劉冰

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·分子影像與微創(chuàng)治療專欄·

磁共振成像引導(dǎo)顱內(nèi)腫瘤微創(chuàng)治療的優(yōu)劣分析*

劉冰

摘要腫瘤微創(chuàng)治療越來越受到臨床醫(yī)生和患者的重視。近年來，影像引導(dǎo)下的腫瘤物理、化學(xué)消融治療和125I粒子植入組織間近距離放療已經(jīng)成為治療腫瘤的首選方法之一。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）具有CT、超聲、數(shù)字減影血管造影機（digital subtraction angiography，DSA）無法比擬的優(yōu)越性，尤其對于顱內(nèi)腫瘤的診斷及介入微創(chuàng)治療更顯示出其獨特優(yōu)勢。然而，MRI也具有偽影、消融范圍、手術(shù)操作復(fù)雜等不足。本文旨在淺析顱內(nèi)膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤在MRI引導(dǎo)下微創(chuàng)治療的優(yōu)劣及對策。

關(guān)鍵詞磁共振成像顱內(nèi)腫瘤微創(chuàng)

劉冰，教授，主任醫(yī)師，碩士研究生導(dǎo)師?，F(xiàn)任亞洲冷凍治療學(xué)會委員，中國抗癌協(xié)會腫瘤微創(chuàng)治療專業(yè)委員會磁共振引導(dǎo)學(xué)組委員，中國腫瘤微創(chuàng)治療技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務(wù)理事，吉林省介入放射學(xué)組常委，吉林省腫瘤生物治療學(xué)會常務(wù)理事，吉林省神經(jīng)外科分會委員，吉林省抗癌協(xié)會腫瘤微創(chuàng)專業(yè)委員會常委，《中國腫瘤臨床》雜志特約審稿專家。曾赴美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院國家影像引導(dǎo)中心和哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院交流學(xué)習(xí)。率先在東北三省開展開放式磁共振導(dǎo)航下腫瘤的微創(chuàng)診斷與治療。發(fā)表核心期刊論文30余篇。與山東醫(yī)學(xué)影像所合作開展“磁共振引導(dǎo)與監(jiān)控氬氦靶向冷凍消融治療腦腫瘤”、“MRI引導(dǎo)腫瘤基因（rAd-p53）治療腦腫瘤臨床研究”項目被評為山東省科技進步三等獎。承擔(dān)吉林省自然基金項目課題1項，吉林省衛(wèi)生廳科研課題1項。與長春工業(yè)大學(xué)合作申請國家級科研1項并獲三等獎。

*本文課題受吉林省科技廳自然基金項目（編號：201215204）資助通信作者：劉冰liubing_1963@126.com

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）引導(dǎo)介入微創(chuàng)技術(shù)是近年來放射治療學(xué)發(fā)展中的重要技術(shù)之一，最早于1986年由Mueller等［1］首先報道應(yīng)用于經(jīng)皮頭頸部活檢。中國1997年［2］開始將該技術(shù)應(yīng)用于臨床工作，當(dāng)時主要用于胸部、肝臟和腎臟的活檢，并對腎囊腫進行硬化性穿刺治療。隨著技術(shù)的不斷完善，近年來逐漸得到重視并更加廣泛的應(yīng)用于臨床治療。

當(dāng)前MRI引導(dǎo)的治療技術(shù)應(yīng)用范圍主要包括：1）組織活檢，如胸部、肝臟、腎臟、骨髓、肌肉及中樞神經(jīng)系統(tǒng)等。2）介入性治療，如MRI引導(dǎo)下顱內(nèi)腫瘤的氬氦刀冷凍消融及125I粒子植入組織間近距離治療乳腺、肺部、肝臟、腎轉(zhuǎn)移灶的消融治療及粒子植入治療。MRI導(dǎo)航微創(chuàng)技術(shù)包括介入磁共振（inter?ventional MRI，iMRI）和MRI引導(dǎo)手術(shù)治療，磁共振引導(dǎo)手術(shù)治療為“術(shù)中磁共振”（intraoperative MRI，iMRI），從術(shù)中MRI到術(shù)中磁共振結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)實時引導(dǎo)和經(jīng)皮穿刺治療技術(shù)，MRI引導(dǎo)下顱腦手術(shù)，股骨頭缺血性壞死介入治療，引導(dǎo)微波治療肝癌，引導(dǎo)下腹腔神經(jīng)叢阻滯損毀，乳腺腫瘤消融，腎囊腫治療，心肌干細(xì)胞等。本研究著重探討MRI引導(dǎo)下顱內(nèi)膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤切除或消融。研究資料顯示，顱內(nèi)腫瘤發(fā)生的比例排序如下［3］：膠質(zhì)瘤（40%），腦膜瘤（30%～40%），垂體瘤（10%），聽神經(jīng)鞘瘤（6%），其他腫瘤（5%）。

近年來MRI技術(shù)飛速發(fā)展，隨著磁場強度增強，設(shè)備體積越來越小，成像時間越來越短，成像分辨率越來越高，iMRI能夠提供清晰、精確的圖像，可以多方向切線成像、任意平面重建、成像，為手術(shù)提供豐富的指導(dǎo)性信息。那么對于顱內(nèi)腫瘤是選擇開顱手術(shù)還是選擇介入手術(shù)呢？對于原發(fā)于顱內(nèi)的腫瘤，如膠質(zhì)瘤、腦膜瘤、垂體瘤、聽神經(jīng)瘤等，患者不僅表現(xiàn)相應(yīng)的局限性神經(jīng)系統(tǒng)定位癥狀和體征，同時多伴有顱內(nèi)壓增高的癥狀。為切除腫瘤并降低顱內(nèi)壓、解除壓迫、恢復(fù)神經(jīng)功能，主要以開顱手術(shù)治療為主。對于復(fù)發(fā)的膠質(zhì)瘤、顱內(nèi)轉(zhuǎn)移瘤，現(xiàn)階段有學(xué)者選擇以介入治療為主［4-5］，隨著MRI引導(dǎo)經(jīng)皮穿刺微創(chuàng)技術(shù)與介入微創(chuàng)技術(shù)在臨床中的應(yīng)用，本研究發(fā)現(xiàn)雖然手術(shù)操作與術(shù)中成像近乎同步，能夠隨時調(diào)整手術(shù)操作，但醫(yī)師在MRI引導(dǎo)下的介入微創(chuàng)治療并非如想象中簡單。本研究以MRI引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺進行顱內(nèi)膠質(zhì)瘤或顱內(nèi)轉(zhuǎn)移瘤的氬氦刀冷凍消融術(shù)和MRI引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺125I粒子植入組織間近距離放射治療為例，系統(tǒng)闡述MRI引導(dǎo)技術(shù)在腦腫瘤微創(chuàng)介入治療中的優(yōu)勢與劣勢。

1　MR I引導(dǎo)腦腫瘤微創(chuàng)治療的優(yōu)勢

MRI引導(dǎo)技術(shù)用于腦腫瘤的診斷與開顱直視手術(shù)治療比較具有以下優(yōu)勢［6］：1）使用帶有掃描平面指示器的介入器械時，計算機計算的軌跡以直線插入為前提，將計算機產(chǎn)生的圖標(biāo)與穿刺針的偽影結(jié)合起來，便于醫(yī)師在進行路徑設(shè)計時預(yù)測患者體外的穿刺針入路，為整個手術(shù)過程提供精準(zhǔn)的定位，清晰顯示腦腫瘤和毗鄰組織的解剖學(xué)關(guān)系；術(shù)中MRI提供實時更新的圖像確定器械的位置，可以最大限度地減少對瘤周正常腦組織的破壞。2）MRI對腫瘤邊界的顯示比肉眼觀察準(zhǔn)確，有利于提高腦腫瘤的總切除率。3）術(shù)中MRI有助于發(fā)現(xiàn)出血等并發(fā)癥，并及時處理。4）功能性MRI和動態(tài)增強MRI可進一步提高手術(shù)的安全性和有效性。

MRI引導(dǎo)治療的優(yōu)勢主要與以X線、CT或超聲引導(dǎo)下的各種傳統(tǒng)手術(shù)介入治療比較。既往傳統(tǒng)設(shè)備引導(dǎo)的微創(chuàng)介入治療技術(shù)，對病變部位的定位不夠精準(zhǔn)，分辨率低，不能對治療療效實行實時監(jiān)控，并且部分設(shè)備會產(chǎn)生有害射線。MRI具有非常好的組織空間與瞬間分辨率及良好的軟組織對比，神經(jīng)、血管精細(xì)可結(jié)構(gòu)顯示清晰，患者和術(shù)者均無放射損傷，適于臨床廣泛應(yīng)用；而MRI引導(dǎo)下的介入治療，具有以下優(yōu)勢：1）MRI介入設(shè)備由開放性MRI掃描儀和光學(xué)引導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)成，可以實時對介入手術(shù)過程實行全程引導(dǎo)和監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)并發(fā)癥。2）MRI具有溫度敏感性，可以顯示體溫圖像，能夠反映腫瘤組織被冷、熱消融情況。3）MRI對軟組織具有較好的分辨力，可以清晰顯示病變位置及與周圍組織的結(jié)構(gòu)關(guān)系，尤其在消融術(shù)中，消融區(qū)和非消融區(qū)的信號可以顯示出明顯的差異，正確地區(qū)分消融區(qū)和非消融區(qū)，判斷有無殘存病變。4）與CT及B超引導(dǎo)手術(shù)相比較，MRI不僅成像清晰，并且可以多平面成像，對病灶精準(zhǔn)定位、判斷病灶空間位置，顯示某些疾病早期改變，同時有利于在手術(shù)過程中避開重要的血管和神經(jīng)，選擇任意角度進針。角度成像引導(dǎo)穿刺，準(zhǔn)確顯示穿刺針的磁兼容信號缺失影像。本研究組使用進口磁兼容穿刺針，優(yōu)點是圖像中針道清晰，缺點是價格昂貴，是普通穿刺針的數(shù)倍［7］。

MRI引導(dǎo)下的介入手術(shù)，尤其是針對顱內(nèi)（神經(jīng)系統(tǒng)）腫瘤的介入治療具有獨特優(yōu)勢。在MRI顯像下，腦溝、腦回、下腔、側(cè)裂、額、頂、顳、枕、島葉、大腦前、中和基底動脈、各腦室、腦池、腦干、基底節(jié)等重要腦組織結(jié)構(gòu)圖像的顯示非常清晰，二維成像（立體重建）對于介入科醫(yī)師來說，可以準(zhǔn)確辨別血管、神經(jīng)及比鄰關(guān)系，準(zhǔn)確評估腫瘤的大小以及功能區(qū)的損害，可以避開血管、神經(jīng)和重要神經(jīng)核團，引導(dǎo)下的手術(shù)方便、快捷、精準(zhǔn)，從而有效保障患者的安全。

2　MR I引導(dǎo)顱內(nèi)腫瘤微創(chuàng)治療的劣勢

盡管MRI引導(dǎo)手術(shù)具有眾多優(yōu)勢，但仍存在部分劣勢。

2.1影像學(xué)方面

目前介入微創(chuàng)MRI對于富血供的原發(fā)膠質(zhì)瘤，可以顯示病灶與鄰近主要腦血管的空間關(guān)系；而對于復(fù)發(fā)的膠質(zhì)瘤，僅能顯示鄰近血管，無法提供病灶內(nèi)的清晰顯影；對低血供腫瘤重建效果差；對于小病灶顯影差，且存在三維影像重建偽影。主要是因為引導(dǎo)下仍無法確定腫瘤內(nèi)是否包繞血管，是否可以在進行局部治療前行腦血管造影。目前MRI引導(dǎo)下顱內(nèi)腫瘤微創(chuàng)治療可進行手術(shù)的范圍相對有限，主要針對膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤，其他顱內(nèi)腫瘤目前鮮見相關(guān)報道。

2.2消融范圍［8］

氬氦刀冷凍消融治療范圍達到腫瘤邊緣有時會有殘留病灶，影響治療效果，為確保腫瘤被全部滅活，消融范圍應(yīng)盡可能的包括腫塊邊緣以外1.0 cm的正常組織。進行粒子植入治療時，因為125I粒子能將低能量的γ射線持續(xù)釋放至組織間，γ射線通過直接的電離作用使腫瘤DNA的單鏈或雙鏈斷裂，125I粒子植入組織間局部劑量可達120～180 Gy，降低了周圍正常組織的損害范圍，但目前臨床用于腫瘤微創(chuàng)介入引導(dǎo)的MRI設(shè)備場強為0.2～1.0 T。在低場強的MRI中無法識別，因此無法準(zhǔn)確判斷植入粒子的分布，不能按照TPS計劃系統(tǒng)進行粒子植入。

2.3手術(shù)操作方面

不足之處是MRI成像時間稍長（22～42 s）。本研究組曾應(yīng)用國產(chǎn)新博醫(yī)療集團提供0.23 T開放式MRI引導(dǎo)系統(tǒng)時發(fā)現(xiàn)，患者需長時間保持一個姿勢，靜脈回流欠佳，易發(fā)生腦水腫。

對于無開顱手術(shù)史的患者，在局部麻醉麻下患者神志清醒，電鉆的噪聲會使患者產(chǎn)生恐懼，影響手術(shù)的操作。手術(shù)時程的長短對患者的情緒也會造成不同程度的影響，從而影響整個手術(shù)進程及操作。

2.4盲穿問題

通過MRI定位可以精準(zhǔn)的對顱內(nèi)腫瘤進行定位穿刺，雖然手術(shù)過程可以通過電子屏幕實時顯示，便于及時了解治療進程和效果，可選擇并設(shè)計體表穿刺點，避開重要血管及神經(jīng)結(jié)構(gòu)，但在鉆孔過程中，硬腦膜、大腦皮層表面的穿刺仍然較盲目。

2.5術(shù)中出血

對于無開顱手術(shù)史行鉆孔手術(shù)的患者，骨鉆鉆透顱骨后，顱骨板障靜脈可破裂出血。顱骨下是血管豐富的硬腦膜，即便觸碰微小的血管，也會引起硬腦膜下血腫。大腦皮層表面及深部均分布有豐富的血管。顱內(nèi)腫瘤通常供血豐富，因此當(dāng)穿刺針刺入瘤體后，更是面臨極高的出血風(fēng)險。

由于介入微創(chuàng)手術(shù)所用的MRI多為低場強MRI設(shè)備（0.2～1.0 T），故對術(shù)中出血的判斷較困難。

MRI引導(dǎo)下腦腫瘤的微創(chuàng)介入治療中，常見的并發(fā)癥主要為出血、腦水腫和癲癇。對于已有開顱手術(shù)史并且去骨瓣的患者，由于頭皮、硬腦膜的黏連會增加穿刺過程中出血的風(fēng)險。手術(shù)長時間處于一個固定的體位，局部麻醉方式的采用，使得顱內(nèi)靜脈回流不暢，增加了患者顱內(nèi)水腫的概率和風(fēng)險。患者緊張、恐懼且長時間固定易導(dǎo)致腦缺氧，可誘發(fā)癲癇發(fā)作。

3　MR I引導(dǎo)腦腫瘤微創(chuàng)治療劣勢的對策

3.1術(shù)前明確腫瘤的生長方式

術(shù)前精確分析腫瘤及其毗鄰組織，根據(jù)腫瘤生長和發(fā)展方向確定恰當(dāng)?shù)拇┐滩课?，并保護重要神經(jīng)、血管是手術(shù)成功的關(guān)鍵。MRI掃描建立三維圖像勾劃腫瘤的輪廓，利用MRI對腦組織結(jié)構(gòu)分辨率的特點，結(jié)合手術(shù)圖譜中的體表投影定位線如中央溝、外側(cè)裂、翼點等選擇穿刺角度。

3.2提高手術(shù)技巧

除了按照常規(guī)嚴(yán)格規(guī)范術(shù)前圖像資料的采集外，還應(yīng)注意使用6～8個Marker完成注冊使誤差降至最小。在術(shù)前計劃建立坐標(biāo)時，頭皮切面不可反復(fù)推動，精確度2～1.5 mm，以中心點為坐標(biāo)進針。判斷腫瘤消融范圍，實際是以術(shù)前MRI為標(biāo)準(zhǔn)，而非病理學(xué)切除標(biāo)準(zhǔn)。因此，術(shù)前設(shè)計的消融計劃，應(yīng)在保留重要神經(jīng)結(jié)構(gòu)的前提下，最大范圍消融腫瘤及其周邊受侵襲區(qū)域。

3.3減少并發(fā)癥的發(fā)生

出血：對于高血壓患者術(shù)前給予降壓藥物控制血壓，適當(dāng)給予鎮(zhèn)靜藥預(yù)防患者急躁不安。手術(shù)過程中盡量不要移動患者頭部，MRI引導(dǎo)介入治療過程中，出血時可以立即使用止血藥物，如大量出血，可以立即選擇開顱手術(shù)清除血腫。

腦水腫：所有介入治療中腦組織水腫為常見的并發(fā)癥，一般多在術(shù)后2～4 d達到高峰，術(shù)后密切觀察病情，對于輕、中度腦組織水腫，可合理應(yīng)用脫水藥物，對于重度腦組織水腫則應(yīng)選擇開顱減壓治療。

癲癇：若患者在手術(shù)過程中及術(shù)后出現(xiàn)癲癇，可以給予安定持續(xù)靜脈點滴。癲癇發(fā)作是顱腦疾病較常見的伴隨癥狀，可于術(shù)前1～3 d開始預(yù)防使用卡馬西平、苯巴比妥、丙戊酸鈉抗癲癇藥，術(shù)后持續(xù)用藥至度過急性期和危險期；注意手術(shù)時間和操作方式，保證腦部血流暢通；術(shù)后嚴(yán)密監(jiān)測患者病情，動態(tài)監(jiān)測血壓，保障患者電解質(zhì)水平正常。術(shù)后積極進行抗感染治療。

冷休克：是冷凍治療最嚴(yán)重的并發(fā)癥，指冷凍治療后出現(xiàn)的多器官功能衰竭及凝血機制障礙，包括彌漫性血管內(nèi)凝血等綜合征。發(fā)生機制可能為冷凍促發(fā)多種炎性細(xì)胞因子的釋放，直接或間接地引起全身多器官損傷。其臨床表現(xiàn)與內(nèi)毒素性休克相似，但無敗血癥證據(jù)，且不一定發(fā)生血壓下降。目前預(yù)防主要在于控制冷凍范圍，減少腫瘤血供等措施，及時發(fā)現(xiàn)，早期干預(yù)。

4　結(jié)語

MRI引導(dǎo)下顱內(nèi)腫瘤的微創(chuàng)介入治療雖有眾多優(yōu)勢，但不一定均能達到理想的治療效果?；颊咝虚_顱手術(shù)時，因腦組織有顱骨遮擋，穿刺存在諸多風(fēng)險，因此術(shù)者需慎之又慎。行開顱去骨瓣手術(shù)后，皮層、硬腦膜頭皮容易發(fā)生黏連，易產(chǎn)生出血及硬腦膜外血腫。目前神經(jīng)外科對顱內(nèi)轉(zhuǎn)移瘤及復(fù)發(fā)膠質(zhì)瘤的治療仍然相當(dāng)棘手，雖然MRI引導(dǎo)下的手術(shù)多數(shù)為最后的治療選擇，且存在較多劣勢，依舊不能阻擋介入醫(yī)師對此項治療方法的勇敢探索。

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（2016-03-04收稿）

（2016-04-20修回）

（編輯：鄭莉校對：孫喜佳）

doi：10.3969/j.issn.1000-8179.2016.2016.11.249

作者單位：吉林省人民醫(yī)院腫瘤醫(yī)學(xué)診治中心介入治療科（長春市130021）

Value of magnetic resonance imaging-guided minimally invasive treatment in glioma and its metastatic tumor

Bing LIU

Correspondence to: Bing LIU；E-mail: liubing_1963@126.com
Oncological Diagnostic and Treatment Center/Oncological Catheterization Treatment Unit，The People's Hospital of Jilin Province，Changchun 130021，China
This work was supported by the Natural Fund Project of Jilin Province（No. 201215204）

AbstractMinimally invasive treatment has received increasing attention in the field of tumor therapy. Imaging-guided ablation（physical or chem ical）and125I particle implantation have recently become first-line therapies for malignant tumors. A comparison w ith computed tomography，ultrasound，or digital subtraction angiography（DSA）illustrates that magnetic resonance imaging（MRI）shows extreme superiority in both intracranial tumor diagnosis and interventional therapy. Nevertheless，MRI also has a deficiency. This study aims to discuss the value of an MRI-guided m inimally invasive treatment in glioma and its metastatic tumor.

Keywords:MRI，intracranial tumor，m inimally invasive treatment