磁共振成像引导颅内肿瘤微创治疗的优劣分析*

刘冰



·分子影像与微创治疗专栏·

磁共振成像引导颅内肿瘤微创治疗的优劣分析*

刘冰

摘要肿瘤微创治疗越来越受到临床医生和患者的重视。近年来，影像引导下的肿瘤物理、化学消融治疗和125I粒子植入组织间近距离放疗已经成为治疗肿瘤的首选方法之一。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）具有CT、超声、数字减影血管造影机（digital subtraction angiography，DSA）无法比拟的优越性，尤其对于颅内肿瘤的诊断及介入微创治疗更显示出其独特优势。然而，MRI也具有伪影、消融范围、手术操作复杂等不足。本文旨在浅析颅内胶质瘤和转移瘤在MRI引导下微创治疗的优劣及对策。

关键词磁共振成像颅内肿瘤微创

刘冰，教授，主任医师，硕士研究生导师。现任亚洲冷冻治疗学会委员，中国抗癌协会肿瘤微创治疗专业委员会磁共振引导学组委员，中国肿瘤微创治疗技术创新战略联盟常务理事，吉林省介入放射学组常委，吉林省肿瘤生物治疗学会常务理事，吉林省神经外科分会委员，吉林省抗癌协会肿瘤微创专业委员会常委，《中国肿瘤临床》杂志特约审稿专家。曾赴美国哈佛大学医学院国家影像引导中心和哥伦比亚大学医学院交流学习。率先在东北三省开展开放式磁共振导航下肿瘤的微创诊断与治疗。发表核心期刊论文30余篇。与山东医学影像所合作开展“磁共振引导与监控氩氦靶向冷冻消融治疗脑肿瘤”、“MRI引导肿瘤基因（rAd-p53）治疗脑肿瘤临床研究”项目被评为山东省科技进步三等奖。承担吉林省自然基金项目课题1项，吉林省卫生厅科研课题1项。与长春工业大学合作申请国家级科研1项并获三等奖。

*本文课题受吉林省科技厅自然基金项目（编号：201215204）资助通信作者：刘冰liubing_1963@126.com

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）引导介入微创技术是近年来放射治疗学发展中的重要技术之一，最早于1986年由Mueller等［1］首先报道应用于经皮头颈部活检。中国1997年［2］开始将该技术应用于临床工作，当时主要用于胸部、肝脏和肾脏的活检，并对肾囊肿进行硬化性穿刺治疗。随着技术的不断完善，近年来逐渐得到重视并更加广泛的应用于临床治疗。

当前MRI引导的治疗技术应用范围主要包括：1）组织活检，如胸部、肝脏、肾脏、骨髓、肌肉及中枢神经系统等。2）介入性治疗，如MRI引导下颅内肿瘤的氩氦刀冷冻消融及125I粒子植入组织间近距离治疗乳腺、肺部、肝脏、肾转移灶的消融治疗及粒子植入治疗。MRI导航微创技术包括介入磁共振（inter⁃ventional MRI，iMRI）和MRI引导手术治疗，磁共振引导手术治疗为“术中磁共振”（intraoperative MRI，iMRI），从术中MRI到术中磁共振结合导航系统实时引导和经皮穿刺治疗技术，MRI引导下颅脑手术，股骨头缺血性坏死介入治疗，引导微波治疗肝癌，引导下腹腔神经丛阻滞损毁，乳腺肿瘤消融，肾囊肿治疗，心肌干细胞等。本研究着重探讨MRI引导下颅内胶质瘤及转移瘤切除或消融。研究资料显示，颅内肿瘤发生的比例排序如下［3］：胶质瘤（40%），脑膜瘤（30%～40%），垂体瘤（10%），听神经鞘瘤（6%），其他肿瘤（5%）。

近年来MRI技术飞速发展，随着磁场强度增强，设备体积越来越小，成像时间越来越短，成像分辨率越来越高，iMRI能够提供清晰、精确的图像，可以多方向切线成像、任意平面重建、成像，为手术提供丰富的指导性信息。那么对于颅内肿瘤是选择开颅手术还是选择介入手术呢？对于原发于颅内的肿瘤，如胶质瘤、脑膜瘤、垂体瘤、听神经瘤等，患者不仅表现相应的局限性神经系统定位症状和体征，同时多伴有颅内压增高的症状。为切除肿瘤并降低颅内压、解除压迫、恢复神经功能，主要以开颅手术治疗为主。对于复发的胶质瘤、颅内转移瘤，现阶段有学者选择以介入治疗为主［4-5］，随着MRI引导经皮穿刺微创技术与介入微创技术在临床中的应用，本研究发现虽然手术操作与术中成像近乎同步，能够随时调整手术操作，但医师在MRI引导下的介入微创治疗并非如想象中简单。本研究以MRI引导下经皮穿刺进行颅内胶质瘤或颅内转移瘤的氩氦刀冷冻消融术和MRI引导下经皮穿刺125I粒子植入组织间近距离放射治疗为例，系统阐述MRI引导技术在脑肿瘤微创介入治疗中的优势与劣势。

1　MR I引导脑肿瘤微创治疗的优势

MRI引导技术用于脑肿瘤的诊断与开颅直视手术治疗比较具有以下优势［6］：1）使用带有扫描平面指示器的介入器械时，计算机计算的轨迹以直线插入为前提，将计算机产生的图标与穿刺针的伪影结合起来，便于医师在进行路径设计时预测患者体外的穿刺针入路，为整个手术过程提供精准的定位，清晰显示脑肿瘤和毗邻组织的解剖学关系；术中MRI提供实时更新的图像确定器械的位置，可以最大限度地减少对瘤周正常脑组织的破坏。2）MRI对肿瘤边界的显示比肉眼观察准确，有利于提高脑肿瘤的总切除率。3）术中MRI有助于发现出血等并发症，并及时处理。4）功能性MRI和动态增强MRI可进一步提高手术的安全性和有效性。

MRI引导治疗的优势主要与以X线、CT或超声引导下的各种传统手术介入治疗比较。既往传统设备引导的微创介入治疗技术，对病变部位的定位不够精准，分辨率低，不能对治疗疗效实行实时监控，并且部分设备会产生有害射线。MRI具有非常好的组织空间与瞬间分辨率及良好的软组织对比，神经、血管精细可结构显示清晰，患者和术者均无放射损伤，适于临床广泛应用；而MRI引导下的介入治疗，具有以下优势：1）MRI介入设备由开放性MRI扫描仪和光学引导系统构成，可以实时对介入手术过程实行全程引导和监测，及时发现并发症。2）MRI具有温度敏感性，可以显示体温图像，能够反映肿瘤组织被冷、热消融情况。3）MRI对软组织具有较好的分辨力，可以清晰显示病变位置及与周围组织的结构关系，尤其在消融术中，消融区和非消融区的信号可以显示出明显的差异，正确地区分消融区和非消融区，判断有无残存病变。4）与CT及B超引导手术相比较，MRI不仅成像清晰，并且可以多平面成像，对病灶精准定位、判断病灶空间位置，显示某些疾病早期改变，同时有利于在手术过程中避开重要的血管和神经，选择任意角度进针。角度成像引导穿刺，准确显示穿刺针的磁兼容信号缺失影像。本研究组使用进口磁兼容穿刺针，优点是图像中针道清晰，缺点是价格昂贵，是普通穿刺针的数倍［7］。

MRI引导下的介入手术，尤其是针对颅内（神经系统）肿瘤的介入治疗具有独特优势。在MRI显像下，脑沟、脑回、下腔、侧裂、额、顶、颞、枕、岛叶、大脑前、中和基底动脉、各脑室、脑池、脑干、基底节等重要脑组织结构图像的显示非常清晰，二维成像（立体重建）对于介入科医师来说，可以准确辨别血管、神经及比邻关系，准确评估肿瘤的大小以及功能区的损害，可以避开血管、神经和重要神经核团，引导下的手术方便、快捷、精准，从而有效保障患者的安全。

2　MR I引导颅内肿瘤微创治疗的劣势

尽管MRI引导手术具有众多优势，但仍存在部分劣势。

2.1影像学方面

目前介入微创MRI对于富血供的原发胶质瘤，可以显示病灶与邻近主要脑血管的空间关系；而对于复发的胶质瘤，仅能显示邻近血管，无法提供病灶内的清晰显影；对低血供肿瘤重建效果差；对于小病灶显影差，且存在三维影像重建伪影。主要是因为引导下仍无法确定肿瘤内是否包绕血管，是否可以在进行局部治疗前行脑血管造影。目前MRI引导下颅内肿瘤微创治疗可进行手术的范围相对有限，主要针对胶质瘤及转移瘤，其他颅内肿瘤目前鲜见相关报道。

2.2消融范围［8］

氩氦刀冷冻消融治疗范围达到肿瘤边缘有时会有残留病灶，影响治疗效果，为确保肿瘤被全部灭活，消融范围应尽可能的包括肿块边缘以外1.0 cm的正常组织。进行粒子植入治疗时，因为125I粒子能将低能量的γ射线持续释放至组织间，γ射线通过直接的电离作用使肿瘤DNA的单链或双链断裂，125I粒子植入组织间局部剂量可达120～180 Gy，降低了周围正常组织的损害范围，但目前临床用于肿瘤微创介入引导的MRI设备场强为0.2～1.0 T。在低场强的MRI中无法识别，因此无法准确判断植入粒子的分布，不能按照TPS计划系统进行粒子植入。

2.3手术操作方面

不足之处是MRI成像时间稍长（22～42 s）。本研究组曾应用国产新博医疗集团提供0.23 T开放式MRI引导系统时发现，患者需长时间保持一个姿势，静脉回流欠佳，易发生脑水肿。

对于无开颅手术史的患者，在局部麻醉麻下患者神志清醒，电钻的噪声会使患者产生恐惧，影响手术的操作。手术时程的长短对患者的情绪也会造成不同程度的影响，从而影响整个手术进程及操作。

2.4盲穿问题

通过MRI定位可以精准的对颅内肿瘤进行定位穿刺，虽然手术过程可以通过电子屏幕实时显示，便于及时了解治疗进程和效果，可选择并设计体表穿刺点，避开重要血管及神经结构，但在钻孔过程中，硬脑膜、大脑皮层表面的穿刺仍然较盲目。

2.5术中出血

对于无开颅手术史行钻孔手术的患者，骨钻钻透颅骨后，颅骨板障静脉可破裂出血。颅骨下是血管丰富的硬脑膜，即便触碰微小的血管，也会引起硬脑膜下血肿。大脑皮层表面及深部均分布有丰富的血管。颅内肿瘤通常供血丰富，因此当穿刺针刺入瘤体后，更是面临极高的出血风险。

由于介入微创手术所用的MRI多为低场强MRI设备（0.2～1.0 T），故对术中出血的判断较困难。

MRI引导下脑肿瘤的微创介入治疗中，常见的并发症主要为出血、脑水肿和癫痫。对于已有开颅手术史并且去骨瓣的患者，由于头皮、硬脑膜的黏连会增加穿刺过程中出血的风险。手术长时间处于一个固定的体位，局部麻醉方式的采用，使得颅内静脉回流不畅，增加了患者颅内水肿的概率和风险。患者紧张、恐惧且长时间固定易导致脑缺氧，可诱发癫痫发作。

3　MR I引导脑肿瘤微创治疗劣势的对策

3.1术前明确肿瘤的生长方式

术前精确分析肿瘤及其毗邻组织，根据肿瘤生长和发展方向确定恰当的穿刺部位，并保护重要神经、血管是手术成功的关键。MRI扫描建立三维图像勾划肿瘤的轮廓，利用MRI对脑组织结构分辨率的特点，结合手术图谱中的体表投影定位线如中央沟、外侧裂、翼点等选择穿刺角度。

3.2提高手术技巧

除了按照常规严格规范术前图像资料的采集外，还应注意使用6～8个Marker完成注册使误差降至最小。在术前计划建立坐标时，头皮切面不可反复推动，精确度2～1.5 mm，以中心点为坐标进针。判断肿瘤消融范围，实际是以术前MRI为标准，而非病理学切除标准。因此，术前设计的消融计划，应在保留重要神经结构的前提下，最大范围消融肿瘤及其周边受侵袭区域。

3.3减少并发症的发生

出血：对于高血压患者术前给予降压药物控制血压，适当给予镇静药预防患者急躁不安。手术过程中尽量不要移动患者头部，MRI引导介入治疗过程中，出血时可以立即使用止血药物，如大量出血，可以立即选择开颅手术清除血肿。

脑水肿：所有介入治疗中脑组织水肿为常见的并发症，一般多在术后2～4 d达到高峰，术后密切观察病情，对于轻、中度脑组织水肿，可合理应用脱水药物，对于重度脑组织水肿则应选择开颅减压治疗。

癫痫：若患者在手术过程中及术后出现癫痫，可以给予安定持续静脉点滴。癫痫发作是颅脑疾病较常见的伴随症状，可于术前1～3 d开始预防使用卡马西平、苯巴比妥、丙戊酸钠抗癫痫药，术后持续用药至度过急性期和危险期；注意手术时间和操作方式，保证脑部血流畅通；术后严密监测患者病情，动态监测血压，保障患者电解质水平正常。术后积极进行抗感染治疗。

冷休克：是冷冻治疗最严重的并发症，指冷冻治疗后出现的多器官功能衰竭及凝血机制障碍，包括弥漫性血管内凝血等综合征。发生机制可能为冷冻促发多种炎性细胞因子的释放，直接或间接地引起全身多器官损伤。其临床表现与内毒素性休克相似，但无败血症证据，且不一定发生血压下降。目前预防主要在于控制冷冻范围，减少肿瘤血供等措施，及时发现，早期干预。

4　结语

MRI引导下颅内肿瘤的微创介入治疗虽有众多优势，但不一定均能达到理想的治疗效果。患者行开颅手术时，因脑组织有颅骨遮挡，穿刺存在诸多风险，因此术者需慎之又慎。行开颅去骨瓣手术后，皮层、硬脑膜头皮容易发生黏连，易产生出血及硬脑膜外血肿。目前神经外科对颅内转移瘤及复发胶质瘤的治疗仍然相当棘手，虽然MRI引导下的手术多数为最后的治疗选择，且存在较多劣势，依旧不能阻挡介入医师对此项治疗方法的勇敢探索。

参考文献

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（2016-03-04收稿）

（2016-04-20修回）

（编辑：郑莉校对：孙喜佳）

doi：10.3969/j.issn.1000-8179.2016.2016.11.249

作者单位：吉林省人民医院肿瘤医学诊治中心介入治疗科（长春市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