介入放射治疗导向设备

孟想成真

本文节选自我编著的书籍《肿瘤介入化学免疫治疗学》：介入放射治疗导向设备。
一、数字减影血管造影 (digital subtraction angiography， DSA)

1.简明原理 数字减影血管造影，简言之就是将造影前、后获得的数字图像进行减影，在减影图像中消除骨骼和软组织结构影，以较高的图像对比度突出显示浓度很低的造影剂所充盈的血管图像。
2.DSA 的特点和在介入放射学中的作用
⑴ DSA 的特点：无论是血管性还是非血管性的介入治疗，在常规心血管造影设备或胃肠机 ( 常规性或数字化机 ) 下进行远不如在 DSA 系统下操作方便，获得的信息也远不及 DSA 丰富与精确。由于 DSA 具有实时成像、“road-map” 功能可为介入手术医师提供血管路径图指导、高密度分辨力可减少碘造影剂的浓度与用量并能突出微小的密度差别以及远胜于胶片的储存介质等优势，一开始应用就为介入医师所钟爱。近年 DSA 设备已基本上克服了早代产品所存在的不足，如 DSA 视野小、运动伪影与饱和伪影明显影响减影质量、只能全部减影其图像缺乏背景 “ 标记影像 ”(marked-image) 等，而且增加了更多的快捷功能，使操作更加得心应手、图像更加清晰、能发现更细的病变，从而使 DSA 设备成为肿瘤介入诊治中医师不可或缺的最重要的器具，DSA 技术成为肿瘤介入最基本的技术之一。
⑵ DSA 的作用：对肿瘤介入诊治而言，DSA 的作用主要在于三个方面。一是提供影像学诊断，二是提供对介入治疗全过程的指导，三是对疗效提供客观评价。肿瘤性病变的DSA 血管造影征象有共同之处，如血管推压移位、供血动脉血管增粗、局部血管增多、肿瘤内肿瘤新生血管、肿瘤染色等；恶性肿瘤容易出现：①动脉与静脉血管的包绕、侵蚀、中断或腔内充盈缺损；②肿瘤内出现怪异状肿瘤血管；③呈浸润性生长的肿瘤染色边缘不清、轮廓不整；④容易出现肿瘤静脉内生长；⑤容易通过肿瘤内新生血管的交通或直接破坏引起动静脉瘘；⑥容易出现远处血行转移和淋巴结转移等。
二、X 线计算机断层扫描(computed tomography，CT)
CT 导引下经皮肿瘤活检和介入治疗是介入放射学的内容之一。经皮穿刺活检是有较长历史的诊断方法，早在 1883 年 Leyden 于肺炎病例做诊断性穿刺。开始阶段为盲目性穿刺，并发症多，之后相继应用 X 线透视下活检、剖腹探查直视下细针穿刺细胞学检查、选择性动脉造影导引下细针穿刺、超声导引下经皮活检和逆行胰胆管造影导向活检等。1976 年，Haaga 等首次报道 CT 导引下经皮穿刺活检，比其他导向设备更具方便准确的优点，从此开创了 CT 导引下介入技术，奠定了 CT 介入在介入放射学领域中的作用和地位。影像导引活检技术的应用和推广，几乎可从人体的任何部位、组织器官取得标本， 得到病理诊断。活检部位涉及颅脑及脊髓、周围神经、颅底、甲状腺、肺 ( 包括纵隔和胸壁 )、乳腺、肝、胰、脾、肾、肾上腺、前列腺、肌肉骨髂、淋巴结和门静脉血栓等。国内已开展上述大部分部位的活检，并取得了可贵的经验。在放疗或化疗前，理应取得细胞学和病理学诊断，而CT 导引活检是值得推广的检查方法，这一技术由于是微创技术， 正越来越多地受到临床医师的重视。在临床经验不断积累下，通过改进 CT 导引的技术和方法，使 CT 导引介入治疗的适应证扩大、疗效提高，可使原来只作为补充、辅助治疗的方法发展为主要的治疗手段之一。

动脉造影 CT(CT arterial portography，CTAP；CT hepatic arteriography，CTHA) 是 CT 介入的另一个应用领域，被认为是最具特异性、敏感性的影像学检查方法之一。随着螺旋 CT 技术的应用，这一特殊的检查技术越来越广泛地应用于肝脏、胰腺肿瘤的诊断与鉴别诊断，特别是小肝癌、微小肝癌 (micro liver cancer) 的诊断。螺旋 CT 双期增强扫描已成为肝脏常规 CT 检查方法，对富血供的肝癌具有较高的检出敏感性与特异性，文献报道其病灶检出率可达 60% ～ 90%。但与 CTAP、CTHA 相比较，无论在病灶发现率及显示程度上，双期增强扫描仍逊于 CTAP 和 CTHA。因此，对于双期增强扫描显示不清楚或无法显示的病变，特别是对于临床上 AFP 持续升高，而常规螺旋 CT 检查无异常发现的病例，或临床上 AFP 阴性、常规螺旋 CT 检查可疑小肝癌或难以定性的病例，积极采用 CTAP 和 CTHA，同时联合碘油CT(lipiodol CT，Lp-CT) 检查是必要的。
三、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)
介入性磁共振成像 (interventional MRI，iMRI) 是指在磁共振成像导引和监控下利用磁共振兼容性器械进行的各种介入操作，包括穿刺活检、热消融术、血管成形术、内镜检查、外科手术等。介入性磁共振成像以 1986 年 Mueller 应用 MRI 导引经皮头颈部活检为开端，是临床磁共振成像的最新发展之一；它集介入诊断和治疗与 MRI 技术于一体， 具有多方向切面定位、软组织对比分辨率高、无电离辐射、不用对比剂即可显示血液流动、实时或接近实时图像显示、容积成像、交互式容积图像数据处理和显示、在手术容积内自由导航、对温度敏感等特点。MRI 导引介入技术是具有广泛应用前景的先进技术之一， 正逐渐受到重视。在穿刺活检、肿瘤消融术、血管介入等各方面都有着广阔的前景。随着开放式磁场的不断改进，各种超高速扫描序列的开发和各种磁场兼容性更好的器材的发明， 使得 iMRI 日益得到发展， 从而成为当今介入医学中的一大热点。

MRI 介入分为非血管性介入和血管性介入两大类，其中前者包括经皮穿刺活检和MR 导向下的经皮介入治疗 ( 射频、激光、冷冻、聚焦超声等 )，后者包括经皮腔内血管成形术、血管内 MRI 等。
( 一 ) 非血管性介入
1.MRI 导引活检 磁共振成像导引下经皮活检术是最早实现的在磁共振引导下的介入操作。MRI 导引活检与 CT 导引活检一样涉及多个系统。该技术以经皮穿刺为核心，除了可用于穿刺活检外，还可用于脓肿、囊肿和血肿的抽吸引流、白血病患者脑室内置管化疗等。
2.MRI 导引下的内镜操作 以内镜 ( 如胃镜、腹腔镜、胸腔镜、膀胱镜等 ) 进行诊断和微创性治疗已广泛应用于临床。但由于内镜的视野仅局限于镜头前方近距离成像，临床医师常不能观察到深部及镜头前较远处结构，而超声内镜的解剖结构不够清晰或有潜在盲区。基于良好的软组织分辨率与三维成像，MRI 与内镜联合使用，通过光导纤维和断面图像以及 MRI 三维成像了解研究病变部位的解剖，精确定位，增加了手术的安全性与准确性，同时也可在操作中进行监控，术中和术后成像增加了手术成功率，完成普通内镜不可能完成的复杂、微创手术治疗操作。
3.MRI 非血管性介入治疗 在 MRI 介入治疗中，术中 MRI 引起了临床工作者的兴趣， 在术前用导航系统进行三维立体解剖定位，显示手术部位周围和深部解剖关系，在术中和术后实时成像，监视手术情况和结果，提高手术效果，这一技术的应用在神经外科发挥了越来越重要的作用。随着它的发展，将深刻地影响介入性放射学的未来。
磁共振成像监控下的消融术是目前应用最为广泛的非血管性磁共振介入治疗方法， 磁共振成像监控下消融术的主要优势是磁共振成像对温度变化的敏感性。目前在热消融治疗如间质激光治疗、冷冻和超声聚焦等疗法上，采用交互式破坏性能量沉积对肿瘤进行治疗，其能量控制是一个非常关键的问题。目前影像技术中只有 MRI 能对组织温度和温度所引起的组织变化进行适当监测，而这对于保证热消融治疗的安全性、控制能量发射沉积和有效实施热消融治疗是非常必要的。磁共振成像监控下的消融术可以用激光、微波、聚焦超声、射频、冷冻等手段破坏病变组织，以取代某些外科手术，特别是肿瘤切除。
⑴激光间质治疗 (laser interstitial therapy， LITT)：由于能在 MRI 下实时监控， 目前在 iMRI 中应用较为广泛。激光发生器可置于操作室或磁场边缘 2 ｍ以外，以排除激光应用时与 MRI 设备之间的电磁干扰。在影像监控下 (MRI 或 B 超均可 ) 将磁兼容性导引针插入病灶，拔出针芯，将光导纤维插入，其尖端置于病灶中心，然后发射激光，产生的热能经光导纤维到达病灶，使其凝固坏死，坏死范围可在MRI 下用温度敏感序列监控。
⑵射频(radio frequency，RF) 消融治疗：为了遵循磁兼容性原则，电极可采用铜制。铜虽然是非铁磁性物质并只引起较少的伪影，却不是生物兼容性物质，因此可采用一些既有生物兼容性又有磁兼容性的物质 ( 如钼等 ) 用来制作电极。在临床操作中 RF 发生器应放置在距磁场的边缘 2 ｍ外，为了排除 RF 应用时与 MRI 设备之间的电磁干扰，可以采取两种RF 发射模式：连续式和间断式。前者是持续完成RF 发射后再进行 MRI 扫描； 后者是先进行一段时间的 RF 发射，接着进行 MRI 扫描，再进行一段时间的 RF 发射， 然后再进行 MRI 扫描，分 2 ～ 3 次完成治疗。虽然 RF 消融术在临床上应用较广，但由于 RF 发射时不可避免地对 MRI 设备形成干扰，所以在 iMRI 中应用价值有限。
⑶冷冻疗法 (cryotherapy)：是将冷冻探针引入到肿瘤组织的一种介入治疗方法，在置入冷冻针之前先采用靶灶活检定位技术。由于组织水在冷冻过程中变为固态冰晶体， 而冰晶体在 MRI 上并无可测信号显示，因而采用立方英尺冻疗法时冰冻区域的扩大可由
MRI 图像上无信号区的增加表现出来。
⑷超声聚焦加热技术(focused ultrasound heating)：是最具潜力的高温热消融技术， 与间质性激光外科和冷冻疗法不同，超声聚焦加热技术不涉及使用创伤性探针。聚焦超声波束通过体外放置探头实现，并且可在体内局部病灶中产生组织致死性能量，而对周围组织不造成任何损害。应用该技术不需要进行皮肤切割，其空间定位控制可通过移动探头实现。在目前可供使用的影像引导系统中，MRI 是唯一能为超声聚焦加热疗法提供温度敏感性监测的技术。
⑸其他：在 MRI 介入下放置放射源对前列腺进行短距内放射治疗取得了很大进展， 放射源能轻易地避开在 MRI 上显示良好的尿道，从而减少了尿道损伤的并发症。在 MRI 介入下对神经根注射麻醉或神经毁损药物治疗疼痛，由于 MRI 良好的解剖分辨力，能清晰显示神经根，并可清晰显示局麻药包绕神经根及沿神经根走行方向弥散的现象，其操作和疗效均可从影像学上得以显示，大大改善了以往只能依赖医师经验的不可靠的局面。
( 二 ) 血管性介入
磁共振成像导引下血管内介入可应用于经导管栓塞、球囊阻断、经皮经腔血管成形、经颈静脉肝内门体静脉穿刺 (TIPSS) 等操作。
四、超声
超声显像具有实时显示、灵敏性高、无放射性辐射、不需造影剂、操作简便、费用低等优点，因而在肿瘤介入诊疗方面应用日益广泛，发展迅速，已成为现代医学影像学和介入放射学的重要组成部分。

超声在肿瘤介入诊疗中的临床应用主要为介入性超声。介入性超声是指在超声引导下，将某种器械插入器官组织内部进行诊断和治疗，或者将超声探头直接置于体腔内或手术中置于体内器官组织表面，借于获取病变信息，从而诊断疾病和指导治疗的方法或技术。
1.超声引导经皮穿刺和置管引流 (ultrasound-guided puncture drainage and catheter)
⑴ 超 声 引 导 经 皮 门 静 脉 栓 塞 化 疗 (selective percutaneous transhepatic portal vein embolization，SPVE)。肝癌的血供研究表明，肝癌主要由肝动脉供血，但周围部分由门静脉参与供血，因此在 TAE 治疗的基础上阻断门静脉血供可完全阻断肝癌血供。经门静脉化疗能辅助 TAE，杀灭生长活跃的肿瘤细胞，用于门脉癌栓的治疗。彩色多普勒超声(CDU) 能清晰地显示门静脉结构，提供血流频谱曲线、方向等信息，为直接引导 SPVE 提供了可靠的技术条件。在 CDU 引导下，以 21G 针经皮穿刺肿瘤周围门静脉分支，行二氧化碳气体造影确认穿刺分支后，注入化疗栓塞剂如氟尿嘧啶、丝裂霉素、碘油、无水乙醇等，注药过程在灰阶超声扫描可见门静脉内细小点状回声并弥散到肿瘤内。SPVE 治疗过程安全、简便，近期临床效果较好。
⑵彩色多普勒超声引导经皮肝动脉分支穿刺栓塞化疗术 (ultrasound-guided percutaneous transhepatic hepatic artery embolization，CDU-TAE)。TAE 被临床证明是行之有效的治疗原发性肝癌的重要手段。但多次 TAE 治疗后可引起肝动脉变窄、闭塞，肿瘤
建立侧支循环复发；而肝动脉结扎的病例，采用 CDU-TAE 可继续对肝癌进行栓塞化疗。肝癌周围及内部动脉血管呈高速低阻及扩张状态，有利于 CDE-TAE 治疗，同时有较高的成功率。沈理等的研究表明 CDU-TAE 是一种简便、安全、实用的新技术。但此项技术在临床应用的时间不长，所报道的病例有限，长期疗效有待于进一步评估。
2.超声引导下肿瘤间质性消融治疗 (ultrasound-guided interventional ablation therapy) 共同特点是用化学和 ( 或 ) 物理的方法灭活肿瘤。化学方法为在肿瘤内直接注入药剂或导入能量，其特点是治疗区域集中在肿瘤部位，直接造成肿瘤坏死，而正常
组织损伤小，脏器功能损害轻及全身副作用小，对局部病灶有较好的疗效，如超声引导下注入无水乙醇治疗肿瘤 (ultrasound-guided percutaneous ethanol injection)。物理方法是：
①微波治疗 (microwave therapy)；②超声引导经皮射频消融治疗 (percutaneous US-guided radio-frequency ablation，RF)；③激光治疗 (laser therapy)。
此外还有超声引导经皮冷冻治疗原发性肝癌、超声导向肝血管瘤或肝癌内注入核素
行内放射治疗、超声引导经皮醋酸注射治疗肝癌、超声引导经皮注入热生理盐水或高温蒸馏水治疗肝癌的报道。上述间质介入性超声治疗肿瘤的方法优点是操作简单，经济方便， 疗效确切，注射区肿瘤能达到完全坏死。但能量或药物剂量分布不均衡，因而不能达到肿瘤适形治疗的目的，不能完全避免损伤周围组织及重要的血管、神经、胆管等。目前此类疗法仍处于经验性操作阶段，其能量及剂量的给予缺乏一个科学的量化标准，加之个体对高温乙醇及冰醋酸等的耐受差异明显，故需针对不同的情况 ( 如肿瘤分期、肿瘤大小、重要器官的功能状况等 ) 决定所注入化学药物或制剂的量。

来源：https://www.toutiao.com/article/6807945938531779079
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