1.アメリカンAr-Heナイフ -腫瘍冷熱切除技術の最新の成果
1998年10月.エンドケア社は新しい超低温インターベンション冷熱切除アルゴン-ヘリウム標的腫瘍治療装置：エンドケアCryocareTMサージカルシステム（アメリカンAr-Heナイフ）を開発し.米国FDA.IEC.EMCおよびEU CEに承認されている。 Endocare CryocareTM Surgical System（米国）は.FDA承認.IEC.EMC.CE認証を取得し.世界中の病院で使用されています。 その発明は.超低温療法の基礎・臨床研究成果を継承するだけでなく.低侵襲な腫瘍治療の新しい概念である「アルゴン・ヘリウム標的腫瘍治療法」を導入し.低温療法の開発における最新の成果である。
米国で開発されたAr-Heナイフ低侵襲標的手術システムは.航空宇宙.バイオセンシング.コンピューター.フィットモニタリング.標的治療技術を組み合わせ.超低温標的冷凍と介入型温熱療法を組み合わせ.腫瘍に対する冷熱アブレーション治療の開発にブレークスルーをもたらしました。 広州南医科大学珠江病院は1999年にアジアで初めてこの技術を導入し.中・後期腫瘍の患者さんの治療に恩恵をもたらしました。
米国Ar-Heナイフ低侵襲手術オペレーティングシステムは.完全に監視され.正確に配置された癌の低侵襲治療のための最新のハイテク機器システムです。 個別に制御された熱絶縁型超電導ナイフが4～8本あります。 超伝導ナイフは直径2.3.5.8mmの中空管状ナイフで.常温アルゴン（冷媒）または高圧常温ヘリウム（熱媒）のいずれかを供給することができます。
ナイフの先端には温度差カップルが直接取り付けられており.先端温度を連続的に監視することができます。 超低温冷却技術Ar-Heは.ナイフ先端のアルゴンガスによる急速な断熱冷却効果により.腫瘍組織を数秒で-100℃以下まで冷却することができます。 また.ナイフ先端のヘリウムガスによる急速加熱効果で.氷球を急速に解凍し.50℃まで温めます。
これにより.凍結時にがん細胞内に氷の結晶ができ.急速加熱により氷の結晶がはじけ.がん細胞が完全に破壊されます。 冷却と加熱の速度.時間.温度差.氷球の大きさや形状を完全に制御して精密に設定できるため.標的部位に確実な効果をもたらすことができます。 Ar-Heナイフの冷却・加熱は超伝導チップに限定されるため.刃は熱的に絶縁され.穿刺経路の組織に大きなダメージを与えることはない。 米国Ar-Heナイフは.現在.経皮的な熱・冷熱アブレーション治療が可能な唯一の先進技術です。
2.腫瘍治療におけるAr-Heナイフの位置づけ
腫瘍は人類が直面する100年来の問題であり.腫瘍患者の80%は病院に来た時点ですでに外科的治療の機会を失っており.95%の腫瘍患者は局所原発腫瘍が制御できず再発または全身に転移するため治療に失敗する。 半世紀にわたり.中国における腫瘍の治療は.外科的切除.放射線治療.化学療法.漢方薬.免疫生物学的療法に基づいて行われてきた。 手術.放射線治療.化学療法の3大方法による臨床的治癒率は.わずか22％.18％.5％である。
手術不能の患者さんの治療は.臨床上の課題です。 分野間の違い.市場経済の影響.専門技術の特異性.医療管理上の未解決の問題などが.総合的な治療手段の選択に多くの困難をもたらし.治療成績に影響を及ぼしています。
米国Ar-Heナイフの誕生は.これまで治療不可能であった多くの患者さんに強力な治療選択肢を提供しました。 Ar-Heナイフの臨床使用により.従来の手術では根治切除できない腫瘍に対して低侵襲切除療法が望ましい治療法であること.低侵襲切除は腫瘍の負荷を速やかに軽減し.放射線治療では代替できない患者の苦痛軽減.QOLの向上.総合治療の効果を確保する役割を担っていることが証明されました。 低侵襲アブレーションの中でも.Ar-Heナイフは90％以上の低侵襲性と有効性を持つことから.多くの臨床医が外科治療において欠かせないツールとなっています。
中国で行われた多施設共同臨床の結果.肝臓がんや肺がんに対するアルゴン・ヘリウム・ナイフとインターベンション化学療法.肺がんに対するアルゴン・ヘリウム・ナイフと放射線治療.肺がんや肝臓がんに対する漢方薬を組み合わせた治療は.放射線治療.化学療法.インターベンション塞栓術の単独治療と比べて1年と2年の生存率を大幅に改善し.有望な臨床成績を収めたことが示されました。 このことは.Ar-Heナイフが固形腫瘍の治療.特に肝臓がんや肺がんの治療において.重要なツールになることを示しています。 現在.アルゴン・ヘリウム標的腫瘍治療の導入はまだ比較的まれで.臨床ではあまり行われていません。
この新技術の普及により.低侵襲な腫瘍治療の臨床的進歩が促進されるでしょう。 Ar-Heナイフは.外科医による術中の使用はもちろん.CTやB-超音波などの位置決めシステムやランプスコープによる誘導下でも使用でき.様々な固形腫瘍の臨床治療に広く活用することが可能です。
現在.Ar-Heナイフは.肺がん.肝臓がん.膵臓がん.神経膠腫.神経線維腫.神経鞘腫瘍.乳がん.軟部腫瘍.骨腫瘍.腎臓がん.前立腺がん.直腸がん.卵巣がん.頸がん.皮膚がん.中咽頭がん.咽頭がん.奇形腫.後腹膜腫瘍.胸膜腹膜中皮腫.上顎洞腫瘍.舌がん.耳下腺がん.その他の固体腫瘍に使用されています。 また.前立腺肥大症.子宮筋腫.血管腫などの良性病変の治療にも広く使用されています。
3.Ar-Heナイフは中国の低侵襲腫瘍治療技術の発展を促進した
米国Ar-Heナイフのユニークな技術的優位性により.低侵襲腫瘍切除治療の発展を大きく促進した。 1999年広州朱江病院の張継仁教授.王千明教授.張静中教授は.世界で初めて肝臓癌に対するCTとB超音波ガイドの経皮Ar-Heターゲット治療と脳腫瘍の定位Ar-Heターゲット治療を開発して確立した。 肺がんに対するCTガイド下経皮アルゴン・ヘリウム標的治療を中国で初めて実施した呉青院長.難治性進行肝がんに対するアルゴン・ヘリウムナイフ併用手術を世界で初めて実施した上海東方肝胆膵病院の呉孟超学長と銭国軍博士.中・末期肺がんに対する胸腔鏡ガイド下アルゴン・ヘリウムナイフ標的治療を世界で初めて実施した北京大学第一病院李建教授。 北京中医薬大学の胡海文教授と広西中医薬学院の白光徳院長は.中国で初めてアルゴン・ヘリウム・ナイフと腹腔鏡技術を組み合わせ.腹部および骨盤内腫瘍に対する腹腔鏡ガイド下アルゴン・ヘリウム標的切除術を実現し.中医治療と組み合わせた腫瘍の「グリーン治療」という新しい概念を提案した。
北京海軍 中・後期肺癌の治療におけるアルゴンヘリウムターゲットアブレーションの臨床経験は.北京海軍総合病院の王洪武教授と馮華松教授が世界に先駆けて報告した[9]。天津癌病院の郭志教授は.難治性肝癌の治療におけるアルゴンヘリウムナイトによる連続介入の臨床経験を米国で報告。紫江荘第一人民病院の安永輝教授.武漢軍区総合病院の松華子教授.広州福田癌病院の牛力士博士は米国で.アルゴンヘリウムナイトを用いて.各種の固体腫瘍を治療して放射線治療に組み合わせています。
アルゴン・ヘリウム・ナイフを様々な固形腫瘍の治療に使用し.放射線治療と化学療法を併用することは.豊富な臨床経験を得ています。
中国Ar-He標的治療共同グループの努力により.中国におけるAr-He標的治療の臨床的進歩は.国際的な同僚たちの注目を集めるようになりました。 ウェイン大学ピーター・リトルップ教授.ハーネマン大学フィラデルフィア校ダニエル・ルクスタリス教授.ケンブリッジ大学医学部ルドルフ・ハンカ教授.ミラ・ハンカ教授（英国）.
カナダ・カルガリー大学ジョン・リューキャッスル教授.エンドツーケア社デニス・ピーターソン教授（米国 カナダ・カルガリー大学のJohn Rewcastle教授.アメリカ・Endo2careのDennis Peterson教授とSuzy Chosy博士.日本・慶応大学病院・東京の若林剛教授とWinoruanabe教授などは.講演.研修.手術の監督.学術交流のために何度も中国を訪れています。 呉孟超教授.銭国軍院長.張継仁教授.王仙明教授.張静中教授.徐克成教授は.学術交流のため米国に招待されました。
段雲藍教授と王洪武教授は.講演と交流のためにヨーロッパに招待されました。 いずれも国際的な臨床アルゴン・ヘリウム標的治療技術の広範な協力と.中国におけるアルゴン・ヘリウム標的治療技術の発展に寄与しています。 アルゴン・ヘリウム標的治療の臨床での成功は.中国における低侵襲腫瘍治療技術の進歩に寄与しています。
4.科学的基準はアルゴン・ヘリウムナイフの臨床応用の基礎を築いた
アルゴン・ヘリウム標的治療技術国際委員会.中国生物医学工学腫瘍標的治療技術学会.中国アルゴン・ヘリウム標的治療協力会は2000年からアメリカ.カナダ.広州.大連.上海.北京などでアルゴン・ヘリウム標的治療の新技術に関する国際および中国セミナーを開催しています。
臨床レジメンの設計.包括的治療手段の選択.基礎・臨床研究の方向性.残存率の低減と長期効果の向上について議論されました。 肺がん治療の経験：Peter Littrup教授.Wu Qing院長.Wang Hongwu院長.Feng Huasong院長.An Yonghui院長.Song Huazhi院長（米国・武漢）.肝がん治療の経験：Gregory Graes教授（米国）.Go Wakadayash教授（日本）.Qian Guojun教授（上海）.王センメイ教授（広東）.Niu Lizhi氏（天津）；
5.アルゴン・ヘリウムナイフ標的焼灼療法の腫瘍に対する臨床効果は顕著である
アルゴン・ヘリウムナイフ標的療法は腫瘍組織を直接破壊する局所物理療法であり.最近の効果の評価は主に腫瘍組織の不活性化と負荷軽減の程度.患者の臨床症状の改善と臨床指標の変化に基づいている。 アルゴンヘリウムナイフ治療は.従来の手術や放射線治療.化学療法とは異なり.切除した腫瘍組織を取り除くのではなく.アルゴンヘリウムによるアブレーションによって腫瘍組織を完全に破壊します。 治療対象部位は.腫瘍を切除して不活性化させた部位となります。
しかし.切除された壊死した組織細胞の吸収は.ほとんどの腫瘍患者においてゆっくりとした経過をたどります。 病理学的な追跡調査では.アブレーション治療後の壊死した腫瘍組織は.通常3～5ヶ月かけて徐々に吸収と線維化の過程を示すことが確認されています。 したがって.腫瘍の標的領域の明確な境界や正確な切除.治療前後の腫瘍の大きさや形態の変化に基づいて.Ar-Heナイフ治療の最近の局所効果を判断することは科学的ではありません。
アルゴン・ヘリウム標的治療共同研究グループは.他の局所治療法とは異なり.ホット＆コールドアブレーションの標的領域は.治療前後のCT.MRI.PET.血管スキャン.病理検査で完全に死滅していることが証明されていると議論しました。
広州南医科大学珠江病院.上海東方肝胆膵病院.天津がん病院.武漢総合病院.北京海軍総合病院.石家荘第一人民病院.広州福田がん病院.長正病院などの病院で.肝がん.肺がんの直径3cm以下の腫瘍の切除率は100%.直径3～6cmは90%と報告されている。 最近の成果は目覚ましいものがあります。
Ar-Heナイフは.米国では固形腫瘍の治療で満足のいく臨床結果を得ています。 局所焼灼術に放射線治療.化学療法.生物学的療法.インターベンション治療を組み合わせることで.単独治療よりも効果が高く.生存率も1～2年と有意に高いことが示されています。 腫瘍の長期的な転帰は.治療手段の組み合わせの選択によって決まります。 迅速な切除.腫瘍負荷の軽減.腫瘍細胞の破壊は.固形腫瘍の治療法として選択される。
Ar-Heナイフによる標的治療が腫瘍内科クリニックで広く使用されるようになると.従来の放射線治療や化学療法の使用法や経過を変える可能性があります。 現在.腫瘍の臨床治療におけるアルゴンヘリウム標的治療の長期的な有効性を理解し評価するために.アルゴンヘリウム標的治療後の補助放射線療法と化学療法レジメンをどのように設計するか.アルゴンヘリウム冷凍による患者の細胞性免疫機能の調節とその分子生物学のメカニズムをどのように理解するか.異なる腫瘍に対するアルゴンヘリウム標的治療に最適な手術手順とプロトコルをどのように設計するか.
そして腫瘍の臨床治療におけるアルゴンヘリウム標的治療がどの程度有効かどうかを.共同臨床多施設研究を行っている。
腫瘍関連バイオマーカーの変化とその臨床的意義については.満足のいく臨床結果が得られ.臨床腫瘍治療の新たな進歩につながりましたが.今後は症例数の拡大.多施設共同.厳格な臨床研究デザイン.科学的統計解析.長期追跡調査の強化が必要であると思われます。
6.6.1 精密な計画.正確な位置決め.誘導が効果の保証
アルゴン・ヘリウムナイフによる標的切除療法の特徴は.迅速かつ正確に腫瘍細胞を不活性化し.腫瘍負荷を排除できることである。 腫瘍の大きさや形状は様々であるため.1回の治療でも.数分の1のアブレーションセッションでも.腫瘍組織を完全に不活性化するためには.状態にもよりますが.アイスボールが腫瘍の画像端から1cm以上超える必要があると考える医師がほとんどです。 これが局所残存を防ぎ.
再発を防止し.治療効果を向上させる鍵となります。 現在.術中の直視や超音波やCTによる多角的なモニタリングでコンフォーマル治療を実現できますが.経皮的穿刺治療を選択する場合.多角的なモニタリング条件の限界や術者の熟練度や経験の違いから.コンフォーマル計画と正確な誘導位置がアルゴンヘリウム標的アブレーション治療のカギになります。 術前に異なるCTレベルにおける腫瘍の大きさと形状を注意深く分析し.Ar-Heナイフの角度.方向.深さ.アクセスレベルを測定しておく必要があります。
Ar-Heナイフの進入経路を決定し.Ar-Heナイフが形成するターゲット領域の範囲をボディアイスボールでシミュレーションし.周囲の解剖学的構造との関係を確認します。 また.温度測定プローブの位置やモニタリングの焦点を決定し.画像診断や画像モニタリングの習熟と経験を積むことが重要である。 複数のナイフの組み合わせによる焼灼対象部位の設計と評価は正確でなければならない。
6.2.術中の正確なガイダンスと効果的なモニタリング
画像技術のガイダンスの下でのAr-Heナイフ腫瘍標的領域穿刺位置決定の実施は.比較的成熟した臨床技術である。 B超音波によるガイダンスとモニタリングは簡単ですが.経皮的治療では.異なる方向からの氷球形成の過程を検出し.切除目標領域の範囲を評価するために.術者は3次元の解剖学的概念とコンフォーマルセラピーの経験を持つことが必要です。
6.3.Ar-Heナイフアブレーションと総合治療の組み合わせ
数十年にわたる伝統的な腫瘍治療の後.低侵襲腫瘍技術は腫瘍治療の臨床的進歩に貢献し.今では外科的切除.低侵襲アブレーション.放射線治療.化学療法.漢方.生物療法は固形腫瘍の治療の新しい選択様式になっている。 Ar-Heナイフアブレーションは.低侵襲治療における重要な技術となっている。 臨床経験から.低侵襲アブレーションは.包括的腫瘍治療モデルにおいて腫瘍を外科的に除去することができない患者さんに選択される治療法であることが分かっています。
Ar-Heナイフは.迅速かつ最小限に腫瘍の負荷を軽減することができ.放射線治療.化学療法.漢方薬.生物療法の有効性を保証することができます。 Ar-Heナイフ療法は.画像上で固形腫瘍をターゲットにして不活性化することができ.迅速な痛みの緩和とQOL（生活の質）の向上を実現します。 しかし.他の局所理学療法と同様.問題がある。 アルゴン・ヘリウム凍結療法後の全身の不顕性病変や潜在的な残存がん細胞の治療には.適切な全身療法を併用する必要があるのです。
臨床ではさまざまな統合治療プロトコルが提案され.海外の同業者にも受け入れられています。 例えば.中・後期肝癌に対するアルゴンヘリウム標的治療とインターベンション塞栓化学療法との併用.中・後期腫瘍に対するアルゴンヘリウム標的アブレーションと放射線治療および化学療法との併用.中・後期腫瘍に対するアルゴンヘリウム標的アブレーションと漢方および免疫療法の併用が広く用いられている。 縦隔.肝門.胆管.脊髄に近い腫瘍で.Ar-Heナイフによる局所完全切除が困難な場合は.Ar-Heナイフ治療と他の局所治療との併用が可能である。
放射線治療と組み合わせることで.放射線量を大幅に減らすことができます。薬剤注入と放射性粒子注入を組み合わせることで.効果を向上させ.注入する粒子の線量を減らすことができます。 他の局所・全身治療法との併用は.現在の併用療法の概念を変え.長期予後を改善することができます。
6.4 アルゴンヘリウムナイフの厳格な臨床プロトコル
アルゴン冷却の効果は.細胞死につながる細胞内氷晶の形成速度と密接に関係している。 細胞死の増加速度は.細胞内氷結晶の形成速度と密接に関係している。 細胞死に至る凍結の速度は.アルゴン-ヘリウムナイフのジュール-トムソン法則に従い.アルゴンガスの流れの圧力.抵抗.伝導.回復に影響されます。 米国FDAが機器を承認する際.作動圧力は細胞死を引き起こすのに必要なアルゴン圧力とヘリウム圧力に設定されます。
FDAが承認したアルゴン・ヘリウムナイフの技術パラメータは.各メーカーが保有する特許やナイフの構造設計が異なるため.切除対象領域の大きさがかなり異なる。 例えば.Endocare社のCryocareアルゴン・ヘリウムナイフ（2,3,5mm）の使用圧力は.アルゴンが2500PSI.ヘリウムが1000PSIです。 FDAと中国国家食品薬品監督管理局は.イスラエルのGalimed社のCryohitアルゴン・ヘリウムナイフ（2.4.3.2.3.4mm）を.アルゴン・ヘリウムともに4000PSIの作動圧力で承認しています。
現在.中国でのアルゴン圧力は5500～6000PSI.ヘリウム圧力は1800～2000PSIとなっています。 したがって.アメリカのAr-Heナイフの臨床使用における有効使用圧力範囲は.アルゴンが6000～2500PSI.ヘリウムが1800～1000PSIであり.アルゴン圧力が2500PSI以下.ヘリウムが1000PSI以下になったら中止する必要があります。 イスラエルでは.アルゴンナイフとヘリウムナイフの有効使用圧力範囲は6000〜4000psiであり.アルゴンとヘリウムが4000psi以下になった時点で使用を中止すべきである。 さもないと.氷球は形成されるものの.治療効果が得られにくく.患者の利益が損なわれるからです。
動物実験では.細胞の高温と低温がある範囲に達すると.細胞の損傷の程度は.高温と低温の持続時間に正の相関があることが示されています。 アルゴン超低温治療の持続時間は15分であり.外科的治療後24～72時間後に病理検査を行うと.不可逆的な細胞損傷と壊死過程が確認できます。 組織間の水分量の違いや細胞の生態により.凍結治療の最適時間は臓器によって異なりますが.原則としてアルゴン治療の時間や回数を勝手に短くすることはできません。
USアルゴンヘリウムナイフで二重凍結した組織の細胞壊死の臨界温度は-38℃です。 したがって.アルゴンヘリウムによる標的治療の臨床計画を立てる際には.氷球形成の画像観察が腫瘍の縁を越えて行われる必要があります。 ターゲット領域は.-38℃から-100℃以下の範囲に収める必要があります。 臨床の現場では.パックの縁が治療中に腫瘍のターゲット領域からはみ出さないことが理由の1つであり.効果がなく.残存・再発しやすいとする医師もいます。
1つのAr-Heナイフプローブの切除ターゲットが腫瘍を完全にカバーできない場合.腫瘍の大きさや形状に応じて.2つまたは3つのAr-Heナイフプローブをコンフォーマルな組み合わせで使用することができます。
米国Ar-Heナイフ標的治療の特徴の一つは.組織細胞の徹底的な冷凍破壊であるため.冷凍標的領域の拡大による正常組織へのダメージや.急速な腫瘍切除による臓器機能・代謝への影響に臨床的注意が必要である。
アルゴン・ヘリウム標的治療では.
アルゴン・ヘリウムナイフの術前・術中の経路や標的領域の解剖学的構造・病態生理学的特性を理解し.起こりうる傷害に対して積極的に予防・監視・治療措置をとることが重要である。 アルゴンヘリウム凍結保存は細胞の破壊に選択性がないため.正常な組織構造を誤って操作しないよう.標的部位を正確に選択する必要があります。
例えば.Ar-Heナイフで前立腺がんを治療する際には.尿道断熱システムを適切に使用すること.顔の皮下腫瘍や軟部組織腫瘍を治療する際には皮膚を保護すること.中心肺がん.特に縦隔に近い腫瘍を治療する際には心臓を保護し.熱測定プローブを用いて正確に標的領域の縁をモニターすることが重要である。 中心肺がん.特に縦隔付近の腫瘍の治療は.心臓を保護する方法で行う必要があります。
7.USアルゴン・ヘリウムナイフによるターゲットアブレーションは.近年臨床的に発展してきた低侵襲な治療法である。 固形腫瘍の治療において.低侵襲腫瘍治療の新しいパラダイムが模索されています。
固形腫瘍の治療成績は向上しています。 局所焼灼療法と同時に.従来の手術.放射線治療.化学療法.インターベンション塞栓療法.漢方治療.免疫療法.遺伝子治療などの手段を組み合わせて.アルゴンヘリウムナイフ標的治療技術を開発し.今後の臨床治療において.アルゴンヘリウムナイフ治療が固形腫瘍治療においてより有効な役割を果たし.腫瘍治療の長期有効性をさらに改善できるよう.引き続き臨床・基礎研究を実施し.改良に努めますが.これは 中国Ar-He Knife標的治療共同研究グループの今後の臨床研究の方向性。