低温治疗技术研究进展.docVIP

低温治疗技术研究进展 　　摘要：低温治疗是一种重要的临床治疗手段。本文介绍了最近十年来低温治疗设备、治疗过程模拟、手术效果评价等方面的研究进展。 　　关键词：低温治疗；进展；低温治疗设备；数值模拟；评价 　　低温治疗是利用低温冷冻方法杀伤破坏病变人体组织，以达到去除病变的目的，具有减少出血、反应轻、安全性高、康复时间短以及能防止肿瘤扩散等优点[1-2]。1961年，Cooper和Lee创立低温冷冻外科以来，冷冻治疗技术不断发展，几乎进入了所有医学领域，成为目前治疗抗药性很强的大块肿瘤的重要方法，已在普外科、脑外科、泌尿科、骨伤科、胸心外科、皮肤科、肿瘤科等科室的临床手术中得到应用[3]。本文将综述近年来低温治疗技术的研究概况，分三个方面：1）低温治疗设备，包括探头；2）低温治疗过程的数值模拟方法以及优化的应用；3）低温治疗长期疗效的分析和评价。 　　1 低温治疗设备的发展 　　低温治疗仪主要应用于医院肿瘤切除，要求制冷系统具有结构紧凑、使用方便、振动小、噪音低等特点，并且对冷冻温度和冷量的控制也有严格要求。由于低温治疗仪对冷源的特殊要求，常用的低温医疗的冷源主要有以下形式：（1）相变制冷；（2）气体节流制冷；（3）热电制冷。低温治疗过程中，探针的温度、大小、位置，以及冻融时间，降温速度对于疾病的治疗具有重要的影响，决定组织的冷冻发展方向、损伤范围，对于肿瘤组织的切除具有重要意义[4-5]。 　　浙江省医疗研究所的吕维敏等提出了采用PLC控制自增压模块调节探针供液压力的液氮低温治疗仪，可以在线监测记录组织及探针温度，方便用户查阅和分析，采用PLC和自增压模块具有液氮补充便捷、探针冷量稳定、仪器操作方便的优点[6]。针对偏远地区运输不便、缺乏有效的液氮存储设备，Coleman等提出了采用两级复叠制冷系统作为冷源，高温端采用R404A作为制冷工质，低温端采用R23作为制冷工质，新设计的低温治疗装置探头在-80℃温度位，获得20W的制冷量，但系统结构复杂、操作繁琐[7]。浙江大学张绍志等，提出了采用混合工质精馏循环的低温治疗仪，采用单台压缩机、并且低温端无运动部件，使系统结构??化、性能可靠且可长时间连续工作，有利于偏远地区冷冻手术开展，用于治疗较大肿瘤组织时，可以使用多个探针提高制冷量，且可以根据需要制作成管径很小的低温探针，灵活插入血管内用于治疗心率不齐等疾病[8-9]。 　　Holman等利用“珀尔帖效应(Peltier effect)”设计了一套低温治疗装置，制冷量较小，只能应用在皮肤疾病治疗上[10]。Takeda等采用多级复叠增加系统制冷量，并且设计了一套采用帕尔沾效应的低温治疗探针，从而可以提高热电式低温治疗仪的应用范围。探针结构如图1所示，采用PID控制器调节电流大小控制探针温度、制冷量和降温速度[11]。该探针在-20℃～－40℃范围内的降温速率在250 ℃/min ～350 ℃/min.对于治疗皮肤组织疾病的有效冷冻速率为50 ℃/min ～200 ℃/min，通过调节探针的电流大小可以满足治疗皮肤疾病的要求。 　　图1 低温治疗探针的示意图 　　Clarke等为能有效控制最终形成的冷冻区域的形状，保护正常组织不被破坏，在多个探头中加入结构与低温探针类似的低温加热器，通过加热器调节探针温度控制组织的温度分布[12-13]。Rabin等设计了一种可控温的探针，在探头尖端增加一个电阻加热器，通过温控器调节加热量的大小，实现对探针温度、探针制冷量控制。具有加热保护作用的探针，可以有效减少低温治疗对正常组织的损害，在现有的影响技术前提下都可以有效的控制低温治疗的效果，对冷冻范围进行有效控制[14-15]。CryoCath Technologies公司生产的新型氩气低温治疗仪，采用钳型或可伸缩结构探针，治疗心脏房颤获得很好的效果[16]。 　　2 低温治疗效果的评价 　　对比了冷冻、微波、射频、激光在治疗心脏房颤的效果，指出低温治疗可以保证组织完整、减少出血，有效避免治疗过程中的副作用， 93%的病人样本治疗后没有出现并发症，具有很好的疗效，但冷冻疗法在治疗冠状动脉和食管疾病时，会造成管壁破裂，有极大副作用[17]。Rukstalis通过对多个肾癌病人样本，5年以上的低温冷冻治疗跟踪调查发现，经过有效治疗存活率为89.5%，肿瘤在1.1～4.6cm之间时低温冷冻治疗后的存活率为87.5，充分治疗后存活率提高到97.5%，长期观察低温治疗在肾肿瘤疾病治疗中具有很好的效果[18]。Baust在不同诊所长期跟踪不同疾病病人样本低温冷冻治疗情况，长期观察没有发现低温治疗的并发症和死亡现象，具有满意治疗效果[19]。Annibale对比研究探针为6mm和8mm治疗心颤的疗效，发现6mm成功率88%，8mm成功率100%，冷冻治疗可