磁共振引導下肝腫瘤熱消融治療現狀與進展

田 川，焦德超，李兆南，王朝艷，韓新巍

作者單位：450052 鄭州大學第一附屬醫院放射介入科

熱消融通過熱能對腫瘤組織進行熱毀損，致腫瘤細胞凝固性壞死達到局部根治效果。經常使用的熱消融技術包括射頻消融（radiofrequency ablation，RFA）、微波消融（microwave ablation，MWA）、高強度聚焦超聲（high-intensity focused ultrasound，HIFU）、以及激光治療（laser therapy）等。熱消融治療肝腫瘤已經成為肝移植、外科切除后的第三種根治性治療方案［1］，其技術要求為精細定位、精準穿刺、精準消融和精確評價。

目前，影像引導熱消融常用的導向設備是超聲（US）和CT，US 引導下的熱消融方便，快捷，滿足實時導航且無電離輻射，但治療過程易受氣體和骨骼影響干擾對壞死范圍的判斷；CT 引導下的熱消融雖然克服了US 的部分問題，但由于治療過程存在電離輻射且需要配合對比劑提高對腫瘤壞死區域判斷，增加肝腎負擔。相比US 和CT，MR 具有極高的軟組織分辨率且無氣體和骨胳偽影、任意角度成像，尤其是T1WI 平掃上（無需增強）可精準判斷壞死范圍［2-3］。同時，有研究顯示消融過程中MRI 可以顯示術前US 和CT 未檢出的肝癌微病灶［4］，因此MR對消融治療具有較高的臨床指導價值。MR 引導下肝腫瘤熱消融，有開放式和閉合式兩種磁體引導消融［5-7］，本文主要對不同核磁體系下引導肝腫瘤熱消融及MR 熱成像的現狀與進展進行總結。

1 MRI 引導下肝腫瘤熱消融

1.1 開放式MR 引導系統

開放式磁配置設備使可提供實時圖像的介入性MRI 引導成為可能。1998年，Kettenbach 等［8］首次于0.5T 開放式MR 引導下為7 例腫瘤患者（肝腫瘤4 例，腦腫瘤3 例）進行熱消融治療，報道了開放式MR 引導熱消融的可行性。開放式MR 設備可根據磁體配置不同大致分為兩種類型：一種是雙平面或“C”字型磁配置設備，患者平躺于平行的磁極之間；另一種是“雙環型”結構磁配置設備，磁體兩部分間留有可供醫師操作的空隙［9］。開放式MR 最大優勢在于提供交互式引導圖像指導消融針置入靶標組織，一定程度上避免了患者因呼吸等動作導致“脫靶”的影響［10-11］；同時，開放式結構為消融操作提供了足夠的操作空間。

21世紀初，低場強開放式MR 引導下RFA/MWA 治療肝腫瘤的安全性和有效性已得到證實［12-13］。國內最早于2004年李成利等［14］報道0.23T 開放式MR 引導經皮激光治療肝惡性腫瘤，評價了光學追蹤系統定位和MR 實時監測熱消融的能力，證實了開放式MR 引導激光消融治療肝腫瘤的可行性與安全性。近年來，隨著更高場強（1.0T）開放式MR 的引入，1.0T MR 引導下介入性診療工作逐漸展開，如1.0T 開放式MR 引導膈頂部肝腫瘤冷凍消融、穿刺活檢的可行性及安全性均得到證實［15-16］。Wang 等［17］前瞻性評估了1.0T 開放式MR 引導肝穹頂型肝細胞癌（HCC）經皮冷凍消融的可行性、安全性和有效性，結果顯示是一種可行、安全且有效的治療技術。

開放式MR 在治療過程中具有介入操作方便的優勢，但是磁場強度范圍在0.2～1.0T，場強相對較低導致圖像空間和時間分辨率欠佳。并且低場強MR 系統兼容MR 序列的能力有限，成像質量差、速度慢、圖像采集延遲等不足，在后期的治療過程中難以滿足臨床需求。

1.2 閉合式MR 引導系統

相比開放式MR，閉合式MR 具有普及率高和場強高的優勢。閉合式MR 在國內大部分中心均有配備，雖然閉合式MR 多以影像診斷為主，但隨著技術的不斷完善與推廣、磁兼容器械的研發與普及，未來閉合式MR 有望成為MR 引導下消融肝腫瘤治療的主力。同時閉合式MR 磁場范圍在1.0～3.0T，高場強MR 設備能兼容更復雜，且輔助成像速度更快更清晰的序列。2017年Hoffmann 等［18］報道1.5T閉合式MR 引導MWA 治療18 例肝腫瘤（肝癌7 例，肝轉移瘤11 例），初步證實1.5T 閉合式MR 引導MWA 治療肝腫瘤的安全性及有效性。近年來，高場（1.5T 以上）強閉合式MR 引導下行熱消融治療肝癌也得到國內學者的關注，并對安全性和有效性進行相關研究。近年來國內外關于閉合式MR 引導下RFA/MWA 治療肝腫瘤文獻見表1。

表1 閉合式磁共振引導RFA/MWA 治療肝腫瘤近年文獻回顧

然而，封閉式的磁體系統對消融設備有一定的限制，只能間歇性成像逐步顯示消融針置入腫瘤灶以及熱消融的過程。間歇性成像帶來的弊端使得無法對定位及消融過程進行實時監控，如因進針偏離預設軌道或患者呼吸運動引起“脫靶”，無法即刻矯正消融針的方位。閉合式MR 口徑較窄（最大70 cm），操作者實施手術受到限制，同時對患者有較高要求，比如部分肥胖的患者無法接受該治療，不適合閉氣配合較差者等。

1.3 MR 引導下消融監控

無論何種磁體系統，精準穿刺目標病灶是消融腫瘤成功的基礎，標準化的操作流程有利于精準穿刺。通常消融前患者行MR 平掃（非增強），進行病灶評估、穿刺點標定及穿刺路徑設計。MR 病灶評估可以發現術前檢查遺漏的微信號。MR 具有多序列優勢，選擇適合的序列可以提高微信號的檢出并縮短操作時間［25-26］。穿刺點標定，常選用維生素E軟膠囊或魚油膠囊矩陣定位網格進行穿刺點的標定［21-22］，也可以聯合光學導航儀或自由手技術（透視序列下，兩個相互垂直的橫斷面確定穿刺點即操作者手指和病灶的位置）［17，27］。在引導穿刺過程中，結合MR 透視序列有助于實現精準定位，實時確定消融針的方位和深度［19］。

消融過程中，MR 可準確顯示消融針與病灶毗鄰關系。消融針在任何序列下均為無信號區域，治療過程中選擇合適的MR 序列可避免消融針偽影夸大或中斷，為操作者提供較為精準的影像信息［28］。作為一種監測手段，MRI 顯示的消融范圍與實際消融范圍是否一致值得關注，動物實驗證明MRI 呈現的消融信號區與組織標本消融區范圍無顯著差異［29］，MRI 可為消融后臨床評估提供有價值的參考。信號的改變是監控治療過程可靠手段，消融完全的病灶在T1WI 下顯示為低信號區加外周高信號的薄層炎癥反應環，與周圍正常肝組織形成對比；T2WI 下顯示病灶較消融前低信號，加外周環形高信號；若高信號環缺損提示消融不完全，需要補充消融。

2 MR 熱成像技術

MR 引導下的腫瘤消融過程中運用熱成像技術可提供詳細、精準的影像指導，以減輕或避免不必要的熱損傷。MR 測溫作為一種無創性測溫技術在治療過程中的應用已得到業界認可并在多種熱成像領域體現出極高的有效性與安全性。目前，MR 測溫技術是以溫度敏感的MR 參數為基礎設計，常用的熱敏參數有T1/T2 弛豫時間、擴散系數（diffusion coefficient，D）、質子共振頻率（proton resonance frequency，PRF）及磁化傳遞（magnetization transfer）等。以PRF 為基礎的測溫技術提供相對溫度變化，可兼容各場強核磁體系，測溫范圍寬、溫度敏感且不依賴組織T1/T2 數據，具有較高的發展潛力。但PRF 技術也存在一些不足，易受組織運動、組織敏感度變化、磁場漂移和消融針偽影的干擾［30］。

近年來，不少研究者為優化測溫監控提出一系列解決方案［31-34］。Chen 等［33］提出0.35T 開放式MR下熱成像采用一階多項式擬合法進行相位漂移校正的可行性。Gorny 等［34］于1.5T MR 下應用PRF 測溫法進行肝腫瘤MVA 的溫度監控，提出對操作流程以及設備進行合理調整可以優化成像質量、提高測溫精度。對現有技術進行優化也不失為一種好的解決方案。除無創測溫技術，溫度敏感對比劑為基礎的有創測溫技術也正在發展。

MR 引導下診療設備需具備核磁兼容性，一般的操作器械會受到限制，開放式MR 僅限于部分醫療中心。隨著國內外對MR 介入微創診療方面深入研究，通過現有核磁序列改進、操作流程及器械設備優化，MRI 指導經皮穿刺活檢、消融將更加精準。未來，MR 軟硬件的更新換代、核磁兼容系統的研發，MR 導向肝腫瘤熱消融的春天定會到來。