CryoHIT低温冷冻手术系统产品手册.docx
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1、雅敦集团Cryo-HIT低温冷冻手术系统产品手册临床技术部2007-9-8目 录Cryo-HITTM低温冷冻手术系统概述3前 言4第一章 Cryo-HITTM低温冷冻手术系统介绍511冷热转换系统512冷冻探针513温度监测系统6第二章 冷冻治疗机理721冷冻治疗机制722复温治疗机制723微血管破坏作用724免疫调控作用7第三章 影响冷冻效果因素831冷冻温度832冷冻速度833冷冻时间834冷冻次数835复温方式836多针组合937血管热池效应9第四章 冷冻区域控制9第五章 影像引导951B超引导1052CT引导1053MRI引导11第六章 Cryo-HITTM低温冷冻手术系统临床应用12
2、61冷冻治疗适应症和禁忌症1262Cryo-HITTM低温冷冻手术系统手术操作12621手术方式12622手术治疗步骤1363术后反应及并发症1364术后病理改变1465临床疗效及疗效评价14651临床疗效14652疗效评价1766冷冻治疗优点1767冷冻治疗缺点18第七章 Cryo-HITTM低温冷冻手术系统机型和特点1871多探针设计优势1972超细探针优势1973磁共振兼容优势19Cryo-HITTM低温冷冻手术系统概述Cryo-HITTM低温冷冻手术系统是一种微创超低温冷冻消融肿瘤医疗设备。它是航天制导技术,也就是氩气冷隔绝技术应用到医疗领域结晶。Cryo-HITTM低温冷冻手术系统是
3、由以色列伽利略公司生产产品。以色列伽利略公司是世界冷冻治疗设备市场领导者,研发总部位于以色列YOKNEAM。伽利略Cryo-HITTM品牌是欧美市场第一品牌,该产品目前全球保有量超过400台,拥有33项专利技术。Cryo-HITTM低温冷冻手术系统于1997年通过以色列国卫生部、卫生技术和结构管理局、医疗器械部注册批准;1999年通过欧共体CE注册认证;2000年通过美国FDA注册,它是全球唯一被FDA批准用于治疗肝、肺、乳房、子宫、肾、前列腺、神经(包括神经止痛)及骨骼等多系统良性和恶性肿瘤冷冻消融治疗设备;2003年5月通过中国国家食品药品监督管理局SFDA注册批准后进入中国市场,批准用于
4、普通外科、皮肤科、胸外科、耳鼻喉科、妇产科、肿瘤科、肛肠科、泌尿科、神经科(包括神经止痛)等科室低温冷冻手术治疗。Cryo-Hit 低温冷冻手术系统SFDA注册名为“Cryo-Hit 低温冷冻手术系统”,注册号为国药管械(进)字2003第3580683号。以色列国家注册证书欧共体CE注册证书美国FDA注册证书中国SFDA注册证书Cryo-HITTM低温冷冻手术系统制冷原理是焦尔汤姆逊原理,也就是气体节流效应。一般在数十秒内氩气可使针尖温度迅速降至零下175 ,氦气使温度升至零上45。Cryo-HITTM低温冷冻手术系统冷冻治疗原理主要是降温后细胞内和细胞外迅速形成冰晶,导致肿瘤细胞脱水、破裂。
5、同时冷冻导致微血管收缩,血流减缓,微血栓形成,阻断血流,导致肿瘤组织缺血坏死。肿瘤细胞反复冻融后,细胞破裂、细胞膜溶解,促使细胞内和处于遮蔽状态抗原释放,刺激机体产生抗体,提高免疫能力。Cryo-HITTM低温冷冻手术系统由三个部分组成,即冷热转换系统、温度监测系统和冷冻探针。冷冻探针是中空密闭穿刺针,最细探针直径仅1.47mm。探针内部有气体管道、温度传感器,针内气体管道能承受3个氧气瓶压力(6000psi),是由高科技防磁合金材料制作而成。探针有147mm、2mm、3mm、5mm等直径大小,每种直径探针又有多种规格。147mm穿刺针可以形成46cm大小冰球,低于零下40度有效治疗范围有1.
6、53.5cm大小。其它规格探针形成冰球更大,有效治疗区域也就更大。一般小肿瘤可以单针治疗,较大肿瘤可以多针组合适形治疗,最多可以同时使用25根探针进行组合。2mm以上探针内自带温度传感器,可监测冷冻区域中心温度。1.47mm探针内不带温度传感器,如需监测温度,可单独插入温度探针监测组织内温度。监测温度变化、冷冻时间可在液晶显示屏显示为温度时间曲线,以便操作者及时了解冷冻过程。治疗时一般在B超、CT、磁共振引导下进行穿刺,实时监测穿刺全过程。手术方式有经皮穿刺,外科手术直视下穿刺,腔镜下穿刺。治疗时,将探针刺入肿瘤内,开通氩气,冷冻10分钟,停顿2分种,再开通氦气,升温1分钟,这样治疗过程再重复
7、一次,治疗过程便结束,一般耗时25分钟。对于早期小肿瘤,冷冻治疗可作为手术替代治疗。对于晚期较大肿瘤可作为姑息治疗,增强综合治疗效果,可减少肿瘤负荷,减轻症状,提高生活质量,延长生存时间。 Cryo-HITTM低温冷冻手术系统治疗肿瘤适应症较广,主要应用于全身各种实体肿瘤。包括肝癌、肺癌、前列腺癌、肾癌、胰腺癌、骨骼良恶性肿瘤、肾上腺癌、脑膜瘤、胶质瘤、子宫肌瘤、子宫癌、卵巢癌、乳腺癌、乳腺纤维瘤,以及用于癌症止痛等,目前最常用是肝癌和肺癌。Cryo-HITTM低温冷冻手术系统可用于治疗失去手术时机晚期癌症;高龄、器官功能差、全身状况差难以耐受手术和麻醉患者;多中心发生,难以完全切除肿瘤;放化
8、疗效果欠佳中晚期肿瘤;手术、放疗、化疗等治疗后复发肿瘤;负荷大,累及大血管、重要器官肿瘤;有较重局部症状中晚期肿瘤等。Cryo-HITTM低温冷冻手术系统冷冻治疗具有定位精确、治疗精准、创伤小、痛苦轻、疗效确切、适应症广等优点。和传统手术相比,它大大降低了手术风险和并发症率;和微波、射频微创治疗手段相比,它能够监测治疗过程和治疗效果,没有麻醉条件限制;和放、化疗相比,它没有肿瘤组织对化疗药物不敏感或受放疗最大剂量限制问题。低温冷冻手术治疗缺点是冷冻区边缘可能残存瘤细胞,成为复发来源;冷冻范围过大可引起器官裂开及“冷休克”等严重并发症。和同类产品相比,Cryo-HITTM低温冷冻手术系统具有三大
9、优势,即唯一可在磁共振引导下进行冷冻介入治疗、超细1.47mm探针和5组25探针组合。磁共振兼容型低温冷冻手术系统代表了该类产品最高技术水平,具有较大创新性和先进性。作为一项国际上技术非常成熟肿瘤冷冻微创治疗设备,Cryo-HITTM低温冷冻手术系统是临床肿瘤治疗理想选择。前 言冷冻疗法(cryotherapy),又称为冷冻手术(cryosurgery)或冷消融(cryoablation),是一种应用冷冻消融靶组织外科技术。冷冻治疗历史可追溯到3500年前,但以液氮和氩气制冷为代表现代冷冻治疗却只有几十年历史。上世纪90年代末以前主要采用液氮冷冻,由于液氮降温速度慢,不能完全杀死肿瘤细胞,冷冻
10、范围不宜控制等原因,使冷冻治疗应用受到了限制。上世纪随着航天技术发展,将火箭制导技术,也就是氩气冷隔绝技术应用到医疗领域就产生了Cryo-HITTM低温冷冻手术系统。它结合了生物传感技术、实时监测技术、靶向治疗技术和航天材料技术,从而使冷冻治疗进入了一个新阶段。第一章 Cryo-HITTM低温冷冻手术系统介绍Cryo-HITTM低温冷冻手术系统冷冻原理是焦尔汤姆逊原理(Joule-Thomson):常温高压气体突然释放进入低压空间后,气体急剧膨胀,从周围吸收或释放热量过程,可在局部产生温度急剧变化。Cryo-HITTM低温冷冻手术系统即根据此原理,利用氩气快速降温,利用氦气快速升温。Cryo-
11、HITTM低温冷冻手术系统由三个部分组成,即冷热转换系统、温度监测系统和冷冻探针。11冷热转换系统Cryo-HITTM低温冷冻手术系统以氩气为冷媒、氦气为热媒,氩气和氦气储存于气体钢瓶中。氩气降温和氦气升温均在极短时间内发生,一般在数十秒内氩气可使针尖温度降至-175 ,氦气使温度升至45。降温和升温速度、时间和温度,可通过冷热转换系统预先精确设定或自动控制。冷热转换系统示意图12冷冻探针冷冻探针为中空穿刺针,可输入高压常温氩气或氦气。内部有进流管,管道外有换热器,针尖有温度感应器和节流喷嘴。高压氩气或氦气通过传输管进入针杆,高速通过进流管,从节流喷嘴释放,进入容积相对较大膨胀空间,高压急剧降
12、至常压,从而产生急速降温或升温气体节流效应。降至常压气体通过进流管外返回并释放于大气中。节流后氩气可通过换热器和进流管内氩气进行温度交换,使进流管内氩气温度降低,最终使针尖温度进一步降低。流出气体通过热量交换温度升高,使探针针杆温度接近常温,同时由于探针针杆有绝热层,所以探针只在尖端23cm处冷冻,而针杆保持常温,这样便不会损伤穿刺路径中组织。探针内部结构示意图冷冻探针有直径为1.47mm、2mm、3mm、5mm、8 mm等多种规格,1.47 mm、2mm、3mm、5mm直径探针可分别形成直径为1.01.6cm 、2.03.0cm、5.06.0cm、7.08.0cm左右冰球。每种规格探针又有多
13、种型号,不同型号探针可形成球形、梨形及长形不同形状冰球。因此可根据肿瘤形状、大小和位置选择使用不同直径和型号探针。不同直径探针形成不同大小冰球不同型号147mm探针形成不同形状冰球13温度监测系统温度监测系统是通过探针或温度探针内温度感应电偶来监测组织温度。2mm以上探针内带温度感应电偶,可监测探针尖端温度。1.47mm探针内不带温度感应电偶,需要监测组织内温度,可另外插入温度探针。温度监测系统可完整记录冷冻手术治疗过程中每一根针温度、时间轨迹曲线。温度监测系统可预设探针温度,当温度低于预设值,系统可关闭制冷过程,从而精确控制各个被冷冻组织周边区温度,防止冷冻范围过大,避免损伤正常组织。温度监
14、测显示屏 温度时间曲线第二章 冷冻治疗机理冷冻破坏肿瘤细胞有立即损伤和延迟损伤两种机制。立即损伤是冷冻和复温对细胞直接破坏;而延迟损伤是由微循环破坏和免疫调控对肿瘤细胞破坏。21冷冻治疗机制 冷冻初期,当组织温度降低至421时,细胞外冰晶形成,引起细胞外溶质浓度增大,产生高渗环境,细胞内水分进入细胞外,致使细胞内脱水。失去水分细胞变得皱缩,细胞膜和细胞器因此而受损。正常细胞组织 细胞外冰晶形成 细胞外高渗细胞脱水当温度进一步降低至21175时,细胞内形成冰晶,细胞器如线粒体和内质网因此而发生不可逆性损伤,继之损伤细胞膜,最终导致细胞死亡。正常组织细胞 细胞内冰晶形成 细胞内结冰22复温治疗机制
15、复温过程中,细胞内小冰晶再结晶或相互融合,形成大冰晶,大冰晶对细胞有更强破坏作用;同时细胞外间隙成为低渗状态,水再进入细胞内,引起细胞肿胀,导致细胞膜破坏。 23微血管破坏作用 冷冻时导致血管收缩,血流减缓,冰晶形成,最终血流停止。复温后血小板凝集,微血栓形成,阻断血流,组织缺血缺氧,引起细胞死亡。正常组织细胞 血管栓塞 细胞死亡24免疫调控作用肿瘤组织细胞反复冻融,细胞破裂,细胞膜融解,从而促进细胞内处于遮蔽状态抗原释放,刺激机体产生免疫力。肿瘤细胞坏死,使得肿瘤正常分泌抗原停止分泌,解除肿瘤对机体免疫抑制状态,提高抗肿瘤免疫能力 。第三章 影响冷冻效果因素不同类型组织对冷冻耐受性不一样,一
16、般可将组织分为冷冻抗性和冷冻敏感性。粘膜、皮肤、神经纤维和肉芽组织为冷冻敏感性组织,而结缔组织、纤维组织、脂肪和骨对冷冻具有抗性。影响冷冻效果因素有最低温度、冷冻速率、复温速率、冷冻次数、冷冻时间、多针组合、血管热池效应等。31冷冻温度冷冻区内存在温度梯度,冰球中心区温度明显低于外缘温度,中心部温度可降至160196,冰球外缘温度为0。已证明,冷冻温度030时,细胞只有较少损伤;4050时,细胞死亡率明显增加;5090时,死亡率较4050时无明显增加。大量研究显示,-40C是引起细胞死亡临界温度,即冰球内低于-40C区域才是有效作用范围。Weber 等应用正常猪肝脏研究了冰球和组织学坏死区之间
17、关系 ,显示距冰球边缘5mm冷冻区内,肝实质完全坏死。由于有效冷冻区直径比冰球直径小,所以临床治疗时,冰球范围应包含肿瘤周围10mm正常组织。32冷冻速度冷冻速度越快,冷冻效果越好。靠近探针尖端部分,冷冻速度快,温度下降常超过60/min ,细胞死亡多;离探针稍远处,冷冻速率减缓,则细胞死亡减少。33冷冻时间不同组织因含水量不同,冷冻治疗最佳持续时间有一定差异。一般临床上单次冷冻时间以1015分钟为宜。34冷冻次数两个循环冷冻对病变细胞破坏大于单个循环冷冻 ,两个循环冷冻产生有效冷冻区也大于单个循环冷冻。Tatsutani曾比较了前列腺癌单循环和两次循环冷冻效果,发现单循环破坏80%癌细胞,而
18、两次循环冷冻在同样温度下能摧毁100%癌组织。35复温方式缓慢复温比快速复温能取得更好冷冻效果,可采取自然复温或强制复温(探针加温)。36多针组合多针组合应用时,可使温度分布更均衡,细胞死亡率增高。由于冷温度聚集,冰球有效治疗范围增加具有112效应,提高探针作用效率。37血管热池效应冷冻靶区边缘如果靠近大血管,由于血液循环流动热效应可带走冷温度,从而降低冷冻效应。一般冷冻区血管内温度沿血管半径呈指数降低,而血管周围温度呈线性下降,因此大血管边缘难以形成冰球。虽然血管热池效应可降低冷冻效应,但在临床中却有实际作用。临床中常常发现直径4mm血管周围肿瘤组织细胞坏死,但血管壁并没有明显损伤,提示冷冻
19、可以治疗靠近大血管周围肿瘤,而不易损伤大血管,具有较高安全性。即使血管受损,在其后24小时内一般也能恢复。第四章 冷冻区域控制临床中肿瘤形状大小不一样,为了使冷冻范围达到合适大小进行适形治疗,可通过以下几种因素来控制冷冻范围:1、选择不同规格和型号探针:1.47mm、2mm、3mm、5mm、8mm探针可产生不同直径范围冷冻区,而同种规格不同型号探针又可产生球形、梨形及长形不同形状冰球,因此可选择不同规格和型号探针来控制治疗区范围。2、控制氩气输出功率:Cryo-HITTM低温冷冻手术系统气体输出功率调控范围为0100%。氩气输出功率为100%时,2mm、3mm、5mm直径探针可形成最大直径为2
20、.03.0cm、5.06.0cm、7.08.0cm冰球。当氩气输出功率为50时,冰球大小为氩气输出功率100%时50,即2mm、3mm、5mm直径探针可分别形成直径为1.01.5cm、2.53.0cm、3.54.0cm左右冰球。3、多针组合应用:临床治疗时根据肿瘤区域大小及形状,采用单针或多针组合以获得合适治疗区域,进行适形治疗。第五章 影像引导影像引导可以监测穿刺全过程,确定穿刺到正确位置,避免损伤正常组织;同时可利用影像观测冷冻区形成全过程,观测冷冻区是否覆盖肿瘤;冷冻治疗完成后也可用影像判断治疗有效性。Cryo-HITTM低温冷冻手术系统可在B超、CT、MRI引导下经皮穿刺实施冷冻治疗,
21、每一种影像引导各有优缺点,但MRI引导优势更为明显。51B超引导冷冻开始时B超显示以探针尖端为中心向外逐渐扩大强回声光团;随着冰球快速增大,B 超显示一个象结石样强回声半月形光环,近场为半月形光环,其后有大片无回声区所形成声影;解冻后受冻组织表现为边缘极为清晰低回声区;术后彩色超声能够观察肿块声像图及其血流变化,当肿块未见血流信号时,则提示肿块完全灭活。 探针刺入 冷冻开始 冰球形成B超引导优点是使用方便、经济、可实时监控探针位置和冰球形成、可多角度、任意层面探测、利用超声多普勒效应可观测局部血流变化、可用于外科直视手术中消融监测。缺点是只能显示冰球近侧表面,其后声学阴影阻止了冰球内部和表面后
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