影像技术在肿瘤介入治疗中的应用进展_陆昌明.pdf

现代医学Modern Medical Journal2023，Apr;51(4):560-565 收稿日期2023-02-09 修回日期2023-03-19 基金项目广西中医药适宜技术开发与推广项目(GZSY21-60)作者简介陆昌明(1985 )，男，广西南宁人，主治医师，医学硕士。E-mail:421730065 qq com 引文格式陆昌明，曾自三，白涛 影像技术在肿瘤介入治疗中的应用进展J 现代医学，2023，51(4):560-565 综述 影像技术在肿瘤介入治疗中的应用进展陆昌明1，曾自三1，白涛2(1 广西医科大学第一附属医院 介入科，广西 南宁530021;2 广西医科大学肿瘤医院 肿瘤科，广西 南宁530021)摘要影像技术引导下的介入手术已在肿瘤治疗中广泛开展，无论是在肿瘤患者的诊断、治疗和预后评估中均发挥着重要作用。肿瘤介入手术可通过精确的成像预处理来进行规划和指导，而超声、计算机断层扫描、C 型臂锥形束计算机断层扫描和磁共振等成像技术可为其提供相关帮助。另外，由于影像融合技术的存在，这些成像方式可以单独使用，也可以联合使用，以进一步提高术者的信心以及介入治疗的有效性和安全性。作者综述了近年影像技术在肿瘤介入治疗中的应用发展，并探讨一些新的成像技术和介入模式，为后续的进一步发展提供一些帮助。关键词影像技术;介入;消融;肿瘤;影像融合;综述 中图分类号730 5 文献标志码A 文章编号1671-7562(2023)04-0560-06doi:10 3969/j issn 1671-7562 2023 04 0231概述肿瘤发病率正在逐年上升，传统的治疗方式已难以满足患者的需求。随着现代医疗技术的不断发展，介入治疗已逐渐发展为与内、外科相媲美的三大临床治疗手段之一，被广泛应用于肿瘤的诊断和治疗当中1。作为一项微创技术，肿瘤介入治疗主要针对局部进行治疗。在影像学的辅助下，通过穿刺针、引流管、导管等相关器材将药物或者器械植入肿瘤部位，从而抑制肿瘤的生长和扩散2-3。肿瘤介入治疗降低了手术干预对人体造成的伤害，且具备并发症少、恢复快、成本低、临床疗效好等优点4。而肿瘤介入的成功，主要取决于靶区的快速定位、生物学活性的实时判断等。因此，常常需要采取不同的影像技术，来实现精确治疗。目前临床中多采用超声(ultrasound，US)、计算机断层扫描(computed tomography，CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MI)以及它们的一些衍生影像技术等来对肿瘤介入进行辅助。此外，影像融合技术在近些年也逐渐开展相关研究，有望成为肿瘤介入治疗的新途径。因此，作者综述了目前影像技术在肿瘤介入治疗中的应用进展，为后续的进一步发展提供一些思路。2影像技术在肿瘤介入中的应用2 1US 在肿瘤介入中的应用US 可能是目前最常见的一种制导工具，可实时显示病变大小、位置以及与周围组织结构的关系，且操作简便无辐射，故 US 被广泛应用于甲状腺、肝脏、肾脏等实质性组织和脏器的消融和活检5-6。US 引导的介入治疗在治疗癌性疼痛中也有不错的效果。Mishra等7 研究评估了 US 引导下上腹下神经丛毁损术对妇科癌症患者盆腔疼痛的疗效，结果显示，该方法可显著减轻患者疼痛，且同时避免了 X 线与 CT 对患者造成的辐射伤害。但由于患者个人体质等因素，可能会造成超声波过度被吸收，使得图像质量有所下降;另外，由于 US 对组织探查显示的是平面，无法准确评估肿瘤 体 积 大 小，因 此 会 影 响 肿 瘤 消 融 区 域 的 覆 盖范围8。US 造影技术在肿瘤治疗上的应用效果是显而易见的，该技术可通过增强模式对肿瘤的形态学和局部微循环作出更为可靠的评估，并通过血流量的变化重新定义治疗后的机体反应9。US 造影改善了病变部位的可视化程度，指导了在既往常规 US 辅助下无法实现的肿瘤样本活检，尤其是血管化部分的靶向经皮065活检10。Sparchez 等11 研究显示，采用常规 US 引导，肝活检对肿瘤的诊断准确率为 87%，在利用 US 造影后，其诊断准确率提高至 96%100%。其次，US造影技术为射频消融、微波消融和冷冻消融等治疗提供了准确的指导，在传统 US 难以评估的情况下，仍可将探针精确定位到病灶内12。然而，US 造影技术有着与传统 US 检查相同的局限性，即依赖于患者的体质以及操作者的熟练性和判断。US 内镜则克服了既往传统 US 受脂肪、骨骼和气体等干扰的局限性，通过内镜前端的探头观察腔内情况并实时扫查，以获得消化道管壁以及其周围脏器的相关图像。因此，其已成为目前临床中诊断消化道肿瘤较为高效的一种影像学检查13。除此之外，该技术目前也逐渐被广泛应用于肿瘤消融当中。近期的一项前瞻性研究14 结果显示，US 内镜引导的射频消融术在应对癌前胰腺囊性肿瘤以及小胰腺神经内分泌肿瘤方面具有不错的治疗效果，且患者耐受性良好。US 弹性成像是指通过探头对靶向组织加压，使其变形，从而获得该过程中组织变形所产生的位移速度，通 过 软 件 分 析 处 理 后 显 示 为 不 同 颜 色 的 图 像。Iglesias-garcia 等15 研究通过 US 弹性成像有效地鉴别了实性胰腺肿块的性质，其敏感性为 100%。此外，US弹性成像在肿瘤消融监测方面也具有一定的应用前景。Van vledder 等16 通过研究发现，相较于 B 超，US弹性成像可观察到更为清晰的热损伤边界，评估的消融区大小也与术后 CT 检查结果相一致。2 2CT 在肿瘤介入中的应用在过去的十几年中，CT 在肿瘤成像中的作用从一个单独的诊断工具逐渐转变为介入套件中的一个综合工具。CT 在空间分辨率和密度分辨力方面具有一定优势，能够清晰显示肿瘤位置、大小以及与周边结构间的关系，可以为肿瘤介入治疗提供客观可靠的信息17。肺部含有气体，使其与周围组织形成了鲜明的自然对比，故 CT 常常被应用于肺部肿瘤的穿刺活检、消融以及预后评估。Yiminniyaze 等18 在 CT 的基础上联合快速现场评价技术进行经胸穿刺活检，对疑似肺癌患者进行了有效的诊断。Xu 等19 则联合使用CT 引导的射频消融术和全身化疗，对非小细胞肺癌和肺腺癌患者进行治疗，结果显示，该方法临床疗效显著，且相对安全。但由于 CT 无法实现穿刺过程实时可视化，故仍然依赖于介入放射科医生的经验，这增加了针定位和跟踪所花费的时间，升高了医护人员和患者所受到的辐射剂量，并增加了患者发生围手术期并发症的概率。C 型 臂 锥 形 束 计 算 机 断 层 扫 描(cone-beamcomputed tomography，CBCT)是一种先进的成像手段，其不仅具备组织断层成像技术，同时还兼备三维血管重建和旋转血管造影技术20。不同的成像模式，如2D 和 3D 图像，可以组合或者共同显示，以便克服各自单独模式下在术前计划、术中监测以及术后评估治疗效果方面的缺陷21。在肝细胞癌经导管动脉治疗方面，CBCT 的主要作用是肿瘤发现、供血血管识别和血管导航。根据相关研究表明，CBCT 的敏感性随肿瘤大小和血管化程度成比例增加，可识别血管造影上隐匿的小肿瘤，以进行超选择性插管22。Minami等23 通过 CBCT 对肝细胞癌患者的食道血管进行检测，结果显示，CBCT 可提高肝细胞癌患者复杂供血动脉的检出率。CBCT 还可以用于选择性内放射治疗，通过将装载放射源的微球输注到肝动脉，通过导管导向治疗方法治疗肝肿瘤24。CBCT 引导栓塞也可用于肾病变的治疗，作为一种术前操作，以防止高血管化肾细胞癌的出血并发症，并降低血管平滑肌脂肪瘤的出血风险20。另外，近期一项新型技术虚拟肝脏灌注映射被证实可通过提供可靠的图像来评估经动脉治疗介入手术的成功，而该技术则是通过非选择性双相CBCT 图像，来定位虚拟注射点后的虚拟血管区域25。CT 血管造影(CT angiography，CTA)主要应用与肝局灶性病变的研究和治疗。对于肝脏肿瘤消融，CTA 允许重复给予小剂量的动脉内和肝内造影剂，以提高肿瘤的显著性和针放置的精确度26。它可以提供待栓塞肿瘤供血动脉(包括肝外供血动脉)的三维血管图像27，使得供血动脉的识别和栓塞更为容易和准确28。在受肝细胞癌影响的患者中，CTA 技术实现了对亚节段供血动脉进行超选择性插管，减少了对周围健康组织的损伤，以及减少了输注的抗癌和栓塞剂的数量，从而提高患者的生存率29。与 CBCT 相比，CTA 可降低患者和术者所受的辐射剂量，以及减少造影剂的使用30;除此之外，CTA 还能提供更为广阔的视野和更少的图像噪声31。但值得注意的是，CTA 的价格更贵，且需要较大的空间来进行操作，故在一定程度上限制了其在临床上的广泛使用。2 3MI 在肿瘤介入中的应用相较于 CT 和 US，MI 具备良好的空间分辨率和温度变化敏感性，使其成为肿瘤消融过程中较为理想的影像监测手段32。活检和消融是 MI 指导下最常见的介入手术。该方法的主要优点是在不使用造影剂的情况下可以更好地显示目标组织，实时多平面成像结合高对比度分辨率可以精确定位在非增强 CT 上定义不清的病灶上33。消融过程中，在基于温度敏感序列的热技术和基于冷技术的情况下，MI 可以对针路165陆昌明，等 影像技术在肿瘤介入治疗中的应用进展和消融组织进行完全可视化的检测34-35。除此之外，MI 在肿瘤不可逆电穿孔介入治疗中也起到一定的作用。Bhutiani 等36 研究对 30 例肝细胞癌患者进行了 MI 辅助下的不可逆电穿孔介入手术，结果显示消融成功率为 97%，且肝脏耐受性得到一定改善。但有一点值得注意的是，在 MI 引导下行不可逆电穿孔治疗时，需全身插管麻醉及深度肌松处理来避免肌肉剧烈收缩引起的针尖移位，并保持脉冲与心跳发送一致以降低恶性心律失常的诱发概率。磁共振成像引导聚焦超声(magnetic resonanceimaging-guided focused ultrasound，MgFUS)是一种将高聚焦超声(high intensity focused ultrasound，HIFU)与MI 融合的特殊手术。该方法可在术中获得消融温度的 实 时 反 馈，避 免 了 对 人 体 不 必 要 的 损 伤。MgFUS 目前多用于脑组织和肌肉骨骼肿瘤的治疗。Tierney 等37 于近期对 4 例下丘脑错构瘤和 1 例室管膜下巨细胞星形细胞瘤进行了 MgFUS 介入手术，术中通过 HIFU 来靶向颅内病变，并通过实时 MI 监测热消融，所有患者均于术后 1 2 d 出院，且均未出现出血、电解质紊乱、内分泌疾病或新的神经功能缺损等情况。而对于骨骼肿瘤来说，MgFUS 可以在不接触患者皮肤的情况下消除骨病变，并且无需抗生素预防或辐射暴露38。该系统通过使用特定序列，质子共振频率进行温度测量，并通过检测所有与温度相关的M 相位变量，显示温度高到足以产生凝血坏死的区域，以实现温度的实时控制。Lee 等39 研究描述了 21例用 MgFUS 治疗的骨转移瘤患者病例，结果显示总体疗效显著，且疼痛缓解明显。另外，子宫肌瘤也已被证实可采用该技术进行治疗40。由此可见，MgFUS在肿瘤介入治疗方面具有不错的应用前景。2 4影像融合在肿瘤介入中的应用不同类型的影像检查方法各有各的优、缺点，可以从不同角度为人们提供相关信息。因此，在该背景下，影像融合技术应运而生。迄今为止，已有多款计算机软件可实现影像融合，如 3D Slicer，Avizo，SPM 等。在经过几十年的技术发展，影像融合技术已从单模态融合(相同成像方式之间的影像融合，如 MI 的不同序列融合)发展为多模态融合(不同成像方式之间的影像融合，如 CT 和 MI 的相关图像融合)，从既往的平面融合到如今的三维影像融合。影像融合的精确匹配能够实现空间定位的自由追踪，可实时同屏显示任意切面，帮助术者准确定位、引导穿刺、消融监控以及疗效评估41。Han 等42 在 CT/MI-US 自动融合系统指导下对 151 例肝细胞癌患者进行经皮射频消融术，结果显示，融合后肿瘤定位置信度、技术可行性评分、手术成功率均较既前有所增加，融合的平均超声扫描时间较前缩短。这表明 CT/MI-US 自动融合系统在图像配准方面显示出较高的成功率，即使在 US 难以定位的情况下，仍能使射频消融在肝细胞癌中具有更高的 可 行 性 和 技 术 成 功 率。MI/经 直 肠 超 声(transrectal ultrasonography，TUS)融合技术是目前前列腺癌穿刺活检研究的热点，该办法克服了既往TUS 检出敏感性低以及容易遗漏前列腺前部、移行区等特殊区域肿瘤的问题。近期的一项回顾性研究显示，MI/TUS 对于既往有一次或多次系统穿刺阴性经历的患者前列腺癌检出率为 26 3%，而系统穿刺检出则为 4 4%，这充分体现了 MI/TUS 影像融合技术在前列腺穿刺活检的优势43。另外，Hardenberg等44 在 2018 年报告了一份 MI/TUS 融合引导HIFU 治疗前列腺癌的前瞻性研究，报告显示 MI/TUS 影像融合实现了 HIFU 在前列腺局部肿瘤的消融，且具有良好的功能恢复。影像融合技术的出现，优化了肿瘤的介入治疗，并提高了肿瘤的检出率，这将更利于肿瘤患者的个体化和精准化治疗。3讨论近年来，随着肿瘤发病率的不断上升，临床对肿瘤介入治疗的相关研究也在不断深入。影像学科和介入放射科的跨学科合作，为癌症成像和治疗提供了巨大的机遇。其目标是提供个性化治疗，以消除肿瘤，并尽量减少对邻近健康组织的损伤。因此，我们需根据实际需求选择合适的影像辅助手段，明确肿瘤边界，实时跟踪介入过程，并最终评估治疗效果及预后情况。US廉价、无放射辐射、操作简便，可实时监测实质性器官的介入引导，但在含气体较多的组织器官方面效果欠佳;US 目前多用于组织活检，如胸腔穿刺、腹腔穿刺等。另外，它还应用于包括经皮经肝胆管造影术和肾造影术的引导45、肿瘤并发症的治疗46。其中，US造影增强了病变组织的可见度，在病变随访过程中，还能避免使用任何肾毒性造影剂和辐射暴露。US 弹性成像则提供了组织硬度或刚度等机械特性的信息。这种信息可用于规划肝脏和肾脏靶向活检，以选择最合活的组织/病灶区域，降低了活检后出血的风险。MI具有高空间分辨力，无辐射损害等优点，其针对前列腺病变的检测和分期效果较好。MI 可实时确认针头位置，消除融合成像错位或器官移动所带来的影响;并且，其使用经会阴而非经直肠的途径也减少了细菌感染的风险。但同样地，MI 对含气组织成像欠佳，且价格相对昂贵;CT 具有高空间分辨力，且不受骨骼和气体影响，但具有辐射，缺乏实时性。随着现代技术的265现代医学(Modern Medical Journal)2023 年 4 月，51(4)不断发展，导航系统的开发，在一定程度上弥补了 CT实时性缺乏的缺陷。CT 结合导航系统可减少消融探针放置时间、针头调整次数、皮肤穿刺和透视时间。而CTA 在经动脉治疗中具有一定优势，它可以提供待栓塞的肿瘤供血动脉的三维血管图像。准确的血管解剖和灌注肝脏体积计算相结合的剂量测定，为经动脉放射栓塞术提供了十分重要的帮助。另外，CTA 也可以在手术中或手术后立即重复进行，以评估技术上的成功和并发症。而影像融合技术可根据介入治疗相关需求进行组合搭配，在一定程度上弥补了各个影像手段的缺陷。但对于目前来说，融合成像仍然是一个较为小众的方法，尚未在临床肿瘤介入中被广泛应用。不过随着影像技术的不断发展，以及其自身优势，影像融合技术将成为今后肿瘤介入治疗的一大热点。另外，介入放射科的手术模式也在不断被开发，目前的跨学科联合治疗也多集中于常规的活检、消融等术式。因此，如何选择合适的影像手段来辅助肿瘤介入治疗新术式，将是今后我们需深入探索的发展方向。参考文献 1DATTA J，NAAYAN ，KEMENY N E，et al ole of he-patic artery infusion chemotherapy in treatment of initially unr-esectable colorectal liver metastases:a reviewJ JAMASurg，2019，154(8):768-776 2CHEN P，YUAN P，CHEN B，et al Evaluation of drug-elutingbeads versus conventional transcatheter arterial chemoemboli-zation in patients with unresectable hepatocellular carcinoma:asystematic review and meta-analysisJ Clin es HepatolGastroenterol，2017，41(1):75-85 3WU P，WANG J Efficacy of interventional therapy and effecton inflammatory factors in patients with gastric cancer afterchemotherapy J Oncol Lett，2019，18(2):1733-1744 4JOHNSTON E W，STEMPEL V C，SINGH S，et al Interven-tional oncologyJ Br J Hosp Med(Lond)，2016，77(8):C114-C117 5BASE O O，KOSEOGLU 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