微波消融联合椎体成形术治疗脊柱转移瘤研究进展_王志龙.pdf

脊柱转移瘤通常发生于晚期恶性肿瘤患者，随着病情进展会出现疼痛、活动障碍、病理性骨折、脊髓压迫、高钙血症乃至全身衰竭等临床症状，严重影响患者生活质量，降低生存率。常规治疗方法，如化疗、放疗、镇痛、外科手术等的综合利用，在脊柱转移瘤的治疗中取得了一定疗效，但由于其各自技术的局限性和脊柱转移瘤患者病情的复杂性，仍有部分患者疗效不佳。近年来，影像引导下微波消融术在各种实体瘤治疗中得到了广泛的应用，也有学者将其应用到脊柱转移瘤的治疗中，联合椎体成形术可以增强脊柱稳定性，预防和治疗病理性骨折，这为脊柱转移瘤的治疗提供了新的方法及思路，发展前景可期。本文对微波消融、椎体成形术及两者联合应用于脊柱转移瘤的技术特点、适用范围、治疗效果、并发症情况及各种可能避免手术并发症的处理措施等方面的研究进展进行综述。【关键词】微波消融；脊柱转移瘤；椎体成形术中图分类号：R738.1文献标志码：A文章编号：1008-794X（2023）-04-0404-06Research progress in microwave ablation combined with vertebroplasty for the treatment of spinalmetastasesWANG Zhilong，LIN Wenli，LIANG Yining，ZUO Taiyang.Department of OncologyIntervention，Affiliated Central Hospital of Shandong First Medical University，Jinan，Shandong Province250013，ChinaCorresponding author：ZUO Taiyang，E-mail：【Abstract】Spinal metastases usually occur in patients with advanced malignancies.With theprogression of the disease，patients develop clinical symptoms such as pain，mobility disorders，pathologicalfractures，spinal cord compression，hypercalcemia and even systemic failure，which seriously affect thequality of life and reduce the survival rate.The comprehensive utilization of conventional treatment methods，such as chemotherapy，radiotherapy，analgesia，and surgery，has achieved certain efficacy in the treatmentof spinal metastases，but due to the limitation of each therapeutic technique and the complexity of the clinicalcondition of each patient，the curative efficacy is still poor in some patients with spinal metastases.In recentyears，image-guided microwave ablation has been widely used in the treatment of various solid tumors，andsome scholars have applied this technique to the treatment of spinal metastases，and when combined withvertebroplasty this technique can enhance the stability of the spine，prevention and treatment of pathologicalfractures，which provides new methods and ideas for the treatment of spinal metastases.The developmentprospect of this combination therapy is promising.This paper aims to make a comprehensive reviewconcerning the use of microwave ablation，vertebroplasty and the combination of both in the treatment ofspinalmetastases，focusingonthetechnicalcharacteristics，applicationscope，curativeeffect，complications，and various management measures that may avoid surgical complications，etc.（J InterventRadiol，2023，32：404-409）【Key words】microwave ablation；spinal metastasis；vertebroplasty微波消融联合椎体成形术治疗脊柱转移瘤研究进展王志龙，林文俐，梁逸宁，左太阳DOI：103969jissn1008794X202304021基金项目：山东省医药卫生科技发展计划（2019WS077），泉城“5150”引才倍增计划创新人才（团队）作者单位：250013山东济南山东第一医科大学附属中心医院肿瘤介入科通信作者：左太阳E-mail： 综述General review 404介入放射学杂志2023年4月第32卷第4期J Intervent Radiol 2023，Vol32，No4髓压迫、高钙血症等骨相关事件的发生；延缓椎体局部病灶进展、延长生存期2。目前常规治疗主要包括止痛、化疗、激素治疗、双膦酸盐治疗、放疗和手术治疗，但仍有部分患者症状不能缓解。快速缓解疼痛是患者的首要诉求，放疗是治疗疼痛性脊柱转移瘤的常用方法，但有其局限性，约40%的患者放疗后疼痛得不到有效缓解1。敏感器官（如脊髓等）存在辐射耐受量的限制，止痛起效慢，易复发，不能改善脊柱不稳定状态和椎体骨折3-4。激素治疗仅限于某些与激素有关反应性肿瘤，如乳腺癌和前列腺癌；化疗通常只用于复发性全身转移患者，而且激素疗法和化疗都不能充分缓解疼痛5。双膦酸盐在缓解转移性骨痛方面显示出一定作用，但其对胃肠道、肾脏和造血系统有不良影响5。开放性手术具有较高的并发症发生率和病死率，对患者身体承受状况要求高，且风险高4。为了更好缓解脊柱转移瘤患者的疼痛，恢复脊柱功能、提高生活质量、延长生存时间，寻求更为安全、有效的治疗方式势在必行。近年来，影像引导下微波消融技术在各种实体瘤治疗中得到了广泛的应用，也有学者将其应用到脊柱转移瘤的治疗中。联合椎体增强术可以预防和治疗病理性骨折，同时增强脊柱稳定性，这为脊柱转移瘤的治疗提供了新的方法及思路，发展前景可期。现对微波消融、椎体成形术及两者联合应用于脊柱转移瘤的技术特点、适用范围、治疗效果、并发症情况及各种可能避免手术并发症的处理措施等方面的研究进展综述如下。1技术优势与不足1.1微波消融技术微波消融术（microwave ablation，MWA）是运用高频电磁波产生高温条件，诱导肿瘤细胞凝固性坏死以实现消灭肿瘤的目的6-7。MWA与射频消融术（radiofrequency ablation，RFA）是现阶段两种常用的热消融方式，MWA具有比RFA更快的升温速度，MWA平均加热时间为200 s，相比之下，在骨病变的RFA治疗过程中，加热持续时间为1015 min8。此外，MWA消融范围大，能够多针联合协同消融，穿透力强，对有高阻抗的骨肿瘤的疗效更佳，尤其是成骨性骨肿瘤7-10，理论上应用于脊柱转移瘤的治疗效果更佳。但高功率（100瓦）快速消融可能会导致神经损伤，且消融边界难以有效界定，这是MWA应用于脊柱转移瘤的不足之处3，11。1.2椎体成形术椎体成形术主要包括经皮穿刺椎体成形术（percutaneous vertebro plasty，PVP）和经皮穿刺椎体后凸成形术（percutaneous kypho plasty，PKP）。PVP和PKP作用机制基本相同，都是在影像学引导下（一般经椎弓根插入特制套管针），将骨水泥（即聚甲基丙烯酸甲酯，polymethyl-methacrylate，PMMA）注入到病变椎体中重建患者脊椎的生理弧度，以增强脊柱的稳定性。不同的是，PKP先用球囊扩张病变的椎体，人工制造空隙后再行骨水泥注射。与PVP相比，PKP的主要优点是由于形成了空腔，对骨水泥注入有更好的控制，降低了骨水泥渗漏发生率，但这也增加了手术成本和风险12。Zhang等13报道，PKP的费用大约是PVP的2.5倍。此外，PKP在气囊扩张过程中肿瘤组织存在被推挤入椎管的风险，严重时会造成神经损伤。1.3联合应用MWA联合椎体成形术是先进行MWA杀灭肿瘤负荷，阻止肿瘤继续向周围进展，然后拔除MWA针后经相同路径在影像学引导下直接将骨水泥注射入椎体内，在杀灭肿瘤的同时重建椎体结构稳定性。两者对治疗具有良好叠加效果，MWA后椎体内形成空腔，使骨水泥的分布更均匀，有利于重建椎体完整性，从而减少术后椎体病理性骨折的发生率7，14-15。MWA后形成的静脉丛血栓降低了骨水泥渗漏的发生率，此外消融对肿瘤细胞的杀灭更加彻底，消融后屏障形成，有利于控制肿瘤进展。但目前MWA与椎体成形术联合应用于脊柱转移瘤的时间较短，缺乏统一标准。2脊柱转移瘤患者治疗方案的制定鉴于脊柱转移瘤治疗理念和手段的不断进步，多学科协作的综合治疗日益完善，国际脊柱肿瘤学术界从脊柱稳定性、神经功能、肿瘤学特征及患者一般状况等方面阐述了LMNOP和NOMS两个有关脊柱转移瘤的新型决策框架，为治疗选择提供参考16。决策框架并不是脊柱转移瘤治疗中需严格遵从的标准，但可通过多学科、全方位的讨论选择出对患者最优的治疗方案。现阶段对脊柱转移瘤的患者采取MWA联合/不联合椎体成形术，都应参照决策框架的模式，术前详尽地了解患者相关临床信息后经多学科讨论评估后决定7，11，17。3适用范围3.1MWA的适应证与禁忌证MWA技术主要在微创通路下完成，相比于传405介入放射学杂志2023年4月第32卷第4期J Intervent Radiol 2023，Vol32，No4统外科手术，创伤较小。脊柱转移瘤外科治疗指南认为，MWA仅适用于单纯局限于间室内的肿瘤（Tomita分级中13区），对于间室外的肿瘤治疗应考虑联合手术或其他辅助治疗18。最新发布的MWA治疗脊柱转移瘤临床指南指出：经皮MWA适用于无神经压迫和轴向不稳定顽固疼痛的溶骨性或成骨性的脊柱转移瘤；对于脊髓受压或轴向不稳定的脊柱转移瘤可以采取开放减压合并MWA的方式19。当患者一般状况较好，特别是对于寡转移的脊柱转移瘤患者，可以采取根治性消融，即在安全范围内尽可能彻底杀灭肿瘤以控制肿瘤进展7，17，20。目前适合脊柱寡转移瘤经皮消融的标准尚未统一，但当转移灶较少或比较局限，无明显椎体后缘破坏和周围侵犯的情况下经皮消融技术对脊柱转移病灶1年内的完全控制率达67%7。Khan等7研究中包含20例脊柱寡转移瘤患者，经皮MWA联合经皮椎体成形术后，随访2024周未发生局部肿瘤进展。脊柱转移瘤经皮MWA绝对禁忌证包括：脊柱不稳、出现局灶性神经症状、局部或全身感染、以及危及生命的不可逆转凝血性疾病17。对于脊柱不稳定是否能进行消融治疗还存在争议，一些专家认为脊柱不稳只是经皮热消融的相对禁忌证，取决于严重程度11。相对禁忌证有：转移性硬膜外受累、预期寿命3个月、表现状态差、内脏转移性受累17。脊柱转移瘤开放MWA禁忌证包括：预计生存期不足3个月、术前Tokuhashi评分7分、急性或活动性的感染性病变未得到有效控制者、合并严重肝肾等器官功能不全、无法耐受手术者19。3.2椎体成形术适应证与禁忌证自1987年Galibert等21首次将经皮穿刺椎体成形术应用于治疗椎体血管瘤以来，其适应证已逐渐扩大到治疗脊柱转移瘤13。椎体成形术主要用于治疗溶骨性转移性脊柱病变，也有一些证据表明其对成骨细胞病变也有效4。Tian等22研究证实，椎体成形术可以缓解成骨细胞转移性脊柱病变的疼痛。椎体成形术的适应证为脊柱转移瘤造成椎体破坏，但椎体后缘相对完整，导致疼痛和轻、中度不稳定或潜在不稳定的脊柱转移瘤13，18。相对禁忌证为椎体后缘广泛性溶骨性病理性骨折，硬膜囊受压，骨水泥过敏，一般状况差或预期生存期短等13，18。但Sun等23研究认为，脊柱转移瘤硬膜外侵犯，甚至硬膜外压迫脊髓，都不影响PVP对脊柱转移瘤的治疗效果。PKP与PVP适用范围与禁忌证大致相同，但一般来说，PVP更适合于椎体塌陷较轻或椎体塌陷后其高度不太可能恢复的情况；如果椎体后壁被转移瘤破坏，也应尽量选择PVP，避免因球囊膨胀导致肿瘤扩散转移13。Cruz等24报道2例患者PKP术后肿瘤外溢，导致病变椎体附近肿瘤多发转移。3.3MWA联合椎体成形术或联合其他微创技术适应证MWA联合椎体成形术适用于椎体后缘破坏的脊柱转移瘤患者。椎体后缘破坏原本是单纯椎体成形术的禁忌证，但Wu等1在MWA联合椎体成形术治疗高位胸椎转移瘤的研究中，证明MWA联合椎体成形术用于椎体后缘破坏的脊柱转移瘤患者是安全、有效的，MWA与椎体成形术的联合将单纯PVP的禁忌证转化为适应证，扩大了其适用范围。经皮置钉开放MWA联合椎体成形术适用于脊髓及神经压迫伴脊柱不稳定的患者。不稳定的椎体骨折、硬膜外脊髓压迫是经皮MWA的禁忌证。对于出现脊髓压迫症状的脊柱转移瘤患者，MWA联合微创开放减压可以消灭肿瘤同时缓解脊髓压迫症状，相比全椎体减压手术创伤小、风险低。此外，在没有高级别硬膜外脊髓压迫症的情况下，大多数机械不稳的脊柱转移都可以通过椎弓根螺钉等器械和椎体成形术联合治疗2。MWA联合微创开放减压的同时用椎弓根螺钉加椎体成形术对机械不稳定伴脊髓压迫的患者有良好的疗效。Liu等10对23例乳腺癌胸椎转移的患者（术前Tokuhashi评分8，且合并病理压缩性骨折、机械不稳定、放射学和/或临床转移性脊髓压迫症状）进行了MWA和微创开放减压治疗，并用椎弓根螺钉加椎体成形术增强椎体，术后患者神经功得到不同程度的改善。4疗效分析4.1单纯椎体成形微创技术对脊柱转移瘤疗效研究已证明，椎体成形术能有效缓解脊柱转移瘤患者的疼痛，并一定程度上提高患者的生活质量。崔云鹏等25应用PVP/PKP治疗321例脊柱转移瘤患者，治疗后患者疼痛视觉模拟量表（VAS）评分下降（4.40.88）分，其中86.3的患者VAS评分下降3分，患者生活能力也得到了改善。与其他常规治疗方法相比，疼痛缓解明显且迅速。Berenson等26报道了134例接受PKP治疗转移瘤引起的椎体压缩性骨折患者，与常规非手术措施比较术后1周NRS评分为3.5比7.0（P0.01），1周内疼痛缓解。不能控制肿瘤进展是单纯椎体成形术治疗脊柱转移瘤的局限性。Roedel等27报道，单纯PVP术后脊406介入放射学杂志2023年4月第32卷第4期J Intervent Radiol 2023，Vol32，No4柱转移瘤局部复发率或进展率为14%，而远处转移率则高达86%。因此，需与其他治疗相结合以实现长期局部控制23。4.2MWA/MWA联合椎体成形术对脊柱转移瘤疗效研究表明，MWA通过破坏骨膜和骨皮质内的疼痛神经感受器，减少肿瘤相关致炎细胞因子分泌，减轻肿瘤负荷等机制有效缓解骨转移瘤患者的疼痛10，15。但单纯MWA会导致椎体內空洞形成和骨量减少，病理性骨折的风险增加。文献报道，高达60%的患者会在单纯脊柱热消融术后1年内发生椎体塌陷7。由于椎体成形术与MWA可以通过相同的经皮通路进行，且不增加手术风险与术后恢复时间，两者联合具有低风险和潜在益处4，28。两个大样本系列研究证实，MWA应用于脊柱病变消融安全有效，可显著降低患者的疼痛强度，且能在一定程度上控制肿瘤进展7，29。Zhang等29在一项多中心研究中对147例疼痛性骨转移患者进行了MWA联合骨水泥成形术，其中106例脊柱转移瘤患者进行MWA联合PVP治疗，93%的患者术后疼痛明显减轻，97%的患者术后ODI评分显著下降，与骨相关的不良事件减少，患者的生活质量提高，6个月随访期间所有患者均未发生局部肿瘤进展。Khan等7对69例来源于不同原发肿瘤患者的102个脊柱转移病灶进行MWA联合PVP术治疗，仅2例患者分别发生神经热损伤和皮肤灼伤，无其他不良反应发生；治疗前、治疗后24周、治疗后2024周VAS评分分别为（7.01.8）分、（2.01.8）分和（2.02.1）分，患者疼痛显著缓解，59例患者肿瘤无局部进展。4.3MWA联合椎体成形术与单纯椎体成形术的疗效对比研究表明，MWA联合PVP术治疗的效果优于单独PVP治疗30-31。袁振超等30对26例单纯行PVP与24例行PVP联合MWA治疗腰椎转移瘤患者进行了比较，PVP+MWA组骨水泥外渗率为12.5%（3/24），低于PVP组的38.5%（10/26），PVP+MWA组肿瘤复发率为8.3%（2/24），低于PVP组的30.8%（8/26），差异均有统计学意义（均P0.05）。杨威等31比较了MWA联合PVP组和单用PVP组术前、术后3 d、术后1周、术后1个月、术后3个月和术后6个月患者的VAS评分、镇痛药物使用评分（AUS）和肿瘤患者生活质量评分（QLS），结果术后6个月VAS评分、AUS和QLS比较差异均有统计学意义（均P0.05），证实MMA联合PVP较单独应用PVP患者能够获得更好的远期疗效，且术后疼痛缓解效果和生活质量更佳。5并发症5.1MWA并发症与MWA相关的并发症有穿刺皮肤感染、皮肤热损伤、神经损伤等，但发生率较低，其中神经热损伤是MWA最严重的并发症1，7，29。Khan等7报道了1例神经热损伤和1例皮肤灼伤。在Wu等1的研究中，只有1例（4.3%）患者在穿刺部位出现轻度皮肤感染。但也有严重并发症的报道，Westbroek等32报道了1例MWA联合PVP治疗乳腺癌脊柱转移患者，发生了脊髓损伤严重并发症。5.2PVP/PKP并发症骨水泥渗漏是PVP/PKP最常见的并发症，发生率为20%78%4。多数骨水泥渗漏无症状且无需特殊处理，但渗漏引起的一些罕见并发症值得警惕。当骨水泥渗漏至椎管时会引起神经根和脊髓压迫症状，渗漏的骨水泥经引流静脉进入肺血管，可引起肺栓塞，导致患者死亡。Barragan-Campos等33报道了经皮穿刺椎体成形术治疗椎体转移肿瘤117例，出现肺栓塞2例，其中1例死亡。在目前MWA联合PVP治疗中，与PVP相关的并发症只有无症状的骨水泥渗漏。Zhang29等报道，在33%的患者中观察到轻微的、无症状的骨水泥渗漏。在Wu等1的研究中，10例（30.30%）出现轻微骨水泥渗漏。骨水泥渗漏与多种因素相关，椎体骨皮质破坏、原发肿瘤部位、既往放疗史或局部消融等均是皮质性骨水泥渗漏的危险因素34。6减少并发症的技术应用6.1根据肿瘤大小选择消融针的数量对于体积较大的肿瘤单针很难完成整个肿瘤的完全消融；单针多次穿刺可使肿瘤细胞溢出，增加针道转移风险。因此，可以应用多根消融针从多个角度插入肿瘤体内，避免消融的盲点。Khan等7对肿瘤范围超过椎体2/3的大型脊柱转移瘤采用双椎弓根入路双针重叠消融的方法取得了良好的效果。林文俐35认为，单针单点消融适用于直径3.0 cm的肿瘤，单针多点消融适用于直径3.14.9 cm的肿瘤，对于直径5.0 cm的肿瘤一般选择多针消融或多针多点消融。6.2消融功率与时间的选择研究证实，MWA可以通过安全、重复、短的消融周期来控制加热区的扩散，在减少非靶结构的热407介入放射学杂志2023年4月第32卷第4期J Intervent Radiol 2023，Vol32，No4损伤的同时，不会降低MWA的有效性9，36。Kastler等37对17例脊柱转移瘤的患者采用消融功率3070 W、每个消融周期3090 s、消融总时间为18 min的经皮MWA治疗，术中术后均无并发症发生。Wu等1对23例疼痛性高位胸椎转移瘤患者进行了MWA联合PVP治疗，为了预防脊髓和神经损伤，对靠近椎体后缘且椎体后缘不完整的病灶采取低功率、短周期与时间的消融方式，即消融功率为20 W，消融时间为3 min；而对距离后缘较远且椎体后缘完整的病灶，消融功率为30 W，总消融时间为5 min；两者都采用3060 s短消融周期，在未采取热保护措施的情况下均无神经损伤与热消融并发症的发生。6.3安全距离的选择由于脊柱结构复杂，并且毗邻大血管及重要脏器和神经，因此术中消融针与重要神经、血管的间距需保持在1 cm以上。在某些情况下为了控制MWA安全边界来保护脊髓神经而肿瘤组织没有完全消融，但患者仍然可以从治疗中受益10。6.4预防热损伤技术的应用研究证明，高温下长时间（42.2下持续5060 min或70持续5 min）消融会导致神经的不可逆损伤20。目前在热脊柱消融过程中防止热损伤的常用方法包括隔热、温度和神经生理监测20。可以通过注射液体或注入CO2气体进行隔热避免皮肤灼伤和神经损伤。Maiettini等38采用直肠和骶骨转移灶之间注入少量5%葡萄糖溶液（水分离法），成功保护1例MWA骶椎转移患者直肠近端。除了采用隔热技术之外，在脊柱部位MWA期间，可以通过将热电偶置入脊髓、神经旁等肿瘤周围的重要非靶组织进行连续、实时温度监测，以实现对脊髓与神经的保护。Kastler等39研究证实，在对椎体与其他部位的骨转移消融期间，使用热电偶检测温度，可预防脊髓等重要非靶点消融。但热电偶主要测量单个解剖点（热电偶尖端）附近的温度，其所提供的信息不能反映整个神经结构温度20，39。监测躯体体感诱发电位（SEP）和运动诱发电位（MEP）是监测脊髓功能的首选方法，SEP和MEP振幅的显著降低提示可能存在神经损伤20。Khan等7建议对于肿瘤接近神经根或椎管患者，采用SEP和MEP监测预防神经损伤。6.5骨水泥注入在单纯行PVP/PKP治疗中，较多的骨水泥注入量与疼痛的缓解程度无关，相反还会提高骨水泥的渗漏率4，40。一般骨水泥的注入量为3.05.0 mL，平均3.5 mL的注入量足以维持椎体的强度41。Shi等42认为，行PKP时一般每个胸椎只需要注入PMMA 34 mL、腰椎为45 mL，球囊压力保持在20 atm以下，不要通过球囊过度扩张椎体。当椎体骨皮质连续中断存在较高骨水泥渗漏风险时，先在骨皮质处注射0.5 mL黏性骨水泥，30 s后待骨皮质中断部位被堵塞后继续注射骨水泥，可以降低渗漏的风险1。消融完成后不要立即注入骨水泥，待椎体冷却后再注射骨水泥43。7总结与展望椎体增强术与MWA在治疗脊柱转移瘤时各有优缺点，两者联合治疗椎体转移瘤安全性高、创伤较小、可有效控制肿瘤进展并缓解患者疼痛，改善患者的生活质量。随着微创介入技术的发展，越来越多的新技术应用于椎体转移瘤的治疗中，但如何利用新的辅助技术和器械材料提高临床疗效，进一步减少并发症的发生，降低局部复发率和提高远期生存率还有待进一步的研究。参 考 文 献1Wu L，Fan J，Yuan Q，et al.Computed tomography-guided microwaveablation combined with 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