CT多平面重建技術(shù)在肺癌氬氦冷凍消融治療中的價(jià)值

張?jiān)漆?蔡迎玖 陳田子 董建林 高小俊 張彥偉 白芳

原發(fā)性肺癌是我國(guó)最常見(jiàn)惡性腫瘤之一，其發(fā)病率分別位列男性惡性腫瘤的第1位和女性第2位［1］。手術(shù)是其首選有效治療手段，但是有約57%患者初診時(shí)因已經(jīng)發(fā)生了遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移而失去手術(shù)機(jī)會(huì)，臨床上借助物理消融（氬氦冷凍、射頻、微波）、化療、放療、靶向藥物等綜合治療手段來(lái)改善患者的生存質(zhì)量、增加生存獲益［2-4］。多排螺旋CT引導(dǎo)是肺癌穿刺活檢或消融治療時(shí)首選引導(dǎo)工具，但不同成像技術(shù)所提供的信息量不一、成像質(zhì)量存在較大差異，也會(huì)直接影響到術(shù)者的操作精度、效率以及圍術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率與遠(yuǎn)期獲益［3，5-6］。本研究旨在比較多平面重建（multi-planner reconstruction，MPR）與常規(guī)軸位掃描技術(shù)引導(dǎo)經(jīng)皮穿刺冷凍消融治療肺癌時(shí)各觀察指標(biāo)之間差異，探討其臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 臨床資料 回顧性分析天津中醫(yī)藥大學(xué)附屬武清中醫(yī)院2013年1月至2016年1月收治的不愿或不能手術(shù)切除并成功接受氬氦冷凍消融治療的66例原發(fā)性非小細(xì)胞肺癌患者，所有患者均病理診斷明確，無(wú)穿刺治療禁忌、無(wú)認(rèn)知障礙、無(wú)心肝腎等重要器官功能異常。分兩種引導(dǎo)方式引導(dǎo)術(shù)中穿刺，即常規(guī)軸位掃描引導(dǎo)組（常規(guī)掃描組）31例，MPR引導(dǎo)組（MPR組）35例。腫瘤直徑為2.62～7.92 cm；其中單發(fā)病灶57例、多發(fā)9例；腫瘤分期：T2期9例、T3期57例。常規(guī)掃描組平均年齡為57.8歲，MPR引導(dǎo)組為56.5歲；常規(guī)掃描組：病灶直徑為（5.27±2.65）cm，MPR引導(dǎo)組（5.32±2.59）cm；具體分組及兩組患者基線資料與比較見(jiàn)表1。經(jīng)χ2檢驗(yàn)及t檢驗(yàn)處理（P＞0.05），顯示兩組患者數(shù)據(jù)在基線上具有可比性。

表1 兩組患者一般資料及技術(shù)參數(shù)比較

1.1.2 儀器設(shè)備與掃描參數(shù) CT掃描儀采用64排螺旋CT（美國(guó)GE公司）掃描，掃描參數(shù)：管電壓為120kV，管電流為200 mA，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.355，螺距954：1，F(xiàn)ov32em。常規(guī)軸位引導(dǎo)組掃描層厚5mm；MPR組將原始數(shù)據(jù)傳至ADW4.3工作站進(jìn)行MPR，層厚0.625mm，重建間隔厚度0.625mm，標(biāo)準(zhǔn)算法。單次掃描時(shí)間為6.2～9.7s。

1.2 方法

1.2.1 術(shù)前定位與冷凍標(biāo)準(zhǔn) 兩組患者術(shù)前均常規(guī)行CT平掃定位，確認(rèn)病灶大小、位置以及周?chē)匾Y(jié)構(gòu)解剖關(guān)系，結(jié)合增強(qiáng)CT制定冷凍消融治療計(jì)劃（穿刺進(jìn)針層面、角度和深度、消融區(qū)域、應(yīng)用探針數(shù)量與探針?lè)植荚瓌t等），術(shù)中心電監(jiān)護(hù)監(jiān)測(cè)生命體征變化，局部麻醉下實(shí)施。全部應(yīng)用直徑1.7 mm冷凍消融探針單針或多針組合；消融過(guò)程均進(jìn)行冷凍-復(fù)溫兩個(gè)循環(huán)，冷凍過(guò)程每個(gè)循環(huán)10～15 min、最低溫度-160℃，復(fù)溫時(shí)間過(guò)程2～3 min，溫度在15～20℃即可，消融范圍控制在超過(guò)瘤體邊緣8～10 mm。1）常規(guī)掃描組：按消融計(jì)劃分別進(jìn)針，每次穿刺完成后重復(fù)CT掃描，確認(rèn)進(jìn)針路徑與消融計(jì)劃是否相符，如有明顯偏差時(shí)測(cè)量誤差、及時(shí)進(jìn)行調(diào)整并再次掃描確認(rèn)，記錄穿刺次數(shù)、操作時(shí)間等。布針全部完成后再次掃描、估算消融范圍與消融計(jì)劃是否一致。術(shù)中分別于消融進(jìn)行5、10、15 min進(jìn)行CT平掃，觀察消融范圍是否達(dá)到預(yù)計(jì)消融范圍及是否累及到重要結(jié)構(gòu)，如實(shí)際消融范圍與預(yù)期不符，則適當(dāng)調(diào)整功率或調(diào)整探針位置、補(bǔ)充冷凍以保障盡可能達(dá)到完全性消融。消融結(jié)束、探針撤除完畢再重復(fù)掃描，觀察有無(wú)出血、氣胸，必要時(shí)即刻處理。2）MPR組：本組每次進(jìn)針完畢后，需立即行薄層掃描，然后應(yīng)用CT多平面重建處理軟件，對(duì)薄層連續(xù)的容積數(shù)據(jù)進(jìn)行MPR。分別測(cè)量軸位、矢狀位、冠狀位進(jìn)針誤差并進(jìn)行必要調(diào)整，同樣記錄穿刺次數(shù)、操作時(shí)間等相關(guān)數(shù)據(jù)。布針全部完成后再次掃描、重建圖像，估算消融范圍與消融計(jì)劃是否一致。術(shù)中也分別于消融進(jìn)行5、10、15 min進(jìn)行CT平掃與MPR，多角度觀察冷凍消融范圍是否達(dá)到預(yù)計(jì)范圍及是否累及到重要結(jié)構(gòu)，如有不符及時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。消融結(jié)束、探針撤除完畢再重復(fù)掃描確認(rèn)，觀察有無(wú)出血、氣胸，必要時(shí)即刻處理。

1.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)及參照標(biāo)準(zhǔn) 1）瘤體毀損評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：參考中華放射學(xué)會(huì)介入學(xué)組編寫(xiě)的熱消融治療實(shí)體性腫瘤操作指南的療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［7］：①完全消融（complete ablation，CA）指增強(qiáng)三期CT隨訪，腫瘤所在區(qū)域?yàn)榈兔芏?，腫瘤消融區(qū)未見(jiàn)強(qiáng)化病灶。②不完全消融（incomplete ablation，ICA）指增強(qiáng)三期CT隨訪，腫瘤消融區(qū)可見(jiàn)殘留強(qiáng)化病灶。2）實(shí)體瘤療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：參照修正的RECIST標(biāo)準(zhǔn)［8］：①完全緩解（CR）：所有目標(biāo)病灶完全消失；②部分緩解（PR）：所有可測(cè)量病灶的直徑總和低于基線≥30%；③穩(wěn)定（SD）：基線病灶長(zhǎng)徑總和有縮小但未達(dá)到PR或綜合有增加但未達(dá)到PD；④進(jìn)展（PD）：可測(cè)量目標(biāo)病灶增大20%超過(guò)觀察到的最小總和或出現(xiàn)新病灶。有效率=（CR例數(shù)+PR例數(shù)+SD例數(shù)）/總例數(shù)×100%。

1.2.3 術(shù)后處理及隨訪 術(shù)后重點(diǎn)觀察患者有無(wú)氣胸、血胸發(fā)生，有無(wú)咳嗽、咯血、感染等并發(fā)癥發(fā)生并記錄其嚴(yán)重程度。有出血、氣胸發(fā)生時(shí)，給予止血、對(duì)癥處理；有感染存在時(shí)，輔助抗炎治療控制感染。術(shù)后3周內(nèi)每周復(fù)查血常規(guī)。術(shù)后1、3、6、12個(gè)月時(shí)復(fù)查胸部平掃、增強(qiáng)CT，同時(shí)檢測(cè)血清肺癌標(biāo)記物水平，明確消融區(qū)域腫瘤有無(wú)復(fù)發(fā)、殘留等情況并評(píng)價(jià)療效，如遇特殊情況、隨時(shí)復(fù)查。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。組間比較采用t檢驗(yàn)，率的比較采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組布針數(shù)量相同時(shí)相關(guān)技術(shù)參數(shù)比較

兩組患者根據(jù)術(shù)前制定的冷凍消融計(jì)劃，分別選擇1～4支冷凍探針進(jìn)行消融治療。布針數(shù)量相同時(shí)，常規(guī)掃描組與MPR組所對(duì)應(yīng)的患者例數(shù)及各技術(shù)參數(shù)比較見(jiàn)表2。結(jié)果顯示，MPR組無(wú)論在平均穿刺次數(shù)、穿刺角度差值、穿刺深度差值，還是術(shù)前術(shù)后CT值平均變化值均顯著優(yōu)于常規(guī)掃描組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；但是，在平均操作時(shí)間上，兩組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。穿刺及冷凍過(guò)程中，瘤體與周?chē)Y(jié)構(gòu)關(guān)系顯示及冷凍消融后腫瘤殘存情況顯示，MPR組也顯著優(yōu)于常規(guī)掃描組（圖1～6）。

2.2 兩組患者穿刺出血與氣胸并發(fā)癥發(fā)生率比較

圍術(shù)期常見(jiàn)并發(fā)癥主要為氣胸、出血（表3），對(duì)癥處理后均有效緩解，無(wú)冷凍相關(guān)死亡等嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。兩組穿刺出血的發(fā)生率分別為常規(guī)掃描組13.64%、MPR組1.52%；穿刺氣胸的發(fā)生率分別為19.70%、3.03%。組間比較不同引導(dǎo)方式下氣胸、出血發(fā)生率，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.3 兩組患者術(shù)后1個(gè)月復(fù)查病灶殘留情況比較

術(shù)后1個(gè)月復(fù)查CT可見(jiàn)，兩組患者均有殘留情況發(fā)生（表4），但MPR組的殘留發(fā)生率僅為1.52%，顯著低于常規(guī)引導(dǎo)組。

2.4 兩組術(shù)后12個(gè)月復(fù)查CT冷凍消融治療效果評(píng)價(jià)結(jié)果比較

至隨訪12個(gè)月結(jié)束時(shí)，常規(guī)掃描組總有效率為36.36%，其中CR12例、PR 8例、SD 4例、PD 7例；MPR組總有效率為51.52%，其中CR 19例、PR 9例、SD 6例、PD 1例（表4）。MPR組總有效率顯著高于常規(guī)掃描組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表2 應(yīng)用不同冷凍探針數(shù)量相關(guān)技術(shù)參數(shù)平均值差異比較

圖1 常規(guī)掃描組，冷凍治療前穿刺至腫瘤靶區(qū)，穿刺針與周?chē)Y(jié)構(gòu)分界不清

圖2 常規(guī)掃描組，冷凍治療過(guò)程中不能充分顯示冷凍區(qū)域及其與周?chē)Y(jié)構(gòu)關(guān)系

圖3 常規(guī)掃描組，冷凍治療后隨訪，顯示病灶有明顯殘留

圖4 MPR組，冠狀位顯示穿刺位置居于瘤體正中，位置良好，周?chē)Y(jié)構(gòu)顯示清晰

圖5 MPR組，冠狀位顯示穿刺針組合后位置與瘤體適形度較好，腫瘤靶區(qū)壞死范圍符合治療計(jì)劃

圖6 MPR組，冷凍消融治療后隨訪顯示，腫瘤完全性壞死，與鄰近血管分界清晰

表3 兩組患者穿刺主要并發(fā)癥發(fā)生率比較

表4 兩組患者冷凍效果比較

3 討論

3.1 氬氦冷凍治療原理及優(yōu)勢(shì)

經(jīng)皮穿刺氬氦冷凍消融治療是近年來(lái)在實(shí)體性腫瘤中被廣泛應(yīng)用的新型、綠色的物理治療技術(shù)，具有微創(chuàng)、高效及不良反應(yīng)少、可重復(fù)等諸多優(yōu)點(diǎn)［9-13］。治療原理主要是基于氣體節(jié)流效應(yīng)，借助冷凍探針及常溫循環(huán)高壓氬氣（冷媒）和高壓氦氣（熱媒）實(shí)現(xiàn)組織凍融、滅活的治療過(guò)程［14］。常用的冷凍探針為雙層中空管狀結(jié)構(gòu)，直徑為1.7、2、5 mm等多種規(guī)格；氬氣可在數(shù)十秒內(nèi)使針尖溫度迅速降至-175℃，氦氣可使溫度快速升至45℃。不同組織冷凍過(guò)程略有差異，肺癌治療過(guò)程中一般行冷凍-復(fù)溫兩個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)輸入氬氣持續(xù)冷凍10～15 min，然后停頓3 min再開(kāi)通氦氣，升溫約1 min再次重復(fù)?？焖僦评鋵?dǎo)致細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外快速形成冰晶、快速?gòu)?fù)溫可使局部冷凍組織中心快速升溫，此種快速高效的冷-熱逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致凍融的組織細(xì)胞脫水并繼發(fā)破裂、微血管收縮，引起腫瘤組織缺血壞死并使細(xì)胞內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)的抗原得以釋放入血，進(jìn)一步刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體提高免疫能力［15-17］。

3.2 影響冷凍消融治療獲益的關(guān)鍵因素

引導(dǎo)圖像的質(zhì)量是影響肺癌等胸部腫瘤冷凍消融治療時(shí)圍術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率及治療獲益的關(guān)鍵因素［18-19］。大量的研究已證實(shí)，是否伴有慢性基礎(chǔ)肺病、操作者技術(shù)精準(zhǔn)度、病灶與周?chē)匾Y(jié)構(gòu)之間關(guān)系等多種因素也不同程度地影響著凍消融治療過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，并影響著患者的圍術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率和遠(yuǎn)期治療獲益［18，20］。首先，引導(dǎo)圖像清晰度越高、越能從多角度反映病灶與周?chē)慕馄赎P(guān)系，便于操作者判斷進(jìn)針角度、深度，減少穿刺誤傷正常組織及降低反復(fù)多次穿刺次數(shù)，引起胸膜及肺組織發(fā)生損傷的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之下降［7，21］。其次，晚期肺癌多伴有慢性支氣管炎、肺氣腫或肺結(jié)核等慢性肺部疾病，呼吸運(yùn)動(dòng)幅度較大、胸壁薄弱，穿刺過(guò)程中容易誤傷胸膜或需要反復(fù)多次穿刺，使得肺組織破裂后易繼發(fā)氣胸或咯血、血胸等，穿刺風(fēng)險(xiǎn)較高［22］。再次，操作者技術(shù)熟練程度越高，進(jìn)針?lè)较蚺c進(jìn)針深度控制越好、穿刺次數(shù)亦越少，相關(guān)繼發(fā)損傷也隨之減少。最后，腫瘤與周?chē)芗爸夤艿戎車(chē)匾Y(jié)構(gòu)之間解剖關(guān)系對(duì)冷凍消融是否完全，遠(yuǎn)期獲益多少等影響較大，腫瘤臨近肺動(dòng)脈、主動(dòng)脈等大型血管，血流相關(guān)熱池效應(yīng)可導(dǎo)致局部制冷效果不足、部分腫瘤不能完全滅活、壞死而殘存活性并重新進(jìn)展［23］；腫瘤臨近支氣管，穿刺損傷、冷凍后組織壞死是繼發(fā)咯血、胸腔積血、濕肺、氣胸或感染等圍術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生的重要原因［18，24］。因此，盡可能獲得高質(zhì)量的引導(dǎo)圖像，提高穿刺精準(zhǔn)度，減少重要結(jié)構(gòu)損傷，提高冷凍效率是實(shí)現(xiàn)治療獲益與改善預(yù)后的重要前提。

3.3 MPR技術(shù)圖像在經(jīng)皮穿刺肺癌冷凍消融治療中的優(yōu)勢(shì)

3.3.1 MPR較常規(guī)軸位掃描信息和可多角度顯示病灶與周?chē)Y(jié)構(gòu)關(guān)系 MPR能夠在多角度提供腫瘤與周?chē)＝M織之間豐富的解剖結(jié)構(gòu)信息，為術(shù)者提供操作方便［25］。將掃描范圍內(nèi)所有的軸位圖像疊加起來(lái)再對(duì)某些表現(xiàn)標(biāo)定的重組線所指定的組織進(jìn)行冠狀位、矢狀位、任意角度斜位圖像重組，原圖像的密度值被真實(shí)保留到結(jié)果圖像上并能任意產(chǎn)生新的斷層圖像，而無(wú)須重復(fù)掃描；曲面重組也能在一幅圖像里展開(kāi)并顯示彎曲結(jié)構(gòu)的全長(zhǎng)，如能夠直觀、全方位地顯示腫瘤的血管集束征、分葉征、支氣管充氣征、毛刺征、血管集束征、胸膜凹陷征等［26-27］。本研究結(jié)果顯示，基于MPR的經(jīng)皮穿刺肺癌氬氦冷凍消融治療若計(jì)劃布針數(shù)量相同時(shí)，術(shù)者能獲得更多的關(guān)于穿刺路徑相關(guān)信息，包括途經(jīng)重要結(jié)構(gòu)、持針空間位置信息；術(shù)者的控制穿刺探針把握度較好，穿刺次數(shù)、穿刺角度差值、穿刺深度差值也均優(yōu)于常規(guī)軸位掃描組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

3.3.2 MPR引導(dǎo)穿刺治療特點(diǎn) 精準(zhǔn)度高、并發(fā)癥少、治療獲益率高。MPR重建后能顯示病變的細(xì)微結(jié)構(gòu)、獲取腫瘤結(jié)節(jié)的整體形態(tài)學(xué)改變，直觀、全面反映腫瘤的生長(zhǎng)方式及邊緣情況的高質(zhì)量圖像，尤其是對(duì)病灶上下緣與周?chē)?、支氣管等的關(guān)系顯示更清楚［28-29］。有了足夠的引導(dǎo)信息，既可以協(xié)助術(shù)者清晰判斷周?chē)匾Y(jié)構(gòu)有無(wú)受到侵犯、擠壓、推移，又可以避免或減少對(duì)正常組織結(jié)構(gòu)的損傷以及冷凍范圍不足或過(guò)大，從而減少圍術(shù)期出血、氣胸等并發(fā)癥的發(fā)生率，提高腫瘤毀損效率、增加遠(yuǎn)期治療獲益［30］。本研究結(jié)果也顯示，基于MPR的經(jīng)皮肺癌冷凍消融治療，圍術(shù)期穿刺相關(guān)出血、氣胸等發(fā)生率均顯著低于常規(guī)軸位掃描組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；術(shù)后1個(gè)月，增強(qiáng)CT掃描明確消融區(qū)域有無(wú)腫瘤殘留時(shí)，結(jié)果也提示MPR組腫瘤殘留率低、消融范圍更為徹底，兩組比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。隨訪至術(shù)后12個(gè)月時(shí)，基于MPR的經(jīng)皮穿刺氬氦冷凍消融治療總有效率也顯著優(yōu)于常規(guī)軸位掃描組，兩組差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

綜上所述，在CT引導(dǎo)經(jīng)皮穿刺肺癌氬氦冷凍消融治療術(shù)中，MPR引導(dǎo)能夠從多個(gè)方位將復(fù)雜的病變及解剖關(guān)系進(jìn)行展示，使術(shù)者感興趣的結(jié)構(gòu)區(qū)域更為清晰并有利于各種數(shù)據(jù)測(cè)量，能夠協(xié)助術(shù)者制定精準(zhǔn)冷凍消融計(jì)劃，減少穿刺誤差，降低圍術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率，增加治療獲益，較傳統(tǒng)的軸位CT掃描具有更高的應(yīng)用價(jià)值，值得臨床推廣使用。

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（2017‐10‐31收稿）

（2018‐02‐05修回）

（編輯：楊紅欣 校對(duì)：張抿）