经支气管镜冷冻治疗

18世纪中叶就有学者开始用冷冻方法破坏人体病变组织。早期有人报道用－8℃～－12℃含盐冰水直接接触到晚期癌组织部位，能使肿块缩小，并有镇痛效果。随着冷冻技术的发展，液态和固态的二氧化碳、液氮、氧化亚氮等均被用于冷冻治疗。支气管内病变的冷冻治疗以往主要应用液氮和氧化亚氮，目前二氧化碳也常规应用于气道内病变冷冻治疗。

1968年有学者报道了第一例冷冻治疗癌性支气管阻塞的病例。Mayo医院最早报道了一组28例支气管肿瘤病人用冷冻治疗的结果，表明冷冻治疗是一种很好的姑息性治疗方法。随后有不少学者报道了气道肿瘤冷冻治疗的成功经验。1985年后冷冻治疗发展更为迅速，并与其他治疗方法，如放射治疗、化学治疗等联合应用，局部姑息治疗效果令人满意。目前公认的冷冻治疗的优点为简单有效、容易操作、费用低廉、手术死亡率低。在治疗支气管阻塞性疾病方面，冷冻治疗和Nd－YAC激光治疗不存在竞争，因为各自适应证不完全相同，并且在某些情况下两种方法还可以互补。

一、冷冻治疗的生物学基础

冷冻治疗就是通过冰冻的方法破坏生物组织。温度是分子运动的动能指标，当温度低时，分子运动就减慢，甚至停止。所以，暴露于冷冻探针的组织就会经历一个亚致命的前冻结性应激和接下来的致命性冷冻过程。由冷冻造成的组织损伤可发生在几个水平，包括分子水平、细胞水平和组织水平。

成功的冷冻治疗受几方面因素的影响，细胞的生存也取决于冷冻率、融化率、最低温度及冻－融循环次数。某些组织对冷敏感，如皮肤、黏膜、肉芽组织，有些组织则对冷不敏感，如脂肪组织、纤维结缔组织及软骨组织。组织的冷敏感性取决于组织细胞的含水量，肿瘤细胞比正常细胞有更高的冷敏感性。

（一）细胞冷冻损伤机制

通过冷冻电子显微镜，可以观察到冷冻过程中细胞的体积变化及细胞内的微冰形成。细胞在不同温度冷冻过程中可发生以下变化。

1．细胞质的冰点为－2．2℃，但由于细胞悬液中含盐量较高及细胞具有的“超冷”作用，在－5℃时细胞质液系统仍处于液体状态。

2．在－5℃～－15℃细胞外冰晶形成，由于细胞膜对冰形成的屏障作用，细胞内仍处于超冷状态而没有结冰。在这一时期，如果冷冻发展速度较慢，细胞内水缓慢脱出，细胞内盐浓度增高，则会使细胞由于超冷状态而不冻结。如果冷冻速度很快，则细胞内水来不及经细胞膜脱出，会形成细冻结。

3．低于－15℃会发生等热过渡期，在该时期，任何盐浓度的进一步升高，会使未冻结液体的冰点进一步降低。

4．最后，达到固态式完全冻结。

在亚冻温度，细胞迅速融化处于温度已升的高浓度电解质溶液中，由于冰晶的生长或小冰晶的聚合，会现细胞内或细胞外的迁移性再冰晶化。

在超过冰冻温度后，缓慢融化导致迁移性再冰晶化现象。在这一过程中，主要由于冰晶的搓擦作用，对细胞内细胞器极具破坏作用。迅速融化可以避免再结冰，可使细胞避免处于破坏性的温度升高电解质溶液中。

对细胞损伤起决定作用的还是冷冻速度。用低温设备使靶组织产生最快的冷冻变化，使全部细胞冻结，再辅以很慢或自然融化产生最大的致死性理化作用。

（二）组织冷冻损伤机制

用细胞悬液冷冻试验得出的冷冻率对细胞活性的影响，可能与冷冻治疗时冷冻对在组织中的细胞影响不同。冷冻的作用取决于冰晶、冰晶周围液体及细胞间相互作用。组织对冷冻的敏感性还受微循环的影响。冷冻治疗时，在冻结区的细胞会出现结构破坏。在冷冻治疗后的几分钟至几小时，会出现冷冻性缺血和坏死。如果冰冻区发生融化，血液循环会迅速停止。接下来，在冷冻区域内发生缺血性损伤，在冷冻治疗后的几天中，由缺血造成的结果是细胞坏死，形成一嗜酸性痂皮。这样，肿瘤组织失去活性而被破坏。冷冻治疗除这些理化及血管效应之外，尚有资料显示冷冻有免疫作用机制。在目前情况下，尚没有这些机制起作用的肯定结论，对之尚需进一步研究。

二、冷冻治疗的制冷剂

冷冻剂

冷冻剂大多为液体，在其气化时可以以固定的热系数（气化热量）带走热量。液体二氧化碳因其可达－90℃的低温，而极具吸引力。但它在大气中扩散时可产生雪花，而这些固体常阻塞液体流动，故而不能用于细孔冷冻探针中治疗支气管疾病，只能用于体表疾病的治疗。

要通过冷冻治疗破坏病变组织，必须使病变核心的温度低至－20℃～－40℃。以很快的速度（如－100℃／min）迅速使组织温度降至－40℃以下，可使90%以上的细胞死亡。用于局部冷冻治疗的制冷剂应能迅速使组织温度降至－30℃以下。经支气管镜治疗一般采用液态氮或氧化亚氮（N2O）作为制冷剂。

液氮在第一次冷冻－融化循环时，可在1min左右使冷冻探针温度降至－196℃，以后则可在20～30s达到此温度。当探针温度低至液氮不在管内气化时，探针内壁滴出的液氮小滴可使局部组织温度降至很低，停止液氮注入时，探针的液氮继续起作用，使融化速度减慢。为减轻融化延迟造成组织黏附，冷冻探针一般带有电加热功能。

N2O是支气管镜下冷冻治疗最常用的制冷剂。液态N2O在冷冻探针的末端迅速形成气体，使温度下降，由于其有良好的扩展作用，可在大气压下－89℃时达到蒸发与小液滴的平衡。由于N2O冷冻探针冷冻范围较小，一般发生在喷嘴下1～2cm的范围，便于掌握冷冻治疗范围。N2O费用较液氮稍高。

随着设备的改进，CO2近年来应用于支气管镜下冷冻治疗也较多。应用CO2进行冷冻治疗成本较低。

三、支气管镜下冷冻治疗的适应证

冷冻治疗成功的关键因素不只是技术，更重要的是治疗指征的掌握。气管－支气管阻塞是冷冻治疗的指征。病人选择标准如下。

1．组织病理学证实为气管或支气管肺癌。

2．不能手术治疗的支气管腔内肿瘤。

3．其他治疗后，如放射治疗、化学治疗、肺局限性切除及其他经内镜治疗（Nd－YAG激光治疗、腔内后装机放射治疗）后复发的肿瘤。

4．支气管腔内肿瘤，若有外压性变化，对管腔阻塞不能大于75%。

5．肺移植及气管支架置入后的肉芽组织形成。

6．支气管腔内的可见病变导致咯血。

7．辅助取出支气管异物。

对气管－支气管癌的姑息性治疗，常需联合采用多种治疗方法。内镜下治疗与传统的肿瘤治疗方法结合，可提高患者生命质量及延长生存期。有研究提示化学治疗联合冷冻治疗有互相增强或协同作用。尽早进行治疗，则效果相对好一些。Karnofsky计分法不适合于本类治疗方法对一般情况很差的病人效果评价。

四、操作方法

（一）内镜准备

硬质及半硬质冷冻探针需经由硬质支气管镜进行治疗，而可曲冷冻探针可经纤维支气管镜进行治疗，但纤维支气管镜的活检孔必须足够大，一般是直径2．8～3．2mm。对硬质支气管镜一般没有特别选择，但也是要有足够大的镜腔，以能容纳冷冻探针及光照明系统。一般适合成年人用的硬质支气管镜，直径至少在8mm。

冷冻探针的效率取决于其直径，所以，当经由纤维支气管镜治疗时，纤维支气管镜的活检孔越大越好。当纤维支气管镜活检孔中置有长约10mm的冷冻探针情况下，能较容易地进行角度变化。在治疗过程中内镜温度也会降低，但一般情况下，冷不会造成光学器械不正常工作。当冷探针工作不正常，产生“逆向冷冻”时，镜体的温度会变得很低。“逆向冷冻”作用是由于回路中的气液滴蒸发，而使探针鞘温度降低所致。当这种情况发生时，应停止冷冻治疗，以免造成冷冻探针及内镜损伤。冷对硬质支气管镜无损害，但纤维支气管镜变冷时，镜体僵硬，不能进行操作。内镜消毒方法同常规支气管镜检查。

（二）病人准备

1．一般准备　术前病人准备与常规支气管镜检查相同。应了解患者体温、脉搏、呼吸、血压，心肺功能，血电解质等各项辅助检查情况；阅读胸部X线片或CT片，以明确病变的部位和性质；必要时进行心电图检查，应有血小板计数和出凝血时间检查结果；有假牙者取下假牙；术前禁食4～6h，以免术中呕吐。术前30min皮下注射阿托品0．5mg，以减少气管内分泌物，还可防止术中迷走神经反射引起的心搏骤停；对精神紧张者，可肌内注射苯巴比妥钠0．1g或地西泮5～10mg，必要时可肌内注射哌替啶50mg；有频繁咳嗽者术前可肌内注射可待因；有频发性室性期前收缩者，术中和术后应给予利多卡因静脉注射；缺氧者，应予吸氧。治疗过程中可能发生气管或声门下损伤时，糖皮质激素可预防性用药24h。

2．局部麻醉　麻醉的效果直接影响经支气管镜冷冻治疗的效果，麻醉好，病人痛苦少，配合好。一般采用局部麻醉。常用麻醉药物有0．5%丁卡因和2%利多卡因，该药穿透性强，作用迅速，维持时间长（20～40min），前者因毒性较大，个别有过敏反应，故目前少用。麻醉方法：①鼻咽部麻醉：常用2%利多卡因做鼻咽部喷雾麻醉或超声雾化吸入；②气管内麻醉：采用纤维支气管镜直接滴入或环甲膜穿刺，注入2%利多卡因3～5ml，后者麻醉效果准确可靠。2%利多卡因总量不宜超过400mg。

（三）操作步骤

1．硬质支气管镜法　病人取仰卧位，硬质支气管镜以常规方法插入，病人头部充分伸展，使下颌保持正中垂直向上，可垫用一小枕以取得此体位，上牙用海绵等予以保护。用左手的示指和拇指扶持镜体，这样可防止牙齿及牙龈受伤。

治疗操作者应对病变进行仔细检查，以明确是否有潜在的出血可能，病变是向管腔内突入还是向气管壁浸润，并且明确病变的部位、狭窄的范围及可能存在的外压程度。当患者具有高度出血危险时，在活检前先进行一次冷冻－融化治疗，可减少活检过程中出血的发生。

冷冻－融化反复操作过程应在直视下进行，硬质支气管镜的远末端保持在病变上0．5～1．0cm，冷冻探针经支气管镜引入。根据病变的外观表现，可选择不同的治疗方式。

不管是良性还是恶性息肉样病变，都是冷冻治疗最适宜的病变。冷冻探计可置于肿瘤表面或插入肿瘤内部，以产生周围的冷冻作用。在一个部位进行3次冷冻－融化后，则将探针移至相邻的5～6mm的部位重复以上过程。各冷冻点的作用区之间，有冷冻区重叠。治疗过程持续到全部可见病变均被冷冻治疗为止。

无论是用液氮、CO2还是N2O做制冷剂，冷冻方法是大致相同的。但液氮冷冻作用的强度大，产生的冰球大，只用2～3个冷冻－融化周期就可破坏病变组织，而使冷冻治疗操作时间缩短。

当冷冻探针配有电阻测量装置时，取决于组织特性及冷冻探针位置的电阻在250～500kΩ时，可进行电加热。而当电阻降至50kΩ，趁冷冻探针尚未脱离，可进行下一次冷冻。

当用N2O作为制冷剂驱动冷冻探针时，冷冻－融化周期是30s左右，延长冷冻时间，不会有特别价值。业已证明，进行数个周期的冷冻－融化治疗，就会产生极大的冷冻破坏作用。

使用液氮装置时，可产生－200℃持续冷冻作用。第一个冷冻周期约需用1min，之后的周期便明显缩短。对于浸润性病变，可用与病变切线接触的方式进行冷冻治疗。

在冷冻治疗后8～10d，应重复一次支气管镜检查，多用纤维支气管镜进行。检查的目的是评价冷冻治疗效果，去除痂皮，必要时再行冷冻治疗。较大的肿瘤治疗后多有痂皮出现，可用活检钳或冷冻探针粘上将之取出。

2．经纤维支气管镜方法　治疗时应建立静脉通道，在治疗过程中可输注生理盐水。监测指标包括心电图、非侵入性记录血压及动脉血氧饱和度。

纤维支气管镜可经口或鼻腔插入，并对气管、支气管做全面检查。经纤维支气管镜的活检孔引入可曲性冷冻探针，进行冷冻治疗。冷冻探针在直视下，直接送到肿瘤区域。冰冷的探针进入气道后，保持其与纤维支气管镜末端约0．4cm的距离，冷冻探针温度调节由脚踏板控制。在冷冻后30s左右，在冷冻探针末端就会形成冰球。对一个区域要进行1～3周期的冷冻－融化治疗，每一个周期1min左右。冷冻探针的末端可与病变垂直或呈切线样接触，或直接插入肿瘤内部。组织在－30℃～－40℃即可被冷冻，由冷冻造成的组织破坏很容易看到。当控制踏板放松时，冷冻探针即无冷冻作用。在每次冷冻后，在冷冻探针离开病变之前，都可见到冰球的融化消失。偶尔情况下，在冷冻治疗中需吸出出血。

用活检钳可取出失活或坏死的组织。在冷冻治疗1～2周期之后，应进行纤维支气管镜复查，复查时可再进行冷冻治疗或取出坏死的组织。冷冻治疗后，亦可联合进行其他治疗。

五、治疗后观察

冷冻治疗后一般不需要特别的观察。全身麻醉患者可于治疗后观察24h，而局部麻醉病人可在治疗当天出院。治疗后常规复查胸部X线片。观察阻塞性肺不张及阻塞性肺炎恢复情况。冷冻治疗后，糖皮质激素不作为常规使用。但可用于气管、喉部病变治疗后，因该部位反应性水肿的危险性较高。冷冻治疗的止血作用，常可有效治疗咯血，但有时效应出现较晚，在治疗后的几小时或几天仍可有咯血痰。个别情况下，冷冻探针插入出血的病变组织，可引起暂时性出血加重，这种情况下可酌情予以止血药物。但冷冻治疗后的少量出血，常不必给予药物治疗。

冷冻治疗与高频电凝、激光等各种热治疗比较，较少刺激局部肉芽组织增生。

（胡建林）