MRI引导下经皮肝脏肿瘤冷冻消融治疗初步经验总结2

1 Radiology 2000 217 657 664 MRI引导下经皮肝脏肿瘤冷冻消融治疗 初步经验总结引导下经皮肝脏肿瘤冷冻消融治疗 初步经验总结 Stuart G Silverman MD Kemal Tuncali MD Douglass F Adams MD Eric vanSonnenberg MD Kelly H Zou PhD Daniel F Kacher MS Paul R Morrison MS Ferenc A Jolesz MD Brigham and Women s Hospital of Harvard Medical School 75 Francis St Boston MA 02115 关键字 关键字 冷冻治疗 肝脏肿瘤 治疗 核磁共振成像 引导 缩缩 写 写 ALT 丙氨酸转氨酶 AST 天门冬胺酸转氨酶 目目 的 的 描述在MRI进监视下 采用经皮方法进行肝脏肿瘤冷冻消融治疗 以评估此方法的可行性 疗效和安全性 材料和方法 材料和方法 在12个病人中 有15个肝肿瘤 平均直径2 9cm 作了治疗 总共18次冷冻消融治疗 15个肝肿瘤中 有14个是转移性肝肿瘤 一个是肝血管瘤 所有的肿瘤都经过活捡证实 采用0 5 T 开放式MRI系统 冷冻 探针通过实时监视被置于消融病灶中 评估其临床体症 症状和实验室检验结果 并对手术期间冰球的MRI 显示图象 与冷冻消融治疗后24小时所获得的冷冻性坏死性组织MRI增强图象作对比和基本评估 结结 果 果 MRI引导下经皮穿刺冷冻消融治疗没有引起严重的并发症 也没有血清肝酶 如肌酸酐酶 肌红蛋白酶水平 临床上重要的改变 手术期间MRI显示冰球扩展并包裹整个肿瘤 包裹肿瘤的冰球在MRI图象中呈现边缘清 晰的信号暗区 使用一个冷冻探针形成最大的冰球尺寸为 4 9 x 2 2 x 2 2 cm 使用3个冷冻探针形成的冰球 最大尺寸为6 0 x 5 6 x 4 9 cm 手术期间冰球MRI图象显示区与术后冷冻性肿瘤组织坏死区域 评估认为密 切相关 术后24小时随访发现有2个肿瘤发生100 的坏死 有8个肿瘤发生75 99 的坏死 一个肿瘤发生50 74 的坏死 一个肿瘤发生25 49 的坏死 有三个肿瘤坏死发生范围小于25 结结 论 论 MRI引导下经皮穿刺的肝脏肿瘤冷冻消融治疗是可行和安全的 MRI能够在手术期间引导冷冻消融治疗 以及 用于评估冷冻消融治疗的效果 近些年来 采用影像监视引导下的经皮穿刺肝脏肿瘤消融治疗引起人们极大的关注和兴趣 消融 治疗主要包括 酒精注射 间隙激光和射频电凝疗法 1 研究者通过初步的临床试验 1 已经证实 在 经过选择的病人中 通过经皮消融疗法进行对肿瘤的消融治疗是可行 安全和有效的 采用冷冻消融治疗进行对肿瘤组织的就地冷冻 已被成功地用于原发和继发性肝脏恶性肿瘤的外 科手术 2 通过开放式外科途径采用超声成像引导冷冻探针定位和监视冰球形成 对不能进行手术切 除的原发性和继发性肝脏恶性肿瘤进行冷冻治疗至今也有超过十年的历史了 2 虽然对延长存活的时 间还存有分歧 但当冷冻消融治疗的冰球完全吞食肿瘤 并超越肿瘤边缘至适当空间时 治疗的肿瘤 即被完全消融 且不管这些 就我们所知由于对经皮置入大的冷冻探针被认为存有一定的危险 因此 在冷冻消融治疗中 临床上还没有采用经皮的方法进行对肝脏和深部组织的治疗报导 1 开放手术中 对肝脏肿瘤冷冻消融治疗的超声监视是一个发展 超声图象能实时显示冷冻的效果 和精确呈现冷冻消融形成的坏死区 3 可是 由于超声监视中在冰球近侧边缘后的阴影 造成超声无 法观察到整个冰球图象 其结果是无法评估冰球对病灶的覆盖状况 与此不同 动物模型的试验证实 2 MRI能够显示完整的冰球 4 8 如同超声所显示的那样 MRI显示由冷冻消融所产生的病灶 此后通称 冷冻病灶 能够用于精确预知接近坏死组织近侧以外的1 5mm的边界 但与超声不同的是MRI不 产生阴影伪差 并因此能够显示由冷冻所产生的冰球完整图象 6 7 9 10 此外 MRI还可考虑用于告示冰 球内部的温度分布状态 这个优点能够增加监视冰球成长的精确度和冷冻治疗的效果 但迄今存在几个障碍 包括开放式MRI系统利用率低下和缺乏与MRI兼容的冷冻探针 这些阻碍了 采用MRI来监视冷冻治疗 而最近的技术发展允许我们使用小的 针状的探针进行经皮穿刺的冷冻治 疗 因此开放式的MRI系统极大地方便了探针的精确定位和对冷冻治疗过程的监视 由此确立了经皮 肝脏肿瘤冷冻消融治疗的可行性和疗效基础 减少了经皮穿刺方法的并发症 和突显MRI显示冷冻病 灶的优势 为此 我们探索去发展这种在MRI引导下经皮进行冷冻消融治疗的方法 本研究的目的就 是通过我们的研究去描述这个方法 评估它在肝脏肿瘤治疗中的可行性和安全性 材料和方法材料和方法 介入性介入性 MRI 系统系统 通过采用 0 5 T 开放式MRI系统 Signa SP GE Medical Systems Milwaukee Wis 12 对冷冻 治疗的冷冻探针进行经皮刺入引导和监视 这个开放式结构允许使用于广泛的介入治疗领域 手术中 采用的柔性镀锡面层的功能主要用于对射频的转输和吸收 这些镀锡面层作用于皮肤表面 跨越过病 人的肝脏 作为常规 0 5 T 开放式MRI系统采用两种标准的方式交替扫描显像 在采用标准方式时 横断面 矢状的 冠状面 以及根据病例实际需要选择获得倾斜或双倍倾斜的MRI图象 在采用交互 方式中 放射医师选择和控制成像位置 以及成像的切面方向定位 而这些都取决于所掌持的探针的 位置 13 并使用光学跟踪系统选择图象切面 虽然任何图象切面都能够被选择 但总的来说切面选择 主要考虑探针采用的位置 这些切面包括与探针的正交和平行两种图像 在成像期间 MRI装置内部 的监视器给放射医师提供探针位置及它与目标组织有关的 持续更新的图象资料 介入性MRI装置也包含与MRI兼容的麻醉系统 Narkomed North American Drager Telford Pa 与MRI兼容的脉冲式血氧监护仪 无创血压监护仪 通道式二氧化碳监护仪以及一个心电图监护仪 Datascope MR Monitor Datascope Paramus NJ 冷冻治疗系统冷冻治疗系统 冷冻治疗装置采用美国 FDA 批准的 Cryo Hit 冷冻系统 Cryohit Galil Medical Yokneam Israel 作经皮冷冻治疗 此系统由计算机工作站 气体量表 气体供应系统和附件组成 附件包括尖 针状冷冻探针 温度传感器和远距离控制装置 它使用高压制冷气体 氩气 argon 高压氩气通过 Joule Thomson 14 效应在探针顶端内部转变成非常冷的低压气流 它可以使探针顶端 3 4cm 处的 温度降到 185 C 当探针内通入的高压氦气 helium 并在探针顶端内部转变成低压温暖的气流时 已被冷冻的组织解冻 氩氦冷冻系统装置主机与MRI系统不兼容 因此必需安装在MRI装置室以外的相 邻房间 虽然气体能够直接流经探针 但在我们的系统中气流是通入穿过MRI房间墙壁面板 流经排 3 列在地板下的小管道 并从介入性MRI侧面接出来 气体通过生物相容性和MRI兼容性冷冻探针 直径范围 2 1 2 4mm 长度范围 16 20 cm 探 针顶端为针状 外部直径大约13 14 标准量度 gauge 每个探针具有相近的同一性能特征 冷冻 探针按置入套管技术设计 图图1 a MRI兼容的直径 2 2 mm 长度 16 cm 的冷冻探针 这是专门为MRI 引导下的经皮穿刺冷冻治疗设计 右上插图是冷冻探针顶端放大图 b 在8盎司水的试管中制冷15分钟后形成的冰球 横向直接 3 25 cm 每个冷冻探针 以后称为 冷冻针 顶端内部装有在冷冻和解冻时监测探针顶端温度的热电耦 计算机界面可显示探针顶端温度 可在手术前 和手术中输入设定的温度 冷 热交换只发生在冷冻 针顶端4cm长的部位 多个冷冻针能够在同一 或不同位置被同时地使用 且又可独立地制冷或制热 病人选择和准备病人选择和准备 通过我们受捡者委员会批准的规定 这个研究所规定病人的标准是活捡证实为肝脏恶性肿瘤 或 者通过超声 CT MRI被高度怀疑为原发性或转移性的肝脏肿瘤 虽然没有限定这些病人在检查中所 发现的肝脏病灶的数量 但只有肿瘤直径为5cm 或小于5cm 的才能判定为合格的病人 所有被选择的病人都经过MRI扫描测定肝脏肿瘤的大小和数量 人选的病人没有肝脏以外的疾病 而且限于技术或医学上认为不适宜 或拒绝进行外科手术的病人 病人需已经完成化疗 其血液动力 学稳定 以及有正常的 或能够纠正的凝血参数 没有MRI检查的禁忌症以及没有活动性缺血性心脏 病史 活动性缺血性心脏病的定义是新近的心肌梗塞 新近的心绞痛 或心电图缺血性改变 这个标 准是需要的 因为对S T段和T波在MRI成像时无法监护 在术中无法监视隐匿性心肌缺血的发生 15 16 4 研究程序启动后通告送达相关的普通外科 肿瘤内科和腹部放射科医师 在12个月中有37个病人 进入MRI引导下经皮冷冻消融治疗候选病人组 这些病人中有25个病人被排除 被排除的25个病人中 11个病人的肿瘤大于5cm 9个病人肿瘤数量超过4个 在提交内科医师作系统的治疗讨论后又有5个病 人首选其它不同的治疗 37个病人中最终入选12个 所有病人均填写了告知同意书 术前评估包括咨询介入放射医师 根 据计划和手术步骤对开放式MRI系统进行程序上的检查 以及咨询麻醉医师等 术前实验室检查包括 凝血酶原和部分促凝血酶原激酶时间 白血球和血小板计数 以及血球容积 血清肌酐 门冬氨酸氨 基移换酶 AST 丙氨酸转氨酶 ALT 及肌红蛋白水平测定 手术过程手术过程 在12个病人的15个肿瘤所进行的16次治疗过程中 总计进行了18次冷冻消融治疗 见表1 表1 肝脏肿瘤在MRI引导下经皮消融治疗 病人组和治疗特征 肿肿 瘤瘤 病人编号病人编号手术次数手术次数肿瘤编号肿瘤编号 冷冻消融冷冻消融 编号编号 病病 人人 年龄年龄 性别性别 肿瘤类型肿瘤类型 位位 置置 Couinaud 节段节段 最大直径最大直径 cm 111151 F结肠直肠癌83 6 222259 F平滑肌肉瘤4a2 5 3334a1 3 444b1 3 345554 M胃肠的基质肉瘤4a4 7 456652 F结肠直肠癌23 3 6 6 6 73 3 7862 0 578958 M食道癌74 3 6891081 M结肠直肠癌74 2 9 9 112 1 710101243 F血管瘤52 5 811111354 F结肠直肠癌75 0 12 11 144 0 913121575 F胃肠的基质肉瘤51 5 1014131638 F胃肠的类癌瘤72 5 1115141767 F腺癌 原发不明72 3 5 1216151848 F结肠直肠癌4a2 4 冷冻消融定义为手术期间对肿瘤的冷冻 在3个病人中 一个肿瘤被肿瘤二次 冷冻消融定义为手术期间对肿瘤的冷冻 最大的肿瘤体积为 5 0 x 4 7 x 4 5 cm 最小的肿瘤体积 为1 3 x 1 1 x 1 0 cm 11个肿瘤位于肝表面的肿瘤小于1cm 其中包括4个邻近横隔膜和2个邻近右肾 的小于1 cm的肿瘤 除1个肿瘤以外所有的肿瘤均为转移性 这个非转移性肿瘤病人是最近从其它医院 作腹部脂肪肉瘤切除后介绍过来的 这病人MRI检查怀疑移性性肝转肿瘤 以及肿瘤活捡报告为转移 性脂肪肉瘤 按照我们的规定 进行相同的活捡和治疗 在治疗后我们的活捡确诊为肝血管瘤 手术在全麻下进行 为预防感染 每8小时经静脉给1克头孢霉素纳 Ancef SmithKline Beecham Pharmaceuticals Philadelphia Pa 共24小时 为预防可能发生肌红蛋白尿导致肾脏损害 手术开 始时病人接受每公斤体重0 3克D 甘露醇 Mannitol Abbott Laboratories North Chicago Ill 静脉给药 同时给予加入3安瓿 50 mEq 每安瓿 碳酸氢钠的5 葡萄糖水 D5W Abbott Laboratories 每小时 静脉输入150mL 共24小时 17 在肝脏肿瘤冷冻手术期间 与此类似的护理 如使用安装在MRI室外 带有空气温暖泵的病人保温系统 Bair Hugger Augustine Medical Eden Prairie Minn 通过与MRI 兼容的管道向介入MRI室内输入温暖的空气以维持病人体温在35 37 C之间 病人的体温通过手持式 红外线鼓膜体温计 Ligh Touch LTX Exergen Watertown Mass 进行监护 采用MRI引导下的无架定向技术步骤 将一个与MRI兼容的18号规格的针 E Z Em Westbury NY 插入目标病灶 用MRI对针作三维定位 通过与MRI兼容 并与18号针同轴的20 22号针 E Z Em 获 得目标肿瘤的活捡组织 采用套管针技术将冷冻针平行插入用作参照的活捡针前后位 或左右 此 外 当肿瘤治疗需要时可用多个冷冻针 我们多到3个 在16个肿瘤所总计进行的18次消融治疗中 我们采用冷冻 解冻两次循环 15分钟冷冻 10分钟解冻 在同一次手术期间 有2个病灶采用一次 冷冻 解冻循环治疗 冷冻时 冷冻针顶端温度达到 140 至 160 C 的最低点 冷冻进行时 每间隔1 3分钟作一次MRI成像扫描 每次至少采用两种切面以监视冷冻冰球的形成 扩大直至覆盖 吞食整个肿瘤 在8次消融治疗中 MRI依次采用 T1 加权快速旋转 回波 400 750 18 22 循环时间毫秒 回声时间毫秒 回波序列长度 4 层厚 8mm 视野 26 32cm 在一次消融治疗中 旋转 回波 300 12 切面厚度 8 mm 视野 26 cm 在3次冷冻消融治疗 中 T1 加权快速旋转 回波 2 100 3 500 88 回声序列长度 8 层厚 5 mm 视野 28 32 cm 以及在6次冷冻治疗中 残缺 spoiled 倾斜 回波 17 51 4 8 10 0 转角 60 层厚 5 8 mm 视野 26 32 cm 影像学和实验室评价影像学和实验室评价 手术结束时 获得通过肝脏的横向的T1 加权快速旋转 回波 3 000 5 000 92 回波序列长度 8 层厚 10 mm 视野 28 32 cm 图象 病人在康复病房里监护2个小时 其后24小时须确认其 6 无任何问题 在术后6 12 24小时 以及1周期间 对他们进行观察 监护和血液检查 通过这些检 查获得白血球 血小板计数 血清 血球容量计数 AST ALT 肌酸酐和肌红蛋白水平等实验室数据 在第6小时获得血清凝血酶原 和局部的促凝血酶原激酶时间实验室检查数据 在第24小时进行常规的1 5 TMRI成像检查 以判断其并发症和判定冷冻坏死的程度 图像组成主 要有横向的T1 加权快速旋转 回波 600 14 切面厚度 4 mm 视野 34 cm 横向的T2 加权 快速旋转 回波 5 100 100 回波序列长度 12 层厚 4 mm 视野 30 cm 和横向快速 多平 面 残缺 spoiled 倾斜 回波 285 1 6 转角 75 层厚 5 mm 视野 34 cm 带脂肪抑制 成像检查时静脉注射20mL 钆喷酸二甲基葡胺 Magnevist Berlex Laboratories Wayne NJ 图图2 对一个患有肠胃基质肉瘤肝脏转移的75岁女病人进行MRI引导下的经皮冷冻治疗 a d 术中T2 加权快速旋转 回波 2 100 88 序列长度 8 层厚 5 mm 间隔 1 mm 视野 32 cm 切面数量 7 采集时间 72 秒 图象显示 a 3个冷冻探针中的1个 实心箭头所指 邻近的肿瘤 空心箭头所指 b c 接近信号暗区的冰 球 三角箭头所指 吞食了肿瘤 和 d 由冷冻消融术后快速引起的水肿 实心箭头所指 清楚显示留存的 肿瘤 开放式箭头所指 7 对手术时MRI检查所得的冰球图象与手术后MRI检查所得的冷冻坏死区图象进行比较 这个新 与 治疗前所作的MRI图象显示比较 的区域定义为增强减少 将手术期间MRI所获得的每个冰球体积和位 置 与它们在手术后24小时通过1 5 T MRI常规检查所获得的MRI图象中相对应的增强减少的阴影区域 体积和位置作比较 对每个区域体积由同一个作者 K T 通过采用椭圆体的体积公式 4 3 p r1 r2 r3 来测量三个截面最大直径 在这里r1 r2 r3 是最大直径除以 2 r3 是最大长度被2相除 对每组平 均体积进行二侧配对 t 试验研究 根据规定通过在术后第3个月进行常规的1 5 T MRI随访 并与24小 时所获得的1 5 T MRI图象进行对比以进一步测评冷冻消融效果 结结 果果 在MRI引导下进行的经皮穿刺冷冻消融治疗没有严重的并发症 有2个病人分别在右侧门静脉分支 中观察到各发生一次无症状 小的肝内血肿和血栓 在一个病人中 出现没有任何症状和体症的出血 性血细胞容量水平减少 从 34 基线 降到 27 术后24小时 此病人接受一个单位的输血 术后1 周其血细胞容量水平回复到基线 所有的病人都很好忍受了冷冻消融手术 12个病人中的10个病人在手术后一天出院 另2个病人手 术后二天出院 10个病人没有感到有疼痛或右上腹不适 在恢复病房内 2个病人诉说有中等至重度的 右上腹疼痛 此疼痛在服用镇静剂后1 2 小时内消失 1个病人诉说有轻度 能忍受的恶心 这个恶心 没有经过处理自行消失 在所有的病人中 血清肌酐水平 凝血酶原 部分的促凝血酶原激酶时间没有变化 血清 ALT AST和白血球计数仅仅出现轻微 短暂的增加 血清肌红蛋白水平在术后二天有轻徽地增加 短 暂地升到 151 和257 正常范围为 0 100 mg L 在所有的病人中观察到血细胞容量水平有短暂 轻微的减少 但是均无出血的体症或症状 这里所提到的所有数值 在术后1周全部正常 与术前相比 血小板计数存在一个下降的趋向 但均在正常范围 8 图图3 对一个患有结直肠癌肝脏转移的54岁女病人进行MRI引导下的经皮穿刺冷冻治疗 术中冠状快速残缺性倾斜 回 波成像 51 9 9 转角 60 层厚 5 mm 间隔 1 mm 视野 30 cm 切面数量 10 采集时间 35秒 显示在肿瘤下半区 开放式箭头所指 的冷冻探针 实心箭头所指 左图 第一次冷冻期间 中左图 最大 尺寸的冰球 实心三角形箭头所指 第一次解冻时MRI成像图 中右图 以及在第二次冷冻形成最大尺寸的 冰球 右图 一个病人在肝的节段4的 2 4cm 肿瘤病灶在治疗后由于疼痛 发生轻微的无症状性胆红素血症的 情况 术后超声检查显示 没有发现胆管扩张 或胆质瘤 这个情况被认为是由于药物诱发 导致胆 汁郁积 它可能由于麻醉所至 术后一周 1个病人出现短暂性低热 没有病人报告与手术相关的不适 症状 所有的病人出院后几天内都恢复了他们平常的日常活动 包括工作 在MRI快速旋转 回波 旋转 回波和倾斜 回波成像的图象中可以看到边缘锐利的泪珠状 椭 圆体冰球信号缺失区域 图2 手术中的MRI证实冰球桌有成效地 逐步地 吞噬 肿瘤 图2 当使用一个冷冻探针时 冰球 最大尺寸为4 9 x 2 2 x 2 2 cm 当使用三个冷冻探针时 冰球直径为6 0 x 5 6 x 4 9 cm 图3 表 2 表2 肿瘤大小与冰球大小 以及所使用的探针号对照比较表 冷冻消融手术编号冷冻消融手术编号使用的探针数量使用的探针数量 肿瘤大小肿瘤大小 cm 最大冰球大小最大冰球大小 cm 123 6 x 3 6 x 3 62 1 x 2 1 x 4 1 212 5 x 2 1 x 1 82 2 x 2 1 x 4 7 311 3 x 1 1 x 1 02 0 x 1 9 x 4 4 411 3 x 1 2 x 1 11 4 x 1 3 x 5 2 524 7 x 4 7 x 4 74 5 x 4 5 x 4 6 613 6 x 3 6 x 2 52 2 x 2 2 x 4 9 723 3 x 3 2 x 2 34 0 x 3 0 x 4 5 822 0 x 1 9 x 1 72 5 x 2 5 x 6 2 934 3 x 4 2 x 3 85 0 x 4 6 x 5 2 1034 2 x 4 1 x 3 62 8 x 2 6 x 5 0 1132 1 x 2 0 x 1 23 3 x 3 2 x 5 1 1232 5 x 2 5 x 1 94 0 x 3 5 x 8 0 1335 0 x 4 7 x 4 54 8 x 4 7 x 5 7 1434 0 x 3 5 x 2 44 9 x 5 6 x 6 0 1531 5 x 1 5 x 1 53 8 x 3 7 x 7 0 1622 5 x 1 5 x 1 03 3 x 3 2 x 6 7 9 1732 3 x 2 3 x 2 15 1 x 4 4 x 6 4 1832 4 x 2 1 x 2 14 4 x 4 1 x 5 1 注意 肿瘤大小代表对术前所有MRI三维图象中测得的肿瘤最大直径 冰球大小代表对术中的MR图象中最大冰球测得的二个最大短轴直径和一个长轴直径 作为治疗的进一步拓展 为达到较大体积的冰球 我们对每次冷冻消融使用了更多的冷冻针 表 2 术中冰球位置的MRI图象与术后冷冻坏死区域的MRI图象评估二者密切相关 冷冻坏死区在术后 24小时所进行增强对比中MRI图象显示增强减少 图4 术中冰球体积的平均值 与术后冷冻坏死体积无明显的差异 P 5 86 表3 图图4 对一个患有结直肠癌肝脏转移的52岁女病人进行MRI引导下的经皮穿刺冷冻治疗 上左图 静脉钆造影剂注射对 比处理后 术中横向 1 5 T 脂肪抑制 快速多面捕捉性倾斜 回声 285 1 6 成像在第6界段显示转移性增强 边缘 开放式箭头所指 上右图 术中横向T1 加权快速回声 617 19 回声串列长度 4 切面厚度 8 mm 间隔 2 mm 视野 32 cm 切面数量 4 采集时间 53 秒 成像显示覆盖肿瘤的冰球 实心三角形 箭头所指 下图 术后横向 1 5 T 脂肪抑制 快速多面捕捉性倾斜 回声 285 1 6 成像时所获得的静脉钆 10 造影剂注射对比处理前 左 后 右 图象 显示冷冻病灶的增强边缘 下右图箭头所指 提示与术中图象 中的冰球密切相关 采用MRI增强对比评价术后24小时肿瘤坏死的范围 15个经过治疗的肿瘤中 有2个肿瘤发生100 的 坏死 有8个肿瘤发生75 99 的坏死 一个肿瘤发生50 74 的坏死 一个肿瘤发生 25 49 的坏死 有三个肿瘤坏死发生范围小于25 在全部15个肿瘤病灶中有3个月可被利用的MRI随访资料 13个显示疾病稳定 或肿瘤缩小 其它 2个显示疾病在进展 表3 术中冰球体积与术后24小时冷冻坏死体积比较 冷冻消融手术编号冷冻消融手术编号 最大冰球体积最大冰球体积 cm3 24小时后冷冻坏死体积小时后冷冻坏死体积 cm3 19 56 6 211 414 7 38 813 3 45 04 1 548 849 8 612 412 2 728 336 1 820 315 5 962 681 1 1019 119 0 1128 228 5 1258 660 1 1367 365 9 1486 169 2 1551 548 8 1637 047 9 1775 171 9 1848 139 2 Mean37 738 0 注意 体积是通过使用椭圆体的体积公式计算出来的 P 86 二侧配对t 试验研究 11 讨讨 论论 虽然冷冻消融治疗已被公认对治疗恶性肝脏肿瘤是一种有效的消融手段和方法 只需要备有合适 的冷冻针它甚至被认为是 外科的唯一 选项 2 同样冷冻治疗的并发症也需要有外科的指导和监护 例如 外科医生已经报导在冰球涉及肝脏表面时 有超过一半的病例会发生肝脏包膜的破裂和出血 2 这个破裂现象是能够通过外科手术被控制 但是在某些病例中 也可能因为术后导致严重出血而需立 即重新进行腹部手术 因此我们更提倡术中的谨慎处理 远好于术后的弥补 18 19 我们的经验提示 肝脏肿瘤MRI引导下的经皮冷冻治疗是可行的和安全的 在我们技术中所作的第一个创新是 对相当大的 深部肝脏肿瘤的冷冻治疗 可以采用小的冷冻 针通过经皮途径穿刺抵达肿瘤内部进行 目前 在病人 21 22 身上采用超声 US 成像监视下的 和 在猪 22 的动物模型上采用CT 成像监视下的经皮冷冻治疗初步经验已有报导 在后一报导中冷冻针的 放置采用Seldinger 技术 这在前列腺和肝脏治疗的冷冻手术中也同样被采用 而我们的探针则对带套 管针放置的技术进行特殊处理 它不需要鞘套 导引钢丝或扩张管 我们使用的冷冻探针是小的 以 至于可将他们如同针一样直接采用刺入的方法放置 因此 我们称这个器械为 冷冻针 尽管在外 科的报导中 2 18 19 提出了对出血的关注 但在我们的技术中没有发生严重的出血 我们的经验包括对 多个超越血管的恶性肿瘤病人 和一个肝血管瘤病人的冷冻消融治疗 所发生的能局限的小血肿可能 与冷冻消融治疗无关 却很可能是多个探针抵达目标通过时造成的通道性损伤 12 图图5 对一个患有结直肠癌肝脏转移的81岁男病人进行MRI引导下的经皮穿刺冷冻治疗 术中矢状面快速 捕捉性倾斜 回波 51 10 转角 60 层厚 8 mm 间隔 2 mm 视野 26 cm 切面数量 6 采集时间 21秒 成 像 显示 上左图 在肿瘤 开放式箭头所指 下半区的一个探针 实心箭头所指 上右图 下左图 冰球 三角形箭头所指 覆盖肿瘤和邻近的横隔膜 以及在邻近的肺底部 下右图 出现少量的肺不张或水肿 箭头 所指 在第二天现实 没有观察到冷冻手术的肾脏并发症 2 尽管我们已术前对肾脏的采取了预防性的治疗措施 但并 没有发生肌红蛋白尿 或血清肌血球素水平升高情况 在一个病人中出现轻度的血清肌血球素水平 可能是由于邻近横隔膜的冷冻引起的 图5 如前所述 我们的手术是安全的 但有许多报导提到由体 积大的肿瘤 或多发性肿瘤冷冻手术所引起的并发症 我们认为在我们的系列病人中没有产生并发症 的其中部分原因 可能是由于病人的肿瘤相对较小 在我们的所有病人中白血清计数 ALT和AST水平有轻微增加 一个病人出现发热 大概与组织 坏死有关 这些现象都是短暂的 无临床意义 术后的水化作用可能会引起短暂的血细胞容量减少 但总体来说治疗能够很好忍受 术后恢复令人满意和迅速 治疗后1 2天内病人就能回到他们平常的 日常活动和工作中去 在我们的技术中第二个主要的创新是 采用开放式结构的MRI系统进行探针引导和热监视 通过 采用带有完整引导装置 开放式结构的MRI系统 冷冻治疗的全部过程能在同一个装置内进行 远胜 于先在超声 或CT引导下进行冷冻针放置 然后再将病人送入MRI系统进行监视 与MRI兼容的冷冻 针在整个手术过程中始终被很好地监视 此外采用MRI作引导的优势还在于在冷冻治疗期间根据MRI图 象提示结果能够重新配置冷冻针 MRI引导和监视还可以直接观察冰球的形成 扩展以及与肿瘤的关 系 如有需要还可以及时调整冷冻针位置 关于热监视 在动物模型 4 8 中MRI显示完整的冰球 当 MRI采用T1 或T2 加权成像时 结冰的短的T2 松弛时间产生冷冻病灶或冰球极好的图象 描绘了冰球 的信号暗区 4 8 通过使用不同的脉冲顺序 无论是在多切面 还是在三维状态下都在冰球与肿瘤之间 形成了极好的反差对比 多维图象允许精确显示冰球 以及冰球与治疗肿瘤之间的相互关系 4 8 虽然使用T2 加权序列增加了明亮的肿瘤和暗的冰球之间的对比度 图2 肿瘤病灶与背景的对 比十分明显 以至允许T1 加权的旋转 回波 或快速的捕捉性倾斜 回波 在极短的采集时间就能 获得清晰的MRI图象 术中T2 加权MRI图象直接 快速地显示目标治疗组织的体积 它被显示为一 个高强度信号区 图2d 这个信号强度可能是由于毛细管的破裂 和 或由于冰球解冻所导致的细胞外 水的增加 引发冷冻区组织水肿引起 如果T2 的值是十分高 即使发生这种情况治疗区的边缘还是能 够被判定 肿瘤同样可以被看到 与动物研究的结果一致 8 术中显示的冰球与术后的坏死区域评估密切相关 冷冻治疗前后24小 时MRI或CT监视 使肉眼能直径观察到消融改变从而能排除了危险的发生 这点很重要 在超声US和 CT图象引导下进行酒精注射消融 射频消融和间隙激光消融治疗 其组织改变的显示受到限制和不确 定 因此无法精确地反映坏死区 23 在我们系列病人中 术中精确所显示消融改变的MRI图象在24小 时均能观察到 13 CT已被建议作为引导经皮冷冻治疗的方法 22 24 可CT扫描所显示的冰球边缘 是低 衰减区 它无法与许多亚衰减区肿瘤予以区别 因此在术中CT成像用以判定冰球覆盖肿瘤病灶比较困难 此外 CT评估受到横向切面的限制 而且也必需考虑CT扫描的辐射剂量阻止对其进行任何实时 或半实时作 出冰球肿瘤覆盖的判断 诚然 在我们目前所采用的技术方法中也有它的缺点 例如全身麻醉可能是其中之一 我们采用 全身麻醉有考虑二个主要的原因 一 在新技术的发展早期经常需要较长的手术时间 我们的手术过 程 包括病人在手术室内的全部时间 最终需要3 6个小时 在病人有知觉情况下要保持镇静 这个 时间太长 二 每次成像时平均需屏住呼吸60秒时间 这对于许多病人有困难 特别在重复进行时 当然 当成像和手术时间明显减少时 我们准备采用在病人清醒状态的静脉镇静法 我们的最终目的 是支持将冷冻治疗作为门诊手术来进行 如上所述 在个别病人中我们没有达到对肿瘤的完全消融切除 虽然我们试图去完全彻底地治疗 所有的肿瘤 但我们对首次设法证明经皮冷冻治疗是可行和安全的临床治疗过于谨慎 以使我们更多 趋向技术上的完美 作为研究发展 对每个肿瘤使用多个冷冻针可以提供更好的病灶覆盖率 进而达 到完全治疗 表2 最后最后 本文对肝脏肿瘤的冷冻消融治疗的方法已作了详细描述 对MRI引导下肝肿瘤经皮冷冻消 融治疗的基本原理在此作个总结 冷冻是一种能够被MRI很好实施监控 有效的消融技术 冷冻与热 疗不同 冷冻消融后坏死组织的边缘明确而又锐利 而且MRI显示的治疗区与坏死区密切相关 MRI与 超声相同的是实时和多切面 但与超声不同的是 MRI能够显示全部和完整的冰球 以及冰球周围组织 结构 在手术期间还能区分冰球与肿瘤 我们已经证实了经皮肝脏肿瘤的冷冻消融治疗是可行的和安 全的 而且MRI能够在术中用于清楚显示冷冻冰球 边缘清晰的信号暗区 因此能够清楚分辩已经或 正在治疗的肿瘤 与未曾治疗的肿瘤之间的界限 24小时MRI随访对冷冻消融坏死评估也证实了组织 坏死区与信号暗区密切相关 虽然 对这个方法还需要完善和作进一步的评价 但MRI引导下的经皮 冷冻消融治疗是一种具有明显优势 可行的疗法 为发展对肿瘤消融治疗的应用放射学又增加一个内 容 鸣鸣 谢谢 我们感谢 Robert T Osteen MD Samuel Singer MD and Edward E Whang MD 为我们推荐 病人并提供外科咨询 感谢 Donna L Vega 协助准备原稿 Sridhar Shankar MD 收集资料和搜索 文献 感谢麻醉科在研究过程所提供的帮助 参考文献参考文献 14 1 Tucker DeSanctis J Goldberg SN Mueller PR Percutaneous treatment of hepatic neoplasms a review of current techniques Cardiovasc Intervent Radiol 1998 21 273 296 2 Seifert JK Junginger T Morris DL A collective review of the world literature on hepatic cryotherapy J R Coll Surg Edinb 1998 43 141 154 3 Weber SM Lee FT Warner TF Chosy SG Mahvi DM Hepatic cryoablation US monitoring of extent of necrosis in normal pig liver Radiology 1998 207 73 77 4 Matsumoto R Oshio K Jolesz FA Monitoring of laser and freezing induced ablation in the liver with T1 weighted MR imaging J Magn Reson Imaging 1992 2 555 562 5 Matsumoto R Selig AM Colucci VM Jolesz FA MR monitoring during cryotherapy in the liver predictability of histologic outcome J Magn Reson Imaging 1993 3 770 776 6 Pease GR Wong ST Roos MS Rubinsky B MR image guided control of 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