癌症是对人类健康和生命的严重威胁,是人类景主要的死因之一。报告显示，全国新发恶性肿瘤病例约380.4万例，死亡病例229.6万例。也就是说，每65个人当中就有1名癌症患者，每年有超过400万人被确诊癌症，每天有超过1万人确诊癌症，每分钟就有超过5人死于癌症！临床上除了传统的手术、放疗、化疗三大常规治疗手段之外，又有了靶向、免疫、微创介入等精准治疗技术的广泛应用。其中局部消融技术越来越受到临床青睐，它以缩短住院时间、对患者身体损伤小等优点成为肿瘤治疗的新手段之一，局部消融包括热消融和冷消融。热消融包括射频消融、微波消融、氩氦刀消融、聚焦超声消融还有其他激光消融等，由于传统的消融技术采用的是温度消融，导致肿瘤靠近胃肠道、胆管、尿道、神经等重要组织时成为消融禁区，且大血管也因热沉降效应而影响疗效。唯一非热消融治疗技术——不可逆电穿孔（irreversible electroporation, IRE）消融技术作为一种新兴的治疗手段，避免了术中邻近组织结构不可逆损伤及“热沉效应”的尴尬。
一、不可逆电穿孔（IRE）技术原理
早在20世纪90年代，科学家们发现使用高达1千伏的能量在细胞膜上产生可逆微孔的可逆电穿孔技术，可以让基因药物或化疗药物进入细胞，开启了基因治疗和电化学治疗的篇章。国内在2002年左右逐渐开展不可逆电穿孔临床应用的基础研究和设备研发。美国加州大学的Rubinsky及其同事的研究也发现，将靶区间的电压增加到3千伏，会在细胞膜上形成不可逆微孔，引起细胞凋亡，并激活单核-巨噬细胞系统，吞噬、清除凋亡细胞。
纳米刀技术由美国AngioDynamics 公司研发，2018年有北京名赫医疗科技有限公司引入国内。该技术是通过释放1500～3000 V的直流(25～50A)高压电脉冲，作用于肿瘤的细胞膜磷脂双分子层，导致细胞膜形成多个纳米级的不可逆孔道，破坏细胞内外平衡，从而促使细胞凋亡，体内吞噬细胞将细胞碎片吞噬掉，同时激活机体免疫反应，从而发挥控制肿瘤的作用。
纳米刀治疗还能够通过超声、CT和MRI等进行影像导航和监控。在影像设备的辅助下，可以对纳米刀探针的定位、标靶区域的消融过程以及最终消融区的大小进行实时监控，影像中还能清楚显示未消融的残余肿瘤细胞，及消融区周围组织的变化，从而确保消融效果。
二、与其他传统消融技术比较
热消融就是加热，把肿瘤组织烧死，一般70度以上数分钟。微波消融速度很快，热效应很好，但缺点是温度不能控制，疼痛感严重，时间长了可能把非肿瘤组织也烧死。而射频消融相对微波消融其功率和热效应要差，速度慢，但温度可控，范围可控。热消融的好处是可以凝血，因此不容易引起出血，但也有其缺点，即热呈递效应，病灶有时候加热不彻底，或容易碳化。
冷冻消融是用氩气和氦气（氩氦刀）快速冷冻时，细胞内形成冰晶后缓慢融化，使肿瘤细胞崩解。冷冻消融的好处是肿瘤组织的大分子结构保存较好，刺激机体的免疫功能把其他肿瘤杀死，使其他小病灶或转移病灶也消失。热消融如果不彻底可能会刺激肿瘤生长，因此要求彻底消融，而冷冻消融可以减瘤，除了消融的部位，肿瘤也会继续萎缩。另外冷冻消融不会造成病人的疼痛，但是冷冻消融也有其缺点，消融时间较长，且容易消耗血小板，引起出血。
物理消融术已在进行中肝癌有3个问题，即肿瘤消融不全面，血管损伤，肠壁和胰管损伤。但是，纳米刀方法没有此限制。由于纳米刀只需要很少的能量输入就可导致细胞死亡，纳米刀消融用时更短、更高效，相比其他物理消融，纳米刀可以有效保留周围组织结构，不损伤血管、胆管、输尿管等组织结构，且不受热沉效应影响，消融更彻底，消融边界更清晰，由于纳米刀是诱导细胞凋亡，在1个月内就会出现很明显的病灶缩小，同时会激活人体内免疫系统，有助于机体对肿瘤的控制，因此，纳米刀在治疗恶性肿瘤及靠近肝门区、胆囊胆管、胰腺、输尿管的肿瘤具有独特优势。
三、不可逆电穿孔（IRE）优势
治疗时间短
对于直径约3cm大小的实体肿瘤，经典的纳米刀是使用90个100μs的脉冲治疗。单次纳米刀灭活时间少于1分钟，即使是采用3到4次的重复灭活，总的纳米刀治疗时间也不超过5分钟。这当然归功于利用极端高速的电场造成了细胞死亡。而热消融需要相应的温度，它是由于机械能使离子摩擦或持续的冷冻和融化组织产生，这种技术实际上延长了灭活的时间（大约在15到60分钟）另外，由于纳米刀治疗手术时间短，麻醉时间也相应缩短，进而可减少术后疼痛等不良反应，缩短住院时间和减少费用。如果应用体外CT引导下行纳米刀消融术，身体素质好的患者，当天或者第二天即可出院。
可适应更多复杂的病情
传统的消融治疗中，一旦肿瘤靠近大血管、靠近胆管、胰管、肝门静脉等危险区域，则无法进行治疗，另外对于前列腺肿瘤或者脊椎附近肿瘤，消融容易导致神经受损而发生瘫痪、性功能丧失等情况。由于纳米刀不损及管道和神经，对于以上情况均能进行安全而有效的治疗，对该类患者具有不可替代的作用。
保存治疗区内重要结构
纳米刀消融技术的另一个特点是它能够保护消融区内重要的组织结构。所有经过纳米刀治疗的肝组织中，其重要结构，如肝动脉，肝静脉，门脉，肝内胆管均能得到良好的保护。而传统的消融方式是通过温度让组织发生蛋白质变性，继而出现凝固性坏死，导致整个消融区里的组织结构破坏，功能失活，遗留的坏死碎片和死亡组织也会对器官产生毒性。
治疗彻底，边界清晰
无论肿瘤的位置、大小及形状，消融区内细胞均能完全死亡；被纳米刀技术消融的区域均有明显的边缘，消融区与非消融区之间界限清晰，在肉眼观察及显微镜下都是如此（划界厚度仅为1-2细胞单位）。这样就避免了传统消融手段（如射频、微波等）消融不彻底的弊端，对于消融后的治疗效果、转归及随访能得到更客观正确的评价。其他消融手段（如射频、微波）往往产生消融的“灰色区”，这种“灰色区”意味着消融不彻底，往往成为残存肿瘤或复发的根源。
无热沉效应
如果消融区域内存在较大血管，采用常规冷/热消融技术，其热量就会被血流带走，导致周边消融不彻底，容易造成复发，而纳米刀很好地避免了这个问题，纳米刀消融通过高压电脉冲击穿细胞膜，不受热沉效应影响，对毗邻重要组织，如神经、血管、胆管等组织结构不会产生破坏作用，周围正常细胞增生并由支架系统间隙迅速填充取代凋亡的细胞，从而恢复正常结构。
可以实时监控
纳米刀治疗能够通过超声、CT和MRI等进行影像导航和监控。在影像设备的辅助下，可以对纳米刀探针的定位、标靶区域的消融过程以及最终消融区的大小进行实时监控，影像中还能清楚显示未消融的残余肿瘤细胞，及消融区周围组织的变化，从而确保消融效果。
四、纳米刀适应症范围
适应症：纳米刀技术适用于位于特定器官内且不出现全身转移的肿瘤，一般直径在3-4cm的实质性单个病灶效果最佳。
适用于肝、肺、肾、胰腺、前列腺以及其他实体肿瘤，尤其对靠近肝门区、胆囊胆管、胰腺、输尿管的肿瘤具有独特优势。
五、纳米刀禁忌症范围
纳米刀技术应尽量避免用于安装有心脏起搏器或患有严重心律失常的患者，因为纳米刀技术可能会干扰心脏或起搏器正常的电活动。对于无明显心脏病史的患者，手术仍有导致突发心律失常的可能，但可使用心电R波同步设备显著降低其风险。
纳米刀技术不能用于特定器官外存在多种病变的患者。
消融区域为眼部，包括眼睑。
有癫痫病史患者。
近期发生过心肌梗塞患者。
肿瘤消融是21世纪肿瘤治疗的重大进展，使许多不能手术切除，或不耐受手术切除的患者，能够获得有效治疗。目前，常用的技术有射频、微波消融（热消融）以及氩氦刀、液氮消融（冷消融）。虽然这些技术各具优势，但冷热效应仍难以避免在杀伤肿瘤细胞的同时对周围组织造成损伤。很多高难度手术如胰腺癌、肝门部胆管癌等手术难以适用。 与传统消融技术不同，纳米刀并非利用“热”或“冷”效应进行物理消融，而是通过高压脉冲电流直接破坏肿瘤细胞的细胞膜使肿瘤细胞死亡，而又能很好地保护周围的血管神经、胆管、胰管、肠管、输尿管等复杂部位的重要组织不受影响。
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