纳米刀消融参数及临床应用
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充电部分
显示纳米刀设备的实 际电压
导航栏
界面切换导航按钮，
导出手术数据，选择
新的探针选择或选择
新的患者
后退
设置
关于
新的探针 新的患者 选择
脉冲发生结果图
结果图标签
显示脉冲参数和 脉冲进度
电压和电流
准备、控制和 开始脉冲输送
输送测试脉冲 显示纳米刀设备的 实际电压
导航栏
界面却换导航按钮，
导出手术数据，选
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
1.0 cm
30 20 10
40 50
0
60
电流 (A)
针尖聚拢，电压=1500 V
电弧发生
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
30 20 10
40 50
0
60
电流 (A)
探针间因高电流导致机器停止工作
探针暴露深度与电流消耗
聚拢
(过电流的风险增大)
平行布针
平行
(均匀消融几何图形)
分散
(消融遗漏风险增大)
精准布针
探针间距保持在1.52.0cm之间，可以实现连 续、均匀的消融
探针间距大于2cm，导致 探针之间的区域出现消 融遗漏（如下图所示）
2.0 cm
2.6 cm
精准布针
231.0c02648m.68cm
探针间距保持在1.5-2.0cm之间 （这个范围内可以得到最大的消融区域）
可逆电穿孔区域 不可逆电穿孔区域
1000 V/cm 800 V/cm 600 V/cm 400 V/cm 200 V/cm 0 V/cm
电场的2D分布
750 V; d = 5mm
2250 V; d = 15mm
1000 V/cm 800 V/cm 600 V/cm 400 V/cm 200 V/cm 0 V/cm
正常探针暴露深度
(探针暴露深度为2cm，电场强度为1500 V/cm)
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
2.0 cm
30 Fra Baidu bibliotek0 10
40 50
0
60
电流 (A)
缩短探针暴露深度减小电路消耗
缩短探针暴露深度
(探针暴露深度为1.0cm ，电场强度为1500 V/cm)
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
1.0 cm
30 20 10
40 50
0
60
电流 (A)
不可使用5mm的探针暴露深度
探针暴露深度短
(探针暴露深度为0.5m， 电场强度为1500 V/cm)
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
0.5 cm
30 20 10
40 50
内的动脉、静脉、胆道、神经结构等不会产生不 可逆损伤
生物效应对比
效应
作用部分 蛋白质变性 血流 结缔组织 损伤区域
温度消融
整个细胞 典型的 影响消融效果 损伤 渐变
不可逆电穿孔
仅细胞膜 不存在 不影响 不损伤 边界比较清晰
剂量反应曲线
50 kV/cm
纳米刀参数 电场强度设置：1500-2000 V/cm 脉宽： 70-100µ s 脉冲数：70-100
0
60
电流 (A)
探针间电流增大脉冲中止
探针暴露深度大
(探针暴露深度为3.0cm ，电场强度为1500 V/cm)
1000 V/cm
1500 V; d = 10mm 3000 V; d = 20mm
1000 V/cm 800 V/cm 600 V/cm 400 V/cm 200 V/cm 0 V/cm
1000 V/cm
800 V/cm
800 V/cm
600 V/cm
600 V/cm
400 V/cm
400 V/cm
纳米刀消融参数及临床应用
什么是纳米刀？
纳米刀：也称不可逆电穿孔（irreversible electroporation，IRE）通过高压电脉冲在细胞膜上 产生纳米级的不可逆电穿孔破坏肿瘤细胞，使其 调亡、瓦解
消融区域不受血流的影响、无热沉效应 纳米刀与其他消融技术不同的特征是, 对消融区域
模拟布针情况：不同探针间距的影响
探针间距过大
(探针间距为2.5cm ，电压为最大电压3000 Volts)
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
2.5 cm
30 20 10
40 50
0
60
电流 (A)
探针间距小、高电流中止脉冲发生
探针间距太小
(间距为1.0cm ，电场强度为2000 V/cm)
热损伤
不可逆电穿孔 可逆电穿孔
电场
ns sec
1 kV/cm
脉宽& 脉冲数
无电穿孔
IRE消融的5个关键步骤
患者选择
肿瘤大小3-5cm 靠近血管或其他
重要结构
治疗计划
CT 和 CT/PET 或 MRI
肿瘤标志物 1周内
IRE 目标
布针 完全覆盖
IRE 剂量 输送
最少110 个脉冲 电阻变化 退针
避免高电流
200 V/cm
200 V/cm
0 V/cm
0 V/cm
电穿孔的区域的分布取决于探针间距（d），固定电场强度设置= 1500 V/cm，探针间距越大，要破坏细胞时所需的电压就越高。
纳米刀探针分布
在每对探针之 间输送能量
暴露端调度过整，探以长针适！暴应露靶深组
织高度
两针阵列
三针阵列
使用探针越多（最 多6支），可实现的 靶区域就越大
择新的探针选择和
选择新的患者
后退
设置
关于
新的探针 新的患者 选择
电场梯度对细胞的影响
距离探针电极近的细胞 比距离远的细胞所受的 电场强度要强
电场强度小于200 V/cm 时对细胞无影响
实现不可逆电穿孔，电 场强度最小要达到 400V/cm左右
暴露于200 --400 V/cm之 间 的电场中，细胞只是 暂时受影响，如可逆电 穿孔
四针阵列
五针阵列
五针阵列
六针阵列
退针消融法
纳米刀电极退针消融方法 进行连续的退针消融，以获得足够的消融边界 一旦确认所有探针对输送了有效电流，可以开始退
针，退针距离稍稍小于探针暴露深度 例如，探针暴露深度是1.0cm ，退针距离大概是
0.7-0.8cm
0.7 cm 0.7 cm
MRI enhanced scan showed a low signal change in the ablation area after 1 week of operation
反应评
估
CT 和 CT/PET, 或 MRI
肿瘤标志物 IRE后3个月
设备界面
1 手术信息
2 探针信息
3 布针
4 脉冲发生
设备界面
1 手术信息
2 探针选择
3 布针
4 脉冲发生
设备界面
1 手术信息
2 探针选择
3 布针
4 脉冲发生
测试脉冲
参数表
显示脉冲参数和脉 冲进度
运行部分
准备、控制和开始 脉冲输送
显示纳米刀设备的实 际电压
导航栏
界面切换导航按钮，
导出手术数据，选择
新的探针选择或选择
新的患者
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设置
关于
新的探针 新的患者 选择
脉冲发生结果图
结果图标签
显示脉冲参数和 脉冲进度
电压和电流
准备、控制和 开始脉冲输送
输送测试脉冲 显示纳米刀设备的 实际电压
导航栏
界面却换导航按钮，
导出手术数据，选
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
1.0 cm
30 20 10
40 50
0
60
电流 (A)
针尖聚拢，电压=1500 V
电弧发生
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
30 20 10
40 50
0
60
电流 (A)
探针间因高电流导致机器停止工作
探针暴露深度与电流消耗
聚拢
(过电流的风险增大)
平行布针
平行
(均匀消融几何图形)
分散
(消融遗漏风险增大)
精准布针
探针间距保持在1.52.0cm之间，可以实现连 续、均匀的消融
探针间距大于2cm，导致 探针之间的区域出现消 融遗漏（如下图所示）
2.0 cm
2.6 cm
精准布针
231.0c02648m.68cm
探针间距保持在1.5-2.0cm之间 （这个范围内可以得到最大的消融区域）
可逆电穿孔区域 不可逆电穿孔区域
1000 V/cm 800 V/cm 600 V/cm 400 V/cm 200 V/cm 0 V/cm
电场的2D分布
750 V; d = 5mm
2250 V; d = 15mm
1000 V/cm 800 V/cm 600 V/cm 400 V/cm 200 V/cm 0 V/cm
正常探针暴露深度
(探针暴露深度为2cm，电场强度为1500 V/cm)
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
2.0 cm
30 Fra Baidu bibliotek0 10
40 50
0
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电流 (A)
缩短探针暴露深度减小电路消耗
缩短探针暴露深度
(探针暴露深度为1.0cm ，电场强度为1500 V/cm)
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
1.0 cm
30 20 10
40 50
0
60
电流 (A)
不可使用5mm的探针暴露深度
探针暴露深度短
(探针暴露深度为0.5m， 电场强度为1500 V/cm)
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
0.5 cm
30 20 10
40 50
内的动脉、静脉、胆道、神经结构等不会产生不 可逆损伤
生物效应对比
效应
作用部分 蛋白质变性 血流 结缔组织 损伤区域
温度消融
整个细胞 典型的 影响消融效果 损伤 渐变
不可逆电穿孔
仅细胞膜 不存在 不影响 不损伤 边界比较清晰
剂量反应曲线
50 kV/cm
纳米刀参数 电场强度设置：1500-2000 V/cm 脉宽： 70-100µ s 脉冲数：70-100
0
60
电流 (A)
探针间电流增大脉冲中止
探针暴露深度大
(探针暴露深度为3.0cm ，电场强度为1500 V/cm)
1000 V/cm
1500 V; d = 10mm 3000 V; d = 20mm
1000 V/cm 800 V/cm 600 V/cm 400 V/cm 200 V/cm 0 V/cm
1000 V/cm
800 V/cm
800 V/cm
600 V/cm
600 V/cm
400 V/cm
400 V/cm
纳米刀消融参数及临床应用
什么是纳米刀？
纳米刀：也称不可逆电穿孔（irreversible electroporation，IRE）通过高压电脉冲在细胞膜上 产生纳米级的不可逆电穿孔破坏肿瘤细胞，使其 调亡、瓦解
消融区域不受血流的影响、无热沉效应 纳米刀与其他消融技术不同的特征是, 对消融区域
模拟布针情况：不同探针间距的影响
探针间距过大
(探针间距为2.5cm ，电压为最大电压3000 Volts)
1500
1000
2000
500
2500
0
3000
电压 (V)
2.5 cm
30 20 10
40 50
0
60
电流 (A)
探针间距小、高电流中止脉冲发生
探针间距太小
(间距为1.0cm ，电场强度为2000 V/cm)
热损伤
不可逆电穿孔 可逆电穿孔
电场
ns sec
1 kV/cm
脉宽& 脉冲数
无电穿孔
IRE消融的5个关键步骤
患者选择
肿瘤大小3-5cm 靠近血管或其他
重要结构
治疗计划
CT 和 CT/PET 或 MRI
肿瘤标志物 1周内
IRE 目标
布针 完全覆盖
IRE 剂量 输送
最少110 个脉冲 电阻变化 退针
避免高电流
200 V/cm
200 V/cm
0 V/cm
0 V/cm
电穿孔的区域的分布取决于探针间距（d），固定电场强度设置= 1500 V/cm，探针间距越大，要破坏细胞时所需的电压就越高。
纳米刀探针分布
在每对探针之 间输送能量
暴露端调度过整，探以长针适！暴应露靶深组
织高度
两针阵列
三针阵列
使用探针越多（最 多6支），可实现的 靶区域就越大
择新的探针选择和
选择新的患者
后退
设置
关于
新的探针 新的患者 选择
电场梯度对细胞的影响
距离探针电极近的细胞 比距离远的细胞所受的 电场强度要强
电场强度小于200 V/cm 时对细胞无影响
实现不可逆电穿孔，电 场强度最小要达到 400V/cm左右
暴露于200 --400 V/cm之 间 的电场中，细胞只是 暂时受影响，如可逆电 穿孔
四针阵列
五针阵列
五针阵列
六针阵列
退针消融法
纳米刀电极退针消融方法 进行连续的退针消融，以获得足够的消融边界 一旦确认所有探针对输送了有效电流，可以开始退
针，退针距离稍稍小于探针暴露深度 例如，探针暴露深度是1.0cm ，退针距离大概是
0.7-0.8cm
0.7 cm 0.7 cm
MRI enhanced scan showed a low signal change in the ablation area after 1 week of operation
反应评
估
CT 和 CT/PET, 或 MRI
肿瘤标志物 IRE后3个月
设备界面
1 手术信息
2 探针信息
3 布针
4 脉冲发生
设备界面
1 手术信息
2 探针选择
3 布针
4 脉冲发生
设备界面
1 手术信息
2 探针选择
3 布针
4 脉冲发生
测试脉冲
参数表
显示脉冲参数和脉 冲进度
运行部分
准备、控制和开始 脉冲输送