本文介绍并描述了一种使用局灶性激光消融治疗前列腺癌的门诊治疗方法。激光导管的放置通过磁共振-超声融合成像引导,其操作方式类似于前列腺穿刺活检。治疗过程中通过放置在激光光纤附近的热探针进行实时监测。
本文介绍并描述了一种使用局灶性激光消融治疗前列腺癌的门诊治疗方法。激光导管的放置通过磁共振-超声融合成像引导,其操作方式类似于前列腺穿刺活检。治疗过程中通过放置在激光光纤附近的热探针进行实时监测。
本文描述并图示了一种针对前列腺癌(PCa)的门诊局灶性激光消融(FLA)治疗程序。该操作在概念上类似于融合活检,于门诊环境中在局部麻醉下进行,治疗时间通常少于一小时。激光光纤的插入由超声引导,病灶定位则采用磁共振成像-超声(MRI/US)融合技术,如同靶向前列腺活检一样。通过在激光光纤附近放置热敏探针,实现对消融过程的实时监测。视频展示了治疗前的规划、患者准备、操作过程中的各个步骤以及治疗监测。此前的一项临床试验已证实该方法的安全性、可行性和有效性。在局部麻醉下进行的门诊FLA可作为中等风险前列腺癌管理的一种选择。
前列腺癌(PCa)是美国男性最常见的内部恶性肿瘤1。预计2020年将有约19万例新发病例和3.3万例死亡,使其成为男性癌症死亡的第二大原因2。大多数前列腺癌病例在局限于前列腺时接受治疗是可以治愈的。然而,常规超声(US)成像通常无法识别前列腺内的癌灶;因此,传统治疗方式包括全腺体手术或放疗。随着磁共振成像(MRI)的引入,“全腺体”治疗模式已发生改变;与超声不同,MRI能够实现前列腺癌的病灶定位和靶向活检3,4,5,6。尽管MRI可能低估前列腺癌的多灶性7,并可能遗漏微小病灶8,但它能够可靠地识别优势病灶,而优势病灶几乎总是转移性疾病的驱动因素9, 10。
可靠的MRI对优势病灶的识别为前列腺癌(PCa)的局灶治疗(即部分腺体消融(PGA))提供了途径。PGA的目标是摧毁优势病灶,同时保留器官结构,从而最小化副作用。局灶性激光消融(FLA)是PGA的一种形式,其利用光能通过凝固性坏死来破坏组织11, 12。早在1993年,已有研究证实激光能量可用于消融前列腺组织13,并提出将激光纤维置入前列腺癌病灶以实现治疗目的。采用MRI引导纤维定位,并利用MRI热成像进行治疗监测(即在磁共振扫描仪内进行治疗),FLA的短期疗效似乎接近手术或放疗的效果5, 6, 12, 14,15,16,17,18,19。然而,在磁共振扫描仪内(即在MRI管腔内)进行的激光治疗通常操作繁琐、费用高昂、耗时较长,且对资源要求高。此外,此类管腔内操作仅由接受过亚专科培训的放射科医生实施。
作为孔内消融术(in-bore FLA)的替代方案,自2014年以来,加州大学洛杉矶分校(UCLA)一直在研究在临床环境中实施消融术的可行性——采用磁共振/超声融合成像进行引导,并使用间质温度探针进行治疗监测19, 20。在临床环境中进行的FLA操作流程与靶向活检类似,仅以激光光纤替代活检针。与目前可用于前列腺消融(PGA)的其他方法——高强度聚焦超声(HIFU)和冷冻消融——相比,此处所述的激光方法操作快速且成本较低,无需手术室或全身麻醉。
本文旨在描述并演示在泌尿科诊所中于局部麻醉下进行门诊FLA(局灶性消融)的操作。熟悉MRI/US融合靶向活检的泌尿科医生将能够理解FLA与活检操作之间的相似性。次要目标包括介绍有助于简化操作的技术要素,以及阐述局灶性治疗的优势。
注意:此处所述方法为加州大学洛杉矶分校(UCLA)用于前列腺荧光引导消融术(FLA)的操作流程。该研究项目及其方案已获得UCLA机构审查委员会(IRB)的批准。所有患者均接受过前列腺靶向活检,其中MRI影像由经验丰富的泌尿放射科医师进行解读。在MRI上可见的病灶,将根据系统模板在感兴趣区域(ROI)内及ROI外进行活检。阳性活检结果与MRI显示的感兴趣区域将用于规划激光消融治疗,以处理主要病灶并在肿瘤周围形成治疗边缘,因为MRI通常会低估肿瘤的实际大小。21 仅以下患者符合治疗资格:患有中等风险前列腺癌(GG2-3,PSA < 20,临床分期 < T2)、存在单一的主要ROI、且对侧无临床显著性前列腺癌。伴有出血体质或无法在无镇静条件下耐受治疗的患者被视为不符合治疗条件。
1. 治疗计划
2. 操作室准备
3. 经直肠超声探头准备
4. 患者准备
5. 前列腺神经阻滞给药
6. MRI-US 融合成像
7. 目标获取
8. 激光导管和温度探针的放置
9. 执行安全检查清单
10. 进行激光组织消融
11. 后续消融
12. 结束治疗疗程
FLA 的已发表结果见表2。其中包含多种方法和技术。在 SEER 数据库中可查到超过 400 例接受过各种形式 FLA 治疗前列腺癌(PCa)的患者。25 为了量化文献中报告的 FLA 病例数量及其特征,我们对 Medline 和 Cochrane 图书馆进行了系统性综述。检索采用全文字段搜索术语,包括“focal laser ablation”和“prostate cancer”。共审查了 247 篇文献的标题和摘要。仅纳入报告了局灶性激光消融、MRI 及肿瘤学结局的病例。共有 13 篇经同行评审的出版物符合纳入标准,共涵盖 333 例患者(表1)。
除2项研究外,其余研究均采用980 nm半导体激光进行治疗26, 27。治疗参数包括6–18瓦的功率水平,每个消融部位的治疗时间为1–4分钟(表1)。在9项研究中,通过磁共振测温法进行治疗温度监测,而在3项研究中则采用直接温度探针测量(表1)。除Lindner的研究以及Natarajan的后续研究外,所有研究均在磁共振孔内进行20, 26, 27
该队列的基线PSA中位数为5.7(范围1.1 - 14.8)。FLA治疗后3、6、12和24个月的PSA中位数分别为3.9、5.5、3.8和3.9。该队列的基线IPSS中位数为6。FLA治疗后3、6、12和24个月的IPSS中位数分别为5、5.5、7.3和11.5。该队列的基线SHIM中位数为20。FLA治疗后3、6、12和24个月的SHIM中位数分别为19、18、20和19。
在所有研究中,并发症的报告不一致;然而,仅有一例并发症被作者归类为III级(尿路感染)。16 作者未具体说明将其归类为III级事件的特征。另有两例直肠-尿道瘘被报告为II级不良事件,均在长期导尿后自行闭合。16
肿瘤学随访按随访时间分组:少于6个月、1年和2年(表2)。4项研究采用磁共振引导的孔内穿刺活检,6项研究采用磁共振-超声融合穿刺活检进行随访活检。2项研究采用系统性穿刺活检,2项研究进行了“治疗后切除”评估,即对前列腺切除标本进行评估。治疗成功标准依据德尔菲共识协议确定28。病灶内成功定义为既往消融区域内无≥格里森等级组2(GG2)的前列腺癌(PCa)。病灶外失败定义为既往消融区域外出现≥GG2的前列腺癌。在接受随访活检的患者中,治疗后6个月(N=83)、1年(N=64)和2年(N=39)的总体病灶内成功率分别为83%、83%和59%(表2)。
在加州大学洛杉矶分校(UCLA),自2014年起已连续开展三项关于前列腺局灶消融(FLA)的临床试验。29-31 共有18名中等风险前列腺癌男性接受了FLA治疗,其中8例在磁共振引导下(in-bore)进行,10例在临床环境中进行,未发生任何III级不良事件。目前,另有10名男性正在使用本文所述设备接受FLA治疗。31 所有患者在FLA治疗前均接受3T磁共振成像(使用体线圈)评估,并在治疗前6个月内接受MRI-US融合靶向活检(取样自感兴趣区域ROI)及系统性活检。基线活检和随访活检均在Artemis融合系统引导下通过MRI/US融合技术完成,并对所有活检位点进行追踪记录。
表1. 局灶性激光消融的已报道研究。
| 参考编号 | 作者 | 年份 | N | 中位年龄(范围) | 激光功率 | 治疗时间(秒) | 计划切缘 | 磁共振引导下操作 | 温度监测 | 基线Gleason评分 | ||||
| 3+3 | 3+4 | 4+3 | 4+4 | |||||||||||
| 26 | Lindner | 2009 | 12 | 56.5 (51-52) | - | 120 | - | 否 | 温度探针 | 12 | 0 | 0 | 0 | |
| 27 | Lindner | 2010 | 4 | 66 (61-73) | - | 120 | - | 否 | 温度探针 | 2 | 0 | 1 | 1 | |
| 5 | Oto | 2013 | 9 | 61 (52-77) | 6 - 15 W | - | - | 是 | MRI测温 | 8 | 1 | 0 | 0 | |
| 12 | Lee | 2014 | 23 | - | 8 W | 30-60 | - | 是 | MRI测温 | - | - | - | - | |
| 6 | Lepor | 2015 | 25 | 66 (49-84) | - | - | - | 是 | MRI测温 | 11 | 13 | 1 | 0 | |
| 18 | Al Barqawi | 2015 | 7 | 61 (56-69) | - | 90 | - | 是 | MRI测温 | 7 | 0 | 0 | 0 | |
| 15 | Bomers | 2016 | 5 | 66 (58-70) | - | - | 9 mm | 是 | MRI测温 | 2 | 2 | 1 | 0 | |
| 14 | Eggener | 2016 | 27 | 62 (-) | 6 - 15 W | 60-120 | 0 -7.5mm | 是 | MRI测温 | 23 | 3 | 1 | 0 | |
| 19 | Natarajan | 2016 | 8 | 63 (54-72) | 11 - 14 W | 180 | 定制* | 是 | 温度探针 # | 1 | 7 | 0 | 0 | |
| 20 | Natarajan | 2017 | 10 | 65 (52-74) | 13.75 W | 180 | 定制* | 否 | 温度探针 | 2 | 8 | 0 | 0 | |
| 35 | Chao | 2018 | 34 | 69 (52-88) | - | - | - | 是 | MRI测温 | 16 | 16 | 2 | 0 | |
| 17 | Al Hakeem | 2019 | 49 | 63 (51-73) | 10 - 15 W | 120 | 9 mm | 是 | MRI测温 | 13 | 29 | 7 | 0 | |
| 16 | Walser | 2019 | 120 | 60 (45-86) | 17 - 18 W | 180-240 | 5 mm | 是 | MRI测温 | 37 | 56 | 27 | 0 | |
表1:短划线(-)表示在已发表的论文中未提供相关信息。* 表示每个切缘均单独规划。# 表示同时使用温度探针和磁共振测温法进行监测。
表2. 局灶性激光消融的治疗结果。
| 参考文献编号 | 第一作者 | 随访活检方法 | 随访活检例数 | ≤ 6个月 | 12个月 | 24个月 | 不良事件 | ||||||
| 成功 | 失败 | 成功 | 失败 | 成功 | 失败 | I级 | II级 | III级 | |||||
| 26 | Lindner | MRI引导活检 | 12 | 12 | 0 | - | - | - | - | 2 | 0 | 0 | |
| 27 | Lindner | 前列腺切除术 | 4 | 2 | 2 | - | - | - | - | - | - | - | |
| 5 | Oto | MRI/超声融合活检 | 9 | 9 | 0 | - | - | - | - | 1 | 1 | 0 | |
| 12 | Lee | MRI/超声融合活检 | 13 | - | - | 12 | 1 | - | - | - | - | - | |
| 6 | Lepor | MRI引导活检 | 21 | 20 | 1 | - | - | - | - | 0 | 0 | 0 | |
| 18 | Al Barqawi | 系统性活检 | 5 | - | - | 5 | 00 | - | - | - | 1 | 0 | |
| 15 | Bomers | 前列腺切除术 | 5 | 1 | 4 | - | - | - | - | - | - | - | |
| 14 | Eggener | MRI引导活检 # | 27 | 27 | - | 7 | 31 | - | - | 7 | 2 | 0 | |
| 19 | Natarajan | MRI/超声融合活检 | 8 | 6 | 53 | - | - | - | - | 23 | 7 | 0 | |
| 20 | Natarajan | MRI/超声融合活检 | 10 | 6 | 40 | - | - | - | - | 38 | 6 | 0 | |
| 35 | Chao | MRI/超声融合活检 | 22 | - | - | - | - | 13 | 9 | - | - | - | |
| 17 | Al Hakeem | MRI/超声融合活检 | 49 | - | - | 40 | 91 | - | - | 34 | 11 | 0 | |
| 16 | Walser | MRI引导活检 | 44* | - | - | - | - | 26 | 18 | 8 | 8 | 1 | |
脚注表2。成功 = 消融区域内无≥GG2级前列腺癌;失败 = 存在≥GG2级前列腺癌:总数及病灶外(下标数字)。# 表示6个月时的活检采用MRI引导活检,但12个月时仅采用系统性活检。* 表示仅对前列腺特异性抗原(PSA)下降幅度<50%且消融后MRI阳性的患者进行活检;共有76例患者未接受活检。

图 1:治疗规划与评估,通过横断面 MRI(上排)和三维图像(下排)的叠加显示。 A 列显示治疗边界的界定,该边界围绕 MRI 上显示的癌变阳性靶区,并以邻近系统性穿刺活检阴性核心区域(蓝色)为界。B 列显示消融位置的规划,使治疗区域相互覆盖,以防止出现“跳跃”遗漏区域。C 列显示治疗后 2 小时采集的灌注加权成像,表明实际消融范围与计划范围之间具有良好对应性。 请点击此处查看该图的放大版本。

图2:前列腺在轴向超声图像中以金色轮廓标出。 角反射器(强回声带)由虚线箭头指示,刻蚀于激光导管上,距离弥散端(白色)5 mm处。温度探针插入至与激光光纤相同的深度,随后固定位置,并保持与激光导管平行,间距为8 mm,但位于超声扫描平面之外。探针内部设有八个相距4 mm的热传感器,可记录从强回声带基部至激光导管尖端各点的温度数据。最靠近直肠壁的温度测量值由温度探针基部的传感器(位置6-8)提供。请点击此处查看该图的放大版本。

图3:两次连续聚焦激光消融过程中局部温度记录。 Y轴 = 摄氏温度;X轴 = 时间(分钟)。垂直阴影条 = 激光激活时间段。蓝线 = 距激光光纤尖端8 mm处的温度(远端热电偶)。白线 = 距近端热电偶8 mm处的温度,该热电偶最靠近直肠壁。即使短暂达到60摄氏度的温度,也可确保发生凝固性坏死。请点击此处查看该图的放大版本。

图 4:治疗后 MRI(A)显示的消融区与整体切片标本(B)实际坏死区一致性示意图。 患者为一名 67 岁男性,前列腺癌位于右侧移行区,Gleason 评分为 3 + 4 = 7,参与了一项“治疗后切除”临床试验。A. 消融术后轴位 T1 加权增强 MRI 图像,显示激光治疗引起的灌注缺损(绿色)。B. 前列腺整体切片 H&E 染色图像。坏死组织以绿色标示,坏死周围组织以黄色标示,完整肿瘤(未治疗)以蓝色标示。经 Bomers 等人许可转载,出自《世界泌尿学杂志》,采用知识共享许可协议。15 请点击此处查看该图的放大版本。
本研究的目的是描述并图示一种用于前列腺癌(PCa)的局灶性激光消融(FLA)方法。该方法与其他局灶治疗技术不同,其设计旨在临床环境中于局部麻醉下实施。此处展示的FLA方法于2017年首次提出20,并自此持续优化。因此,本文所述操作流程可能对今后的研究者具有参考价值。
前列腺组织的激光治疗最早可追溯至伦敦大学学院McNicholas及其同事的研究,他们于1993年证实,使用Nd:YAG设备可在犬类前列腺中产生局灶性凝固性坏死。32 这些研究人员前瞻性地推测,该技术“……可能在破坏小范围局灶性前列腺肿瘤方面具有应用价值。" 随后,多伦多大学的Lindner等人于2009年首次报道了在人类中进行前列腺癌(PCa)激光消融治疗。26 在这项开创性研究中,Lindner结合了新兴的前列腺MRI技术、早期的影像融合软件以及传统的热消融探针,成功地对12名患者的前列腺癌病灶进行了靶向定位并实时监测了激光消融过程。
由于大多数有临床意义的前列腺癌(PCa)可通过现代多参数MRI显像,因此在磁共振引导下对可见病灶进行靶向治疗可能是诊断流程的自然延伸。在磁共振设备内对病灶进行靶向定位具有直接性,且磁共振测温技术可实现消融过程的远程监控。Raz等人于2010年报道了两例此类治疗33。Oto及其同事于2013年报道了一系列在磁共振设备内进行的激光消融治疗(N=9)5。Natarajan等人于2016年报道了专为此目的开发的硬件设备,推动了磁共振设备内激光消融(FLA)技术的应用19。多名放射科医生采用水冷式激光光纤以防止组织炭化,已广泛采用磁共振设备内操作方法;目前已有数百例磁共振设备内FLA治疗病例被报道(Walser, Feller, Sperling/Lepor)6, 16, 34, 35
尽管孔内消融术(FLA)的短期肿瘤学疗效可能较为理想(表1),但由于引言中所述的限制性因素,该技术不太可能被广泛采用。此外,用于治疗监测的磁共振测温技术也存在若干重要局限性。19 基于长达十年的MRI/US融合活检操作经验(病例数约4000例),我们提出假设:可像插入活检针一样,将激光光纤精准定位至前列腺癌病灶,并可通过热敏探针直接监测治疗过程。因此,在孔内操作经验的基础上,10名患者在美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)泌尿科门诊接受了孔外FLA治疗,手术仅使用局部麻醉,并采用MRI/US融合引导及热敏探针监测。20 新方法不仅证明了其安全性和可行性,且在后续活检中,接受该治疗的患者均未发现前列腺癌(PCa)存在的证据。
两项研究已阐明了FLA的组织效应,其中9例患者在激光手术后1-3周内接受了计划中的根治性前列腺切除术,即采用“治疗-切除”模型(图4)15, 27。在这9例患者中,前列腺内发现的坏死组织体积与治疗结束后MRI所估算的体积相近。当对整个前列腺进行切片检查时,在激光消融区域外1-5 mm处可见坏死组织与完整细胞之间的 abrupt transition(图1)。消融区域边界清晰、定位精确,这对MRI/超声图像配准及治疗计划的准确性具有重要意义。
Avenda 系统的一个重要组成部分是治疗计划软件。为了实现有效的消融治疗(FLA),治疗计划不仅需要包含病灶的位置,还需要包含完全摧毁肿瘤所需的组织体积。消融体积不能简单地等同于磁共振成像(MRI)可见病灶的体积,因为实际肿瘤体积平均比 MRI 可见病灶大出约3倍。21 此外,肿瘤常以不规则的指状突起形式向外延伸,因此仅基于影像学结果(例如,在 MRI 可见病灶边界外1 cm)设定统一的安全边缘并不可靠。Avenda 系统配备的治疗计划软件不仅利用 MRI 可见病灶信息,还结合了穿刺活检位点(阳性与阴性)的三维追踪数据,从而精确规划最小消融体积,确保完全覆盖肿瘤组织。这种治疗计划的一个示例如图3所示。
总之,局灶性激光消融术(FLA)是一种在局部麻醉下于临床环境中安全、可行的前列腺癌根除方法。该操作步骤见随附视频。通过MRI/超声融合技术,可将激光光纤准确置入MRI可见的病灶内,其原理类似于将活检针插入此类病灶。通过邻近激光光纤的测温探针可实现治疗过程的实时监测。治疗计划软件是该系统的重要组成部分,其利用MRI获取的病灶体积及追踪记录的活检位点位置,帮助操作者确定治疗边界。本文所述并图示的门诊FLA技术似乎提供了一种此前尚不可用的、颇具吸引力的局灶治疗选择。
Marks 博士和 Natarajan 博士是 Avenda Health 的联合创始人。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 融合引导系统 | NA | 视频中显示的 Artemis | |
| 激光导管 | Avenda Health | ||
| Orion 工作站 | Avenda Health | ||
| 热探针 | Avenda Health | ||
| 经直肠探针 | NA | 不依赖平台 | |
| 超声 | NA | 不依赖平台 |