摘要：不可逆電穿孔（IRE）消融術作為一種新興的非熱消融技術，憑借其獨更好優勢在神經外科領域嶄露頭角。本文系統闡述了 IRE 消融術的原理、技術特點，詳細回顧其在腦腫瘤、癲癇、帕金森病等多種神經外科疾病治療中的應用現狀，深入探討相關臨床研究與實驗成果，包括動物實驗設計、手術操作流程及術后評估方法等內容。同時，對 IRE 消融術面臨的挑戰如技術優化、并發癥防治等展開討論，并展望未來發展方向，旨在為神經外科醫生及科研人員全面呈現 IRE 消融術的前沿動態，助力推動該技術在臨床實踐中的安全、有效應用。
神經外科疾病治療長期面臨著精準切除病變、保護神經功能的雙重挑戰。傳統手術切除、放療、化療等手段雖不斷發展，但仍存在諸多局限，如手術創傷大、正常組織附帶損傷高、對特定病變療效欠佳等問題。不可逆電穿孔（IRE）消融術的出現，為神經外科診療開辟新徑。
IRE 消融術基于電穿孔原理，利用短脈沖高強度電場作用于細胞膜，誘導形成納米級性孔隙，破壞細胞內穩態致細胞凋亡，而對細胞外基質、血管、神經纖維束等結構保留較好，理論上可在精準消融病變組織同時合理減少功能損傷。近年其在肝臟、胰腺等實體器官腫瘤治療初顯成效，引發神經外科界高度關注與探索。深入剖析 IRE 消融術在神經外科應用進展，對拓展治療策略、提升患者預后意義深遠。
細胞置于外加電場中，當電場強度超閾值，磷脂雙分子層細胞膜通透性改變，形成可逆電穿孔（REP），電場撤去后膜結構恢復；繼續增強電場強度、調整脈沖參數，可致不可逆電穿孔，膜孔隙無法修復，細胞內外離子濃度失衡、滲透壓紊亂，引發細胞凋亡，此為 IRE 消融生物學基礎，過程迅速（數秒內）且不依賴熱能，避免熱沉效應影響。
精準消融：通過影像引導精確布針、設定電場范圍，可靶向處理毫米級病變，如微小腦腫瘤、深部功能區致癇灶等，邊界清晰，對毗鄰重要結構侵襲小。
功能保護：不產生熱損傷，對周邊血管、神經纖維完整性維護出色，利于術后神經功能保留，降低偏癱、感覺障礙、認知減退等并發癥風險，在功能區病變治療合適價值。
免疫激活：消融后釋放腫瘤抗原，激發機體抗腫瘤免疫反應，潛在增強全身抗腫瘤效能，為綜合治療添助力。
肌肉抽搐：術中強電場刺激可致周圍肌肉強直性收縮，干擾操作精準性，需肌松劑輔助控制，增加麻醉管理復雜性。
心律失常：靠近心臟等特殊部位操作，電流干擾心臟電生理，有引發心律失常可能，對心電監測、防護要求高。
消融不完整：復雜形狀、不均質病變，電場分布不均，易出現邊緣殘留病灶，需優化布針與參數調整。
膠質瘤：作為常見惡性腦腫瘤，手術全切困難、易復發。臨床研究中，對位于腦干、丘腦等深部功能區低級別膠質瘤，IRE 消融聯合立體定向活檢，在局麻下經皮穿刺置入電極針，依腫瘤大小、形狀規劃多針布陣（如 3 - 5 針呈扇形或平行排列），設置脈沖電壓 1500 - 3000V、脈寬 70 - 100μs、脈沖數 70 - 90 個，術后影像學顯示腫瘤消融區壞死、體積縮小，患者生存期延長且神經功能穩定，生活質量改善，減少傳統開顱手術創傷與功能區損傷風險。
轉移瘤：多源于肺癌、乳腺癌等實體瘤腦轉移，呈多發病灶、位置分散。IRE 消融借助機器人輔助立體定向技術，精準定位各轉移灶，依病灶數目、大小靈活調整電極針組合與參數，實現一次性多點消融，配合全腦放療、靶向治療，控制局部腫瘤進展，緩解顱內高壓、神經壓迫癥狀，為晚期患者提供姑息且高效方案。
顳葉內側癲癇：致病灶常累及海馬、杏仁核等深部結構，手術切除易損周邊記憶、認知相關神經環路。動物實驗構建癲癇大鼠模型，在立體定向儀引導下將電極針插入海馬 CA3 區（模擬致癇灶），給予脈沖電場（電壓 2000V、脈寬 90μs、頻率 1Hz、脈沖數 80），術后腦電圖監測癲癇波發放顯著減少，組織學見神經元凋亡、異常神經連接打斷，印證 IRE 消融致癇灶可行性；臨床轉化中，經顱內電極監測精準定位后行 IRE 消融，部分患者術后癲癇發作頻率、嚴重程度大幅下降，記憶功能相較傳統顳葉切除得以保全。
皮質發育不良相關癲癇：病變腦區皮質結構紊亂、神經元異常分層。利用高分辨率 MRI 與功能影像融合定位，術中導航下多針穿刺覆蓋病變，調整參數適應皮質厚度、電導率差異，消融后癲癇控制效果良好，尤其對藥物難治、多灶性皮質發育不良患者拓寬治療選擇，減少大面積皮質切除致殘風險。
深部腦刺激（DBS）是帕金森病經典外科療法，IRE 消融探索對丘腦底核（STN）、蒼白球內側核（GPi）等核團干預。以豬帕金森病模型為例，通過化學誘導多巴胺能神經元損傷模擬疾病狀態，在立體定向框架下向 STN 植入電極針實施 IRE 消融（電壓 2500V、脈寬 80μs、脈沖數 85），行為學觀察震顫、僵直等運動癥狀改善，免疫組化示消融區域神經元減少、多巴胺遞質失衡糾正，為臨床開展精準毀損、調節運動控制環路提供新思路，有望針對不耐受 DBS 植入、藥物波動嚴重患者提供替代手段。
模型構建：腦腫瘤模型多采用顱內注射腫瘤細胞懸液（如 U87 膠質瘤細胞）或植入腫瘤組織塊，模擬原位生長；癲癇模型用化學致癇劑（如匹魯卡品）誘發癲癇持續狀態、點燃模型，或基因編輯構建遺傳性癲癇小鼠；帕金森病模型借 MPTP（1 - 甲基 - 4 - 苯基 - 1,2,3,6 - 四氫吡啶）腹腔注射損毀黑質多巴胺能神經元。
分組設置：設 IRE 消融治療組、假手術對照組、傳統治療（手術切除、藥物）對比組，每組依統計功效納入足量動物（一般 n≥6）確保結果可靠。
評估指標：行為學層面，腦腫瘤看活動能力、平衡協調性；癲癇測發作頻率、潛伏期、發作嚴重程度評分；帕金森病評估運動遲緩、震顫幅度等。組織學上，腫瘤查壞死面積、細胞凋亡指數；癲癇觀神經元損傷、突觸重塑；帕金森病測多巴胺能神經元數量、遞質水平，結合免疫熒光、電鏡等微觀成像全面剖析機制與療效。
患者納入與排除標準：腦腫瘤涵蓋組織學確診各類顱內腫瘤，KPS 評分≥60 分、預計生存期超 3 個月，排除嚴重心肝腎功不全等；癲癇為藥物難治性、致癇灶定位明確，無嚴重精神疾病、認知障礙影響術后評估；帕金森病處中晚期、Hoehn - Yahr 分級 2 - 4 級，對藥物反應差且無腦部手術禁忌。
手術流程與參數優化：在手術室全身麻醉（聯合肌松）、心電監護下，依病變部位選仰臥、側臥等體位，頭架固定，MRI 或 CT 導航引導穿刺，依病變特性 “試消融” 微調電壓（±200V）、脈寬（±10μs）、脈沖數（±5 個），確保消融范圍覆蓋且不過度損傷周邊，消融全程超聲、電生理監測，術后即刻復查影像評估即刻效果，定期隨訪（3 個月、6 個月、1 年等）監測復發、神經功能。
電場分布精準調控：人體顱腦解剖復雜、組織電導率不均，開發智能算法結合影像大數據，模擬電場分布預演消融效果、指導針布陣與參數實時調整，提升復雜病變消融精度。
設備集成與便攜化：整合影像引導、電脈沖發生、監測反饋于一體，小型化設備利于術中靈活安置、縮短手術時長，降低手術室資源占比，促進基層醫院應用。
并發癥防治：強化圍手術期管理，對肌肉抽搐優化肌松方案、監測肌酶防橫紋肌溶解；心律失常備心臟除顫儀、調整消融路徑避心臟傳導束；腦水腫、出血等依常規神經外科原則，予脫水、止血、神經營養藥物干預。
長期安全性評估：設立多中心、大樣本長期隨訪隊列，觀察遲發性神經功能退變、腫瘤復發轉移特征，明確 IRE 消融潛在遠期風險，完善風險 - 獲益評估體系。
IRE 消融術在神經外科扎根生長，未來隨基礎研究深入、技術迭代革新，有望與免疫治療深度融合，利用消融誘導免疫激活，聯合免疫檢查點抑制劑等放大抗腫瘤免疫，攻克惡性腦腫瘤；在功能神經外科，結合神經調控、基因治療，對癲癇、帕金森病等神經環路精準重塑、修復；借助人工智能、虛擬現實輔助手術規劃、操作培訓，使 IRE 消融更智能、普適，成為神經外科核心微創技術，改寫多種疾病診療格局，造福廣大患者。
綜上，不可逆電穿孔消融術在神經外科應用從理論到實踐持續突破，雖征途有荊棘，但前景光明，亟待學界攜手深挖潛能、攻克難關，邁向精準神經外科新時代。
手機版
化工儀器網手機版
化工儀器網小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關注視頻號
采購中心