和缺血损伤等机制导致细胞死亡,但这些关键区域的不可见性可能导致肿瘤覆盖不充分,增加局部复发风险。如何量化致死温度区域与可见冰2球的关系,成为提升冷冻消融精准性的关键科学问题。
为攻克这一难题,来自美国布鲁克林技术高中、纪念斯隆凯特琳癌症中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)和威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medical College)的研究团队开展了一项具有突破性的研究,相关成果发表在《CVIR Oncology》杂志上。研究旨在建立 “致死等温线比率”(Lethal Isotherm Ratio, LIR)这一标准化指标,通过量化可见冰球中致死温度区域的占比,为不同冷冻消融系统及针具的性能比较提供科学依据。

研究技术方法


3究纳入三种 FDA 认证的冷冻消融系统:基于氩气焦耳 - 汤姆逊技术的系统 A(Boston Scientific)和系统 B(Endocare/Varian),以及液氮系统 C(IceCure Medical)。通过分析这些系统在超声凝胶中测得的 0°C、-20°C 和 - 40°C 等温线数据(n=216),计算 LIR(即 - 20°C 或 - 40°C 等温线宽度与 0°C 冰球宽度的百分比),并比较单针及针簇组合的性能差异。研究采用皮尔逊相关分析和线性47回归评估等温线间的相关性及针簇对 LIR 的影响,同时计算 95% 置信区间以验证统计显著性。

研究结果


###8# 等温线相关性分析
所有系统的冰球宽度与致死等温线均呈现强线性相关(ρ:0.880–0.999, p=0.0001)。其中,系统 A 的 - 20°C 和 - 40°C 等温线相关系数分别为 0.962 和 0.915,系统 B 为 0.919 和 0.880,系统 C 为 0.979 和 0.916,表明可见冰球尺寸可有效预测致死温度区域范围。

致死等温线比率5910(LIR)比较


液氮系统 C 的 LIR 显著高于氩气系统 A 和 B。在 - 20°C 时,系统 C 的 LIR 为 80.6%±3.9%,系统 A 和 B 分别为 69.6%±4.6% 和 69.6%±7%;-40°C 时,系统 C 为 60.3%±5.6%,系统 A 和 B 分别为 44%±6.3% 和 51.4%±7.4%,差异均具有统计学显著性(p<0.0001)。

单针与针簇性能511差异


对于宽度超过 45mm 的冰球,系统 A 的针簇组合可显著提升 LIR(-20°C:79.3%±4.2%;-40°C:60.9%±8.3%),接近系统 C 单针的性能,且针簇对大冰球的致死等温线扩展具有近乎完美的相关性(ρ=0.998–0.999)。

研究结论与讨论


512本研究首次提出 LIR 作为冷冻消融系统性能比较的标准化指标,揭示了系统技术(氩气 vs. 液氮)对冷冻效率的决定性影响。结果表明,单根液氮针在处理<45mm 的冰球时具有显著优势,而针簇组合更适合消融较大肿瘤,为临床根据肿瘤大小选择最优消融方案提供了量化依据。

LIR 的引入有望改变传统615依赖可见冰球直径的经验性操作模式,通过将致死温度区域纳入量化评估,可减少肿瘤覆盖不足的风险,提升手术成功率并降低局部复发率。尽管研究基于超声凝胶模型,未13完全模拟生物组织的复杂热特性,且存在不同厂商测试方法的差异,但 LIR 为标准化冷冻消融评估迈出了关键一步。未来研究需进一步在体内验证 LIR 与实际消融区域的相关性,并开发结合组织特异性的计算模型,以推动该指标在精准肿瘤治疗中的广泛应用。

这项研究不仅为介入肿瘤学1416领域提供了新的评估工具,更通过标准化方法学的建立,为冷冻消融技术的优化及跨系统比较奠定了基础,有望成为提升肿瘤微创治疗精度的重要里程碑。

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