1、 不可逆電穿孔治療術不可逆電穿孔治療術 NanoKnife納米刀納米刀 廣州雅敦集團廣州雅敦集團 目錄目錄什么是納米刀什么是納米刀納米刀的工作原理納米刀的工作原理納米刀的特點納米刀的特點合理布針原則合理布針原則病例病例.強大電場產生微秒級的電脈沖，促使細胞凋亡。 .是一種非熱能的消融技術.每次最少需要支消融探針（支主針及支副針）進行工作.最多可連接支消融探針.與配套的心電同步儀同時使用可降低手術風險納米刀設備的組成部分納米刀設備的組成部分 非熱能消融非熱能消融1 不可逆電穿孔（Irreversible Electroporation 簡稱IRE）是一種非熱能消融技術1，電場不會產生任何熱量 應

2、用短脈沖、高電壓的直流電技術 細胞凋亡僅發生在消融區 在CT 或超聲引導下放置消融探針21.Li et al., PLoS ONE, 6(4): e18831, April 20112.Ball et al., Anesthesia & Analgesia, 110(5): 1305-9, May 20101. LCD顯示器2. 控制臺和鍵盤3. 探針面板4.心電同步儀5. 腳踏開關/腳踏板納米刀設備的組成部分納米刀設備的組成部分納米刀的附納米刀的附件件納米消融探針： 一次性使用的消融探針； 19G帶刻度； 有長度為15cm及25cm兩種規格可選； 針尖的暴露深度為04cm可調，步進為

3、0.5cm； 最大的插入深度為15或25cm。固定墊片： 幫助固定兩支消融探針使保持平行； 調節兩支消融探針的針距，10mm、 15mm、20mm、25mm。 納米刀的附件納米刀的附件AccuSync 心電同步儀： 是外置的心電同步設備；監護ECG心電，自動檢測R波并發送觸發信號； 與納米刀設備配套使用。目錄目錄什么是納米刀什么是納米刀納米刀的工作原理納米刀的工作原理納米刀的特點納米刀的特點合理布針原則合理布針原則病例病例消融探針釋放微秒級高壓脈沖擊破腫瘤細胞膜形成納米級不可逆電穿孔完整細胞完整細胞破壞細胞膜破壞細胞膜腫瘤細胞凋亡腫瘤細胞凋亡免疫胞吞噬碎片免疫胞吞噬碎片納米刀的工作原理納米刀的

4、工作原理.電場強度電場強度50-1000v/cm(可逆）1000-3000v/cm(不可逆）.脈沖寬度脈沖寬度 70-100 s導致細胞膜可逆導致細胞膜可逆/不可逆的條件不可逆的條件 納米刀的作用對象只針對細胞膜的脂質雙層，對膜蛋白等其他分子無作用。 不可逆電穿孔定義不可逆電穿孔定義1 通過強大電場產生微秒級的電脈沖，在細胞膜上形成多個納米級的不可逆電穿孔，破壞細胞內外平衡，從而促使細胞凋亡。1. Lee et al., Gut and Liver, 4 (Suppl. 1) 99- 104, Sep. 2010不可逆電穿孔治療效果不可逆電穿孔治療效果脈沖電場不可逆電穿孔免疫系統反應31天3天

5、7天14天影像來自AngioDynamics 豬肝臟的動物模型 細胞細胞凋亡1,2 巨噬細胞清除細胞碎片 1.Lee et al., Gut and Liver, 4 (Suppl. 1) 99- 104, Sep. 20102.Li et al., PLoS ONE, 6(4): e18831, April 20113.Lee et al., Technology in Cancer Research and Treatment, 6(4): 287-293, August 2007血管壁組織結構不受影響血管壁組織結構不受影響 血管壁由細胞及非細胞結構組成n膠質結構沒有受到影響膠質結構沒有受

6、到影響1 n第二天可見未受損傷的外膜和外彈力膜，沒第二天可見未受損傷的外膜和外彈力膜，沒有平滑肌細胞有平滑肌細胞 n第二天內皮細胞大量重新填充第二天內皮細胞大量重新填充 n第二周平滑肌細胞開始填充第二周平滑肌細胞開始填充血管壁組織結構沒有受到影響血管壁組織結構沒有受到影響 1.Wong, Jaime; Irreversible Electroporation of the Prostate, November 12th 2011, Presentation at Synergy 2011, Miami Florida, USA.消融區域重要結構得以保留消融區域重要結構得以保留 不可逆電穿孔技術

7、使細胞膜結構崩解導致細胞凋亡，而由蛋白形成的結構，如血管彈性纖維、膠原纖維及其他細胞基質并未受到影響。因此，血管和膽管等組織結構得以保留。動物及臨床數據證明對下列結構不會造成不可逆損傷：動物及臨床數據證明對下列結構不會造成不可逆損傷： 血管 膠原結構 非目標器官區域 膽管 尿道 輸精管 神經血管束 腎集合系統臨床沒有發現下列情況：臨床沒有發現下列情況： 膽漏、狹窄或血栓消融區域重要結構得以保留消融區域重要結構得以保留IRE消融對神經的影響消融對神經的影響1 IRE消融處理后患者的神經功能會短期內受影響，但最終能得到完全的恢復。 IRE消融對神經軸突有所損傷，但各種由蛋白形成的組織結構，如神經基

8、底膜、神經內膜和神經束膜等不被破壞，有利于神經纖維再生，最終使神經損傷得以完全恢復（動物實驗的結果是7周后完全恢復）。 1.第四軍醫大學學位論文：不可逆電穿孔（IRE）對細胞、組織作用的實驗研究目錄什么是納米刀什么是納米刀納米刀的工作原理納米刀的工作原理納米刀的特點納米刀的特點合理布針原則合理布針原則病例病例 納米刀的納米刀的6 6大特點大特點納米刀的納米刀的5大特點大特點相對于其他各種消融方法，具有以下優勢1.消融時間短2.消融區的重要組織得以保留3.不受熱沉效應影響4.消融徹底，消融邊界清晰5.使細胞凋亡而非蛋白質變性壞死NO1.NO1.消融時間短消融時間短 每對探針釋放90個微秒級的超短

9、脈沖，耗時小于1分鐘； 消融3cm的腫瘤耗時小于5分鐘血管神經膽囊、膽管胰管輸尿管組織結構未被破壞納米刀治療后的組織？為何納米刀可以擊穿腫瘤細胞的細胞膜，卻可以不傷害血管和神經？文獻報道，因這些組織中含有更多膠原的結締組織和彈性纖維，其細胞膜缺少產生不可逆電穿孔的Lipid bilayer（脂質雙層），因此在納米刀治療的時候，不會傷及血管和神經。No.2消融區的重要組織得以保留消融區的重要組織得以保留圖片來自：Imaging Guided Percutaneous Irreversible Electroporation: Ultrasound and Immunohistological C

10、orrelation非熱能消融，無“熱沉效應”不會因腫瘤靠近大血管而導致消融不徹底 No.3 無無“熱沉效應熱沉效應”治療更徹底治療更徹底No.4 消融徹底，消融邊界清晰消融徹底，消融邊界清晰凋亡是指細胞在其他誘導下發生的程序性死亡凋亡是指細胞在其他誘導下發生的程序性死亡細胞凋亡的優點之一是可利用免疫介入來清除凋亡細胞；同時吞噬細胞將凋亡細胞視為正常的死亡細胞,而將其清除以促進正常組織的再生與修復。No.5 細胞凋亡而非蛋白質變性壞死細胞凋亡而非蛋白質變性壞死術后第1天術后第3天術后第7天術后第14天經過納米刀治療后，消融區域可在短時間內被正常細胞替代，恢復其原有功能。No.5 細胞凋亡而非蛋

11、白質變性壞死No.5 No.5 細胞凋亡而非蛋白質變性壞死細胞凋亡而非蛋白質變性壞死目錄什么是納米刀什么是納米刀納米刀的工作原理納米刀的工作原理納米刀的特點納米刀的特點合理布針原則合理布針原則案例案例合理布針原則合理布針原則1.各針之間盡可能平行2.進針深度保持一致3.合理調節消融探針暴露深度4.準確測量針間距離 各針之間相互平行各針之間相互平行 探針保持相互平行，如果聚合或散開，實際消融區會與計劃消融區產生偏差。進針深度保持一致進針深度保持一致暴露20mm暴露20mm暴露20mm暴露20mm 合理調節消融探針暴露深度合理調節消融探針暴露深度暴露10mm暴露15mm暴露20mm暴露20mm準確

12、測量針間距離準確測量針間距離多針組合的消融區域多針組合的消融區域Two Probe Array多針組合的消融區域多針組合的消融區域 Three Probe Array 藍色： 3個矢量脈沖多針組合的消融區域多針組合的消融區域Four Probe Array藍色：6個矢量脈沖目錄目錄什么是納米刀什么是納米刀納米刀的工作原理納米刀的工作原理納米刀的特點納米刀的特點合理布針原則合理布針原則案例案例 胰腺手術文摘胰腺手術文摘1方法： 一項前瞻性多中心的評估，對2009年12月至2010年10月的44例晚期胰腺癌接受不可逆電穿孔術的患者的整體存活率進行了評估，并和85例期癌癥接受標準療法即單獨化療或放射

13、治療的患者的整體存活率進行了對比。結果： 29例為胰頭癌患者，15例為胰體癌患者。 40例患者在不可逆電穿孔術前接受了平均為5個月的單獨化療或化療放療結合治療。 32例患者在不可逆電穿孔術后接受了化療或化療放療結合治療。 胰腺手術文摘胰腺手術文摘1結果： 對比不可逆電穿孔術和標準治療，我們可以看到以下方面的顯著改善： 局部無惡化生存期 （14 vs 6 個月，P=0.01） 遠處無轉移生存期（15 vs 9 個月，p=0.02） 整體存活率 （20 vs 13 個月，p=0.03） 不可逆電穿孔術組90天死亡率為 2%。 胰腺手術病例報道胰腺手術病例報道11.Bagla et al., JVI

14、R, 23:142145, January 2012 肝臟不可逆電穿孔術肝臟不可逆電穿孔術 瑞典瑞典2 血管內皮細胞瘤：5 x 5 x 4 厘米 瑞典Uppsala大學 腫瘤圍繞右門靜脈分支到主門靜脈2.Case courtesy of Dr. Anders Nissen, Uppsala University Hospital, Sweden 肝臟不可逆電穿孔術肝臟不可逆電穿孔術 瑞典瑞典2 4支消融探針 放置相距2厘米 針頭暴露深度2厘米 2次2厘米退針 消融深度共6厘米 重置探針2次2.Case courtesy of Dr. Anders Nissen, Uppsala Univers

15、ity Hospital, Sweden消融24小時后，增強的超聲影像 肝臟不可逆電穿孔術肝臟不可逆電穿孔術 瑞典瑞典2 消融區域：7 x 5.5 x 5 cm 超聲造影顯示消融區域無強化（無殘留腫瘤） 無并發癥 門靜脈無異常 無膽管擴張 患者3天后出院1.Case courtesy of Dr. Anders Nissen, Uppsala University Hospital, Sweden肝臟不可逆電穿孔術肝臟不可逆電穿孔術 德國德國3 靠近肝靜脈的肝轉移瘤 Vivantes Klinikum Neuklln 柏林 不可逆電穿孔術處理近肝靜脈的病變。其它部位用射頻消融術治療。3.Cas

16、e courtesy Prof. Dr. Thomas Albrecht, Radiologie und interventionelle Therapie,Klinikum Neuklln, Berlin, Germany肝臟不可逆電穿孔術肝臟不可逆電穿孔術 德國德國3 消融后3.Case courtesy Prof. Dr. Thomas Albrecht, Radiologie und interventionelle Therapie,Klinikum Neuklln, Berlin, Germany肝臟不可逆電穿孔術肝臟不可逆電穿孔術 德國德國3總覽3.Case courtesy Prof. Dr. Thomas