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超声评估肝癌微波消融边界的研究进展

点击次数：  更新时间：2017/10/26 9:11:20  

原发性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是全球范围的一个主要健康问题。其发病率占全球癌症的第六位，占导致死亡肿瘤的第三位。目前，原发性肝癌治疗方式主要有手术切除、射频消融（radio frequency ablation，RFA）、微波消融（microwave ablation，MWA）、经肝动脉化疗栓塞（transcatheter arterial chemoembolization，TACE）等，但随着医学技术的进步，微创治疗备受关注。在一些国际肝癌治疗指南中，射频消融已成为早期肝癌的根治性措施。

 

相比RFA，MWA治疗有相似的远期疗效，但MWA具有更高的热效率，更大的消融范围，更少的并发症等优点。在临床工作中，HCC在热消融治疗后，局部肿瘤进展率仍较高，安全消融边界能否达到是影响局部肿瘤进展的重要因素。因此，准确评价肝癌组织微波消融的范围可更好地提高远期疗效。目前，用于评价肝癌组织微波消融范围的方法主要有超声、CT及MRI等，超声以实时性、价格低、无辐射等优点成为评价组织微波消融范围的方法之一。本文就其评价肝癌组织微波消融范围的具体方法和存在的主要问题等做一综述。

 

一、灰阶超声评估肝癌微波消融边界

 

实时灰阶超声是肝癌微波消融治疗时最常用的引导技术，消融灶因高温、组织气化而产生微气泡，呈强回声气化区，与周围未消融组织形成回声强度对比。灰阶超声能清楚显示气化区形态及范围，是评估消融范围的简易方法。季正标等报道了41例肝癌患者术中微波消融强回声范围与术后1h超声造影显示实际消融坏死范围的相关性，结果显示二者相关性较好（r=0.86），由此认为微波消融时可利用灰阶超声所显示的强回声范围初步评判肝癌消融的实际范围。

 

董宝玮等对216例患者275个肝癌结节进行超声引导下经皮微波消融治疗，术中利用普通超声评估肿瘤完全坏死率，并以术后增强CT或MRI消融区无强化为肿瘤完全性坏死的标准，此方法评估消融是否完全的准确率达95.64%（263/275）。因此，采用普通超声评估消融疗效的价值较高。对于直径＞3 cm的肝癌，普通超声评估是否完全消融的准确率只有73.1%~92.6%，而对于直径≤3 cm的肝癌，其准确率可达95%以上，因此，灰阶超声评估消融范围受到肝癌大小的影响。

 

Correa-Gallego等进行活体猪肝微波消融，术后即刻、术后5min、术后10min行灰阶超声评估消融灶范围，以术后大体标本和术后细胞组织学病理测值为标准，结果显示灰阶超声所测消融灶范围不能清晰地反映实际消融范围，并随着测量时间的延迟而有所减小，但差异无统计学意义（P=0.6）。其原因是消融过程中产生大量的微气泡导致了气化区形态不规整，以及气化区后方产生的声影限制了对消融边界的判定，并且由于气化区内微气泡的消散使得术后即刻灰阶超声评估消融范围的不准确。另外，在实际工作中，由于气化区存留时间较短且肝癌位置的深浅等影响，并且对操作者的临床经验依赖性大，因此不能单纯依靠灰阶超声评估实际消融范围。

 

二、超声造影评估肝癌微波消融边界

 

利用灰阶超声观察肝癌微波消融是否完全消融时，需要消融后的强回声区域超过肿瘤边界约5mm，即可认为已完全消融。但对于边界不清的等回声结节、生长部位受气体干扰、形状不规则等肝癌，灰阶超声难以评估其消融范围。随着SonoVue、Sonazoid等第二代超声造影剂的发展，超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）作为一项新技术迅速发展起来，其在微波消融中的运用弥补了简单依靠灰阶超声评估消融范围的不足。CEUS能实时反映组织微循环灌注状况，是检测组织微小血管内低速血流的新方法。并且有研究表明，CEUS可清晰显示周围微血管浸润所勾勒出的肿瘤形状，不仅肿瘤显示增大，还有部分病灶显示形态更不规则。

 

通过比较消融前后肿瘤组织血流灌注变化，能清楚显示消融范围，评估消融效果，完全消融时肿瘤呈无造影剂灌注的低回声区。Liu等对107个在常规超声下显示不清的肝癌病灶在超声造影的引导下行微波消融，进行术后随访，显示该技术的有效率是99.05%（104/105），局部肿瘤进展率为1.9%（2/105），表明超声造影可准确评估肝癌微波消融的范围。Lorentzen等对35例恶性肿瘤患者107个肝内转移灶进行微波消融，术后即刻行超声造影检查，以无造影剂灌注区完全覆盖肝内转移瘤为标准，结果显示术后即刻超声造影可准确评价消融范围，发现残余灶，也表明超声造影在消融前肝脏肿瘤的检出、消融方案的选择、消融中引导穿刺以及术后的随访均有一定价值。

 

秦建民等报道26例肝癌患者62个肝癌病灶MWA治疗后的超声造影和增强CT情况，结果显示2种方法均能准确评估消融范围及病灶残余情况，二者的准确率相当，差异无统计学意义。但CEUS也有其局限性，尤其对于位于近膈顶部、尾状叶及深度超过2 cm的肿瘤，造影检查血流敏感性欠佳。由于病灶内血流是CEUS的成像基础，对于乏血供病灶显现、消融时实时监测及消融后残留灶评估仍存在一定困难。

 

三维超声造影（three dimensional contrast-enhanced ultrasound，3D-CEUS）是三维超声和二维超声造影的发展，通过重建三维立体图像客观地展现出肿瘤血管空间分布和瘤内灌注情况。由于3D-CEUS的独特优势，部分学者也将其应用于评估肝癌消融是否完全中。Wang等对89例肝癌病灶进行普通超声引导下的热消融或化学消融，术后1个月后均用3D-CEUS和增强CT评估病灶是否消融完全，结果显示2种方法均能准确评估消融边界，并且测量结果有很好的一致性。Bartolotta等对比二维超声造影和3D-CEUS分别评估肝癌局部治疗（消融、栓塞等）的疗效，结果表明二者均能较好地评估肿瘤坏死情况，且无统计学差异。尽管如此，三维超声造影在评估肝癌微波消融疗效方面的研究较少，还有待学者们进一步探究。

 

三、弹性成像评估肝癌微波消融边界

 

Ophir等于1991首次提出弹性成像。目前，国内外学者使用各种弹性技术来实时测量消融后组织的弹性变化。微波消融后细胞脱水，组织蛋白变性及凝固性坏死，凝固性坏死组织硬度明显大于周围未消融组织，超声弹性成像检测其色彩和硬度值与周围未消融区有显著差异。赵冰等进行了离体猪肝弹性成像评估微波消融范围，结果表明弹性成像所显示的消融范围较常规二维超声更接近凝固灶形态，且不受时间的影响，但与实际仍存在差异，主要原因是弹性成像图有一定的局限性，尤其是对消融灶边界部位显示欠清使测量困难，而且高频探头对位于深度＞3 cm的病灶显示不良，因此对于纵径较大病变的测定值往往小于实际大小。

 

Correa-Gallego等对正常活体猪肝和转移性肝肿瘤患者进行肝微波消融，术后即刻、术后5min、术后10min行灰阶超声和弹性成像评估消融范围，结果表明猪肝弹性成像所显示的消融范围小于灰阶超声，但差异无统计学意义，并且弹性成像测量消融范围不受测量时间的影响。对于转移性肝肿瘤患者，其术后即刻弹性成像所显示的消融范围与灰阶超声测值相近，差异无统计学意义，而术后1个月增强CT大于术后即刻弹性成像所测消融范围，且差异有统计学意义。因此在动物模型中弹性成像可准确评估微波消融边界，但对肝肿瘤患者进行微波消融，相比于增强CT，弹性成像低估了消融范围。分析其原因可能是在术后1个月中消融灶内延迟的消融作用，导致消融灶范围的扩大，故术后即刻弹性成像低估实际消融范围。

 

同时，有研究表明，术后即刻弹性成像评估消融范围与术后3~4d增强CT测值相关性较好（r2=0.80）。对此，有学者提出当考虑到深部组织压力的衰减、不同检查技术影像学图像空间对位的准确性以及微气泡的影响时，弹性成像将能准确显示消融灶范围，故开放式消融、消融灶的3D成像模式及监测消融微泡的超声Nakagami成像将会受到关注。剪切波弹性成像是目前唯一能定量检测组织硬度的方法，有研究表明剪切波弹性成像检测组织硬度不受消融灶气体的影响，但其在微波消融上的运用仍停留在基础研究，尚未进行临床研究，故还有待进一步深入探讨。另外，弹性成像的稳定性受操作医师手法及病灶位置等多种因素影响，弹性成像在一定程度上仅能提示肝癌微波消融范围。

 

四、CT/MRI——超声融合技术评估肝癌微波消融边界

 

超声的实时显像、无辐射等优点使其广泛运用于肝癌热消融中，但是超声有一定的扫描盲区，使部分病灶难以在超声上显示清楚。CT/MRI对病灶的检出率高，但其缺乏术中实时指导、放射性损伤以及可能存在对比剂过敏等不足，导致其在术中运用的适用性差，多用于术后随访等。CT/MRI超声融合技术是取长补短，术中实时监测、高空间分辨率及无放射性损伤相结合，用于术中实时监测，提高肿瘤完全消融率。该技术采用计算机图像处理软件，将任意切面的超声图像与术前CT/MRI图像进行精确地融合显示，或者同屏显示。通过判断消融灶是否完全覆盖CT/MRI图像中的病灶及安全边界来评估是否消融完全。

 

Clevert等在CT-CEUS融合成像的引导下对7例原发性肝癌患者进行微波消融，结果显示，尤其对于常规超声显示困难的病灶，微波消融术前、术中以及术后使用CT-CEUS融合成像明显提高对病灶定位的准确性以及评估疗效的能力。Liu等对18例单发肝癌患者进行微波消融，该病灶在常规超声检测不到但能被增强CT/MRI检测到，故CT/MR超声融合成像引导消融，影像融合所需时间为（13.3±5.7）min，与术后1个月增强CT/MRI比较，结果显示该技术的完全消融率为94.44%（17/18），术后均无局部肿瘤进展。另外，已有学者们分别利用CEUS-CT/MR和3D-CEUS-CT/MR融合成像技术评估肝癌射频消融病灶的边界，其技术操作的成功率分别为96.2%（126/131）、81.6%（40/49），提示CT/MRI超声融合技术能够准确评估消融边界，指导术中补充消融，以减少病灶残留或未达消融边界，然而该技术的成功率能否在肝癌微波消融中也能达到，还需进一步研究。

 

CT/MRI超声融合技术可用于微波消融全过程，特别对于术中实时评估消融疗效，若发现残留消融灶，可及时补充消融。但是，该技术也有其不足，整个操作过程要高度依赖有经验的操作者，在图像融合时间内可能造成图像偏移，以及患者体位的改变都难以将超声图像与CT/MRI图像精准对位，该技术还有待于进一步改进。

 

五、展望

 

微波消融术中实时评估以及术后随访对监测治疗效果有重要意义。以上各种方法都能评估微波消融灶的范围，但均存在局限性。并且超声受操作者的经验、手法及受检者的呼吸运动等多方面因素影响，但超声具有实时、便携及无辐射性等优点使其广泛运用于肝癌微波消融的术中监测。目前，基于组织声速、组织超声衰减系数、组织背向散射能量随温度的变化的超声无创测温技术在国内外已进行了大量的离体动物实验研究，证明了超声测温技术的有效性，但在活体动物实验及临床实验上尚需进一步证明，超声无创测温技术可能是将来新的评估方法。

 

（本文转载中华医学超声杂志（电子版）2017年1月第14卷第1期）