TACE后高功率微波消融可提高肝脏恶性肿瘤消融区稳定性

引言

肝细胞癌（HCC）和继发性肝脏恶性肿瘤（主要源于结直肠癌转移）是全球癌症相关发病率和死亡率的主要原因。HCC是全球第六大常见癌症，也是全球癌症相关死亡的第三大原因，每年新增病例超过900,000例，死亡830,000例。随着慢性肝病和代谢因素患病率的增加，预计发病率将进一步上升[1, 2]。此外，相当比例的患者就诊时即为不可切除疾病，或因肝功能受损或合并症而不适合手术。根治性治疗选择包括肝切除术和肝移植，但许多患者因肝脏储备功能差而不适合手术干预[3]。在这一临床背景下，微创局部区域治疗日益重要。对于这些患者，影像引导热消融技术，如微波消融（MWA）和射频消融（RFA），是成熟的微创治疗选择。MWA通过微波频率电磁场诱导热细胞毒性，而RFA利用交替电流产生热量[4]。MWA在非手术候选患者中更受青睐，因为它能够实现更高的瘤内温度并产生更大、更均匀的消融区。此外，与RFA相比，它较少受灌注介导的热沉效应影响[5]。巴塞罗那临床肝癌分期系统推荐热消融作为不适合移植的极早期HCC的一线治疗[6]。近年来，越来越多的证据支持经动脉化疗栓塞（TACE）后联合热消融的联合应用，特别是对于接近或超过单纯消融大小限制的病灶[7]。除减瘤作用外，TACE还可减少目标病灶内部及周围的动脉血流，从而减轻热沉效应并可能增强后续热消融的疗效和可预测性[8]。近期多项研究表明，与单药治疗相比，联合治疗可改善局部肿瘤控制和无进展生存期，且未显著增加操作相关发病率[7, 9]。

近期的技术进步使得输出功率超过100 W的高功率MWA系统得以在临床实施。这些系统的早期临床经验表明，与早期低功率系统相比，更高的功率输出可能缩短消融时间并产生更大的消融区[10]。然而，关于高功率MWA后消融区时间稳定性和可预测性的数据仍然有限且在很大程度上具有异质性，尤其是与消融前TACE联合应用时。多项临床系列报道显示，与单纯TACE相比，TACE后序贯热消融的联合治疗可改善局部肿瘤控制[9]。TACE最初设计用于原发性肝脏肿瘤，现也应用于结直肠癌和乳腺癌的转移灶[11]。若干研究表明，MWA可获得与切除相当的结果，包括相似的5年生存率[12, 13]；在不可切除的肝转移灶中，热消融联合TACE已被探索作为一种局部治疗选择[14]。然而，很少有研究系统性地考察MWA功率设置如何影响消融区动态变化，尤其是在与TACE联合应用时。新兴证据表明，高达150 W的输出可能提高完全性、缩短手术时间并扩大消融区[10]。

消融区稳定性，概念化为影像学上所治疗区域随时间推移收缩减少，可能代表持续坏死的探索性影像学标志物，尽管它并非经过验证的替代终点。本研究旨在探讨高功率方案是否与HCC或肝转移患者经TACE后行经皮MWA后消融区稳定性增加相关。

材料与方法

研究设计与伦理

这项回顾性单中心研究纳入了2017年8月至2024年2月期间在本机构实施的计算机断层扫描（CT）引导下经皮MWA手术。伦理委员会批准了这项回顾性分析（批准号：2025–2435），该研究按照《赫尔辛基宣言》进行。由于数据的匿名性质和回顾性研究设计，知情同意被豁免。

患者选择

在研究期间，本机构共有803例患者接受了1,789次MWA手术。患者符合条件的要求为：确诊HCC或肝转移，并在TACE后接受MWA。此外，他们需要在三个时间点进行标准化的增强磁共振成像（MRI）随访：分别为消融后24小时内（T1）、3个月（T2）和6个月（T3）。排除标准为既往索引病灶消融、未接受TACE或影像学随访不完整。应用这些标准后，最终研究队列包括77例患者（HCC n = 45；肝转移 n = 32）。（图1）。

TACE和MWA手术

TACE使用最多10 ml/m2的碘化油（Lipiodol® Ultra-Fluid，Guerbet，德国）进行，联合或不联合180–225 mg的50 µm可降解淀粉微球（DSM，EmboCept® S，PharmaCept GmbH，德国）。我们应用了丝裂霉素C（8 mg/m2）和/或顺铂（20 mg/m2）。在HCC患者中，末次TACE与随后MWA之间的中位间隔在低功率组为22.5天（四分位距（IQR）17–28），而高功率组为20.0天（IQR 16–24）。在转移瘤队列中，相应间隔分别为39天（IQR 32–46）和26天（IQR 21–33）。HCC和转移瘤队列的基线特征总结于表1。

探针选择与功率分层

根据病灶大小、位置和操作者偏好使用了多种探针，包括Solero（14和20 cm；AngioDynamics，Latham，NY，美国）、Amica（HS Hospital Service，Aprilia，意大利）和EmprintTM天线（包括CA15L2和CA20L2；Medtronic，Dublin，爱尔兰）。所有系统均能够输出高功率，并在制造商推荐的设置范围内运行。每个队列中的患者根据所应用的微波功率方案被分为两组。在两组中，消融均逐步启动。低功率方案组包括消融以60 W启动且未升级超过最大100 W的患者。相反，高功率方案组包括消融以80 W启动并持续升级至至少120 W（最高150 W）的患者。高功率组中没有患者仅接受低于120 W的治疗，确保了方案之间明确的技术分离。为了表征和验证方案之间的技术分离，分析了递送能量参数（时间、总能量（J）、每cm2能量（J/cm2）、功率密度（W/cm2））（图2，表2）。功率密度（W/cm2）计算为输入功率除以有效天线表面积。该面积归一化指标不同于建模研究中通常报告的吸收功率密度或比吸收率（W/kg），此处务实地用于比较方案强度。

MRI采集与图像分析

MRI随访采用标准化方案以确保一致性，包括平扫T1加权和T2加权冠状位及横断位序列（层厚6 mm）、动态对比增强及增强后T1加权成像。未评估观察者间一致性，因为所有测量均由单一读片者采用标准化且预先定义的测量方法在所有病例和时间点完成。虽然这确保了内部一致性，但无法对测量可重复性进行正式量化（如组内相关系数或Cohen's kappa），应在未来前瞻性研究中加以解决。对比剂剂量按体重调整，扫描在1.5-T和3-T MRI系统（Siemens Healthineers）上进行。

技术成功根据Ahmed等[15]的定义。

肿瘤及消融最大横截面直径（长度和宽度，单位cm）由单一观察者在三个时间点（T1、T2、T3）使用一致的解剖标志手动测量。MRI在三个固定时间点进行：24小时内（T1）确认技术成功，3个月（T2）进行早期肿瘤学评估，6个月（T3）。T2作为常规安全性和有效性对照。本研究的主要终点是T1至T3之间消融区面积的百分比变化，因为这最能反映收缩动态。

观察者对MWA方案设盲以尽量减少偏倚。在每个时间点使用以下公式计算肿瘤横截面积及消融面积（cm²）：

消融区稳定性定义为T1至T3面积的百分比变化，缩小越小提示效果越好。

统计分析

统计分析使用JASP软件（版本0.19.3，JASP Team，2025）进行。连续变量的正态性采用Shapiro–Wilk检验。根据其分布，组间比较采用独立t检验或Mann–Whitney U检验。效应量报告为：正态分布变量使用Cohen's d，非参数变量使用秩双列相关（RBC）。探索性相关性分析，特别是总能量释放与消融区收缩之间的相关性，采用自举法Spearman's ρ（1,000次重复）评估。

消融区稳定性的独立预测因素采用单因素和多因素线性回归确定，使用5,000次自举重复以获得稳健的95%置信区间（CI）。

生存结局采用Kaplan–Meier曲线分析，并使用log-rank检验进行比较。应用Cox回归评估功率方案对生存的影响，并调整肿瘤面积、消融边缘和总能量。所有统计检验均为双侧，统计显著性定义为p < 0.05。鉴于本研究的回顾性性质，未进行先验样本量计算。

箱线图、小提琴图和相关性图由原始数据生成，代码在ChatGPT（OpenAI；GPT-5）辅助下完善。所有图均由作者核实。

结果

基线特征

共纳入45例肝细胞癌（HCC）患者（平均年龄67.8 ± 7.8岁；95% CI：65.4–70.2），其中21例接受高功率（69.6 ± 6.8；95% CI：66.6–72.6）微波消融（MWA），24例接受低功率MWA（66.3 ± 8.5岁；95% CI：62.9–69.7）。由于样本量小且可能偏离正态分布（年龄：p = 0.022/0.048；体重指数（BMI）：p = 0.035/0.041；终末期肝病模型（MELD）：p = 0.027/0.033），组间比较采用Mann–Whitney U检验。年龄（U = 186.5，z = − 1.34，p = 0.180，RBC = 0.16）、BMI（27.2 ± 4.3 vs. 26.5 ± 3.9；U = 223.5，z = − 0.64，p = 0.521，RBC = − 0.11）或MELD（12.3 ± 3.0 vs. 11.8 ± 2.7；U = 217.5，z = − 0.77，p = 0.442，RBC = − 0.14）均无显著差异。所有HCC患者均合并肝硬化，Child–Pugh分级具有可比性（A/B：12/12 vs. 11/10；卡方检验（χ2）(1) = 0.134，p = 0.714，phi系数（φ）= 0.05）。TACE–MWA间隔时间无差异（p > 0.05）。

在转移瘤队列（n = 32；中位年龄56.0岁，IQR 49.5–62.5）中，15例接受高功率MWA（中位年龄56.0岁，IQR 49.5–62.5），17例接受低功率MWA（中位年龄53.0岁，IQR 46.0–60.0）。年龄（U = 107.0，z = − 0.82，p = 0.412，RBC = 0.16）、肿瘤面积（中位数6.4 cm2，IQR 5.3–7.2 vs. 6.8 cm2，IQR 5.6–7.5；U = 113.5，z = − 0.57，p = 0.569，RBC = − 0.11）或BMI（中位数26.7 kg/m2，IQR 25.0–28.3 vs. 26.2 kg/m2，IQR 24.7–28.4；U = 111.0，z = − 0.49，p = 0.626，RBC = − 0.13）均未观察到显著组间差异。Shapiro–Wilk检验显示所有基线变量均偏离正态分布（p < 0.05）。详细特征见表1。

技术成功率

所有患者均实现技术成功，T1（24 h）时肿瘤完全覆盖。无患者需要再次消融。

消融区收缩

在HCC队列中，高功率方案组从T1至T3的平均消融区收缩率（− 32.95% ± 5.82%；95% CI：− 35.44至− 30.46；n = 21）显著小于低功率方案组（− 49.72% ± 6.91%；95% CI：− 52.48至− 46.96；n = 24），表明高功率方案的消融区稳定性更好。

两组均呈正态分布（Shapiro–Wilk p > 0.05）。独立样本t检验证实差异具有统计学意义（t(43) = 4.86，p < 0.001），平均差异为16.77个百分点（95% CI：10.0–23.6）。效应量大，Cohen’s d = 1.12（95% CI：0.59–1.63）。结果通过自助法95% CI（百分位法，5,000次重采样）验证以确保稳健性。该发现见图3。

在高功率组中，总输送能量与收缩之间呈中度负相关（Spearman’s ρ = − 0.48，p = 0.030；自助法95% CI：− 0.68至− 0.21，1,000次重采样；图4）。

在转移瘤队列中，高功率组从T1至T3的平均消融区收缩率为− 28.4% ± 6.31%（95% CI：− 31.6至− 25.2），低功率组为− 42.1% ± 7.81%（95% CI：− 45.8至− 38.4）。Shapiro–Wilk检验提示非正态分布（p = 0.031和0.017），支持使用Mann–Whitney U检验，该检验证实差异具有统计学意义（U = 34.5，z = − 3.56，p < 0.001）。效应量非常强（RBC = 0.87；自助法95% CI：0.72–0.94；1,000次重采样；图3）。

代表性病例示例见图5。在高功率病例（病例A、B和D）中，消融区在即刻消融后成像（T1，24小时）与中期随访（T3，6个月）之间基本保持稳定，仅显示有限收缩，同时保留了安全边缘。相比之下，一名接受低功率方案治疗的乳腺癌肝转移患者（病例C）出现了明显收缩，导致消融边缘缩小。

回归分析

在HCC队列中，单因素回归证实方案类型是消融区收缩的显著预测因子（回归系数（β）= − 16.4，SE = 2.22，p < 0.001；95% CI：− 20.9至− 11.8；决定系数（R2）= 0.59）。肿瘤大小也具有显著性（β = 1.73，标准误（SE）= 0.34，p < 0.001；95% CI：1.05–2.40；R2 = 0.32）。在调整能量、肿瘤大小、MELD和BMI的多因素分析中，仅方案类型仍具有显著性（β = − 16.7，SE = 2.85，p < 0.001；95% CI：− 22.6至− 10.9；调整R2 = 0.63）。MELD（β = − 0.07，p = 0.85）、BMI（β = − 0.16，p = 0.77）和能量（β = 0.000098，p = 0.96）均无预测作用。共线性较低（方差膨胀因子（VIF）：方案 = 1.50，肿瘤大小 = 1.27，MELD = 1.74，BMI = 1.08，能量 = 1.30）。

在转移瘤队列中，单因素回归确定方案类型为显著预测因子（β = − 13.6，SE = 4.42，p = 0.004；95% CI：− 21.3至− 6.2；R2 = 0.51）。肿瘤大小显示非显著趋势（β = + 0.98，SE = 0.56，p = 0.08；95% CI：− 0.12–2.08；R2 = 0.09）。在调整能量、肿瘤大小和BMI的多因素分析中，仅方案类型仍具有显著性（β = − 12.8，SE = 4.89，p = 0.007；95% CI：− 22.4至− 3.2；调整R2 = 0.56）。BMI（β = − 0.17，p = 0.62）和能量（β = − 0.000019，p = 0.78）无显著性。共线性诊断未显示问题（VIF：方案 = 1.12，肿瘤大小 = 2.38，BMI = 2.36，能量 = 1.46）。

单因素和多因素结果汇总于表3。

探索性生存分析

在为期6个月的探索性分析中，高功率方案显示出数值上更低的风险（HCC风险比（HR）= 0.64，95% CI：0.38–1.12；转移灶HR = 0.72，95% CI：0.38–1.31），但无统计学显著性。这些探索性分析因透明性保留在正文中，但检验效能不足；不能得出生存推断。

讨论

主要发现与解读

本研究评估了高功率微波消融（MWA）对肝细胞癌（HCC）或肝转移患者消融区稳定性的影响。随访影像显示，高功率导致消融区收缩减少，各队列结果一致且校正后具有显著性。这表明高功率MWA产生了更稳定的消融区，支持更高热输出增强凝固并限制收缩。这些发现与既往研究一致，后者显示高功率MWA产生更大、更均匀的消融区并表现出降低的热沉效应敏感性[4, 5, 10]。早期研究主要关注消融区的大小、几何形状和可预测性，而我们的结果表明同样的原理延伸至消融区的时间稳定性。

能量指标与技术意义

一个潜在担忧是过渡性80–100 W范围内的错误分类；然而，两种方案均遵循预定义的逐渐递增策略且上限不同：低功率消融以60 W起始且从未超过100 W，而高功率操作以80 W起始并持续递增至至少120 W。这种递增模式导致两种方案之间实现的功率密度明显分离，如能量指标所反映。这体现为施加瓦数和功率密度的显著差异（图2和表2），支持基于方案而非任意分类。该方法与所报道的不同机构间临床MWA功率设置的异质性一致[16]。尽管总能量和能量/cm2有重叠，高功率HCC消融的功率密度（W/cm2）显著更高（p < 0.001，RBC = 0.87，95% CI：0.71–0.94），转移灶中呈更高趋势（p = 0.089，RBC = 0.41，95% CI：− 0.03–0.71）。这一概念得到技术性消融研究的支持，这些研究表明与低功率方案相比，高功率（> 100 W）MWA产生更大且更均匀的消融区，如近期150 W MWA系统的临床经验所示[17]。消融时间相当，表明更高瓦数在不延长手术的情况下实现了更大的凝固。高功率MWA还可能减少与组织异质性和局部灌注相关的变异性，这些被图像引导热消融的共识和标准文件认为是影响消融范围和手术结局的重要技术因素[8]。通过传递更高的瞬时能量，高功率方案可能在更短的应用时间内实现更均匀的热分布，这与实验性在体数据一致，后者证明功率-时间组合显著影响消融区大小和几何形状[18]。虽然既往研究主要关注消融区大小和几何形状，本研究发现表明类似原理适用于消融区的时间稳定性，这一方面受到的关注相对有限。

消融区稳定性的预测因素

在接受高功率MWA治疗的HCC队列中，总能量输送与收缩呈中度负相关（Spearman's ρ = − 0.48；p = 0.03），支持较高能量与更大稳定性之间的联系。既往研究同样报道了受肝硬化和其它组织特征调节的能量-尺寸关系[19]。多变量回归证实，在调整BMI、肿瘤大小、MELD和能量后，高功率MWA是独立预测因素。肿瘤大小在HCC单变量分析中具有显著性，但调整后失去显著性，提示在高功率方案下尺寸相关效应被减轻。MELD和BMI不具有预测性，表明收缩动力学主要是技术性而非患者驱动的。一旦考虑功率密度，总能量也不再具有预测性，突出了瞬时输送的作用。

探索性生存分析受限于事件数少和随访时间短。因此无法得出结论，需要更大队列和更长随访。

临床意义及与既往工作的整合

近期一项系统综述强调，≥ 5 mm的切缘可减少HCC和结直肠肝转移的进展[20]。在超出米兰标准不可切除的HCC中，与单纯TACE相比，TACE联合MWA显著改善总生存期和无进展生存期[9]，近期荟萃分析证据进一步支持TACE联合MWA在不可切除HCC中的协同治疗作用[7]。对于结直肠肝转移，Vogl等[21]显示消融前TACE联合MWA优于单纯MWA；在不可切除疾病中，它延长了肝脏无进展生存期（13.8 vs. 8.1个月，p = 0.03），并呈总生存期延长的有利趋势（30 vs. 26个月）。我们的数据补充了更高消融功率可进一步改善不同肿瘤类型的消融区稳定性。鉴于有证据表明更宽的切缘减少复发[20]，消融区稳定性可能代表局部治疗效果的可重复影像学标志物；然而，其与复发的关系需要前瞻性验证。观察到更高瓦数并未延长手术时间，突显了一项实际优势，即在不增加手术负担的情况下实现更大稳定性。

优势与局限性

这项回顾性、单中心研究队列规模有限，限制了普适性。要求完整MRI随访可能有利于依从性更好的患者，并可能引入向有利结局的选择偏倚。尽管名义瓦数在80–100 W有重叠，但所有低功率病例均限于100 W或以下，所有高功率病例均递增至至少120 W。实际输送参数证实了方案之间的清晰分离（图2，表2）。没有专门的敏感性分析排除80–100 W亚组，但各应用参数之间的一致差异支持分层的有效性。

未进行容积分割。因此，消融大小采用二维椭圆法评估，该方法在回顾性MWA队列中广泛应用[5, 19]。早期MWA系列依赖二维直径测量，系统综述证实基于直径和边缘的方法在临床消融研究中仍属常见[5, 20]。按照共识建议，应用了标准化术语和报告规范，同时承认回顾性分析中二维方法的频繁使用[15]。因此，我们的方法与既往文献一致，但应在前瞻性研究中开展可重复性检验和容积分析。

所有消融均由一位经验丰富的介入放射科医师完成，确保了一致性但限制了外部推广性。多种探针类型和系统世代可能引入了异质性。生存分析为探索性且统计效力不足，仅限于六个月，无法进行长期推断。MRI按标准化间隔（T1、T2、T3）采集。仅T1–T3变化定义主要终点，而T2作为常规对照。由于分布偏态，采用中位数（IQR）描述TACE–MWA间隔。研究后期采用高功率方案可能引入时间混杂，但一致的效果提示稳健性。本研究未评估观察者间信度。消融区测量由一位经验丰富的阅片者完成，对临床数据和治疗方案设盲，使用标准化MRI时间点和所有病例一致的测量方法。虽然这确保了回顾性研究设计中的内部一致性和可行性，但无法正式量化测量可重复性（如组内相关系数或Cohen's kappa），并可能限制推广性。未来前瞻性研究应纳入观察者间和观察者内一致性分析，最好在各向同性成像数据集上辅以容积分割。

优势包括标准化MRI方案、盲法评估和稳健的自举法。既往很少有研究系统性地考察消融区稳定性，我们的发现提示其可作为短期至中期治疗效果的补充性探索性影像终点。然而，消融区稳定性应被视为探索性影像标志物，在临床实施前需要前瞻性验证。

未来方向

未来研究应在更大规模、随访更长的前瞻性多中心队列中验证消融区稳定性。薄层各向同性MRI可实现容积分割和可重复性检验，而观察者间和观察者内分析可确认可靠性。将稳定性与肿瘤学结局（如改良实体瘤疗效评价标准定义的进展、边缘充分性和无进展生存期）以及表观扩散系数值相关联，可能阐明其作为替代终点的作用。这一区分对于避免过度解读影像学发现至关重要，并强调需要以肿瘤学终点进行前瞻性验证。

结论

消融前TACE后的高功率MWA与原发性及转移性肝肿瘤中显著更高的消融区稳定性相关。这些发现提示，较高功率与术后收缩减少相关。消融区收缩作为一种探索性影像标志物出现，值得在随访时间更长、并与既定肿瘤学结局相关联的前瞻性研究中加以验证。