作者：Chiara Floridi、Michaela Cellina等
翻譯：panzer
編者按：
腫瘤治療的傳統(tǒng)方法包括手術(shù)治療、放療和化療等。隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展和影像技術(shù)的不斷革新，影像引導(dǎo)下介入治療已經(jīng)成為新的一大診療手段。本文原載于《Journal of Clinical Medicine》Volume 11（2022），有助于我們系統(tǒng)了解腫瘤介入治療的影像引導(dǎo)技術(shù)進(jìn)展。
摘要：
介入腫瘤手術(shù)(IO)已經(jīng)在介入放射學(xué)(IR)中非常流行，并在更新的術(shù)式和操作手段下對(duì)腫瘤患者的診斷、治療和姑息療法中發(fā)揮著重要作用。目前介入手術(shù)可以分為兩大類:血管介入手術(shù)和非血管介入手術(shù)。
血管介入手術(shù)的主要手段是栓塞術(shù)或直接注入化療藥物于腫瘤供血的血管。非血管手術(shù)的操作手段主要是經(jīng)皮介入術(shù)，其包括經(jīng)皮圖像引導(dǎo)的活檢和不同的射頻、微波、冷凍消融和聚焦超聲消融技術(shù)。使用這些技術(shù)需要精確的成像預(yù)處理計(jì)劃和指導(dǎo)，可以通過不同的成像技術(shù)包括超聲、CT、MRI等提供。由于融合成像技術(shù)的發(fā)展，這些成像方式可以單獨(dú)使用，也可以結(jié)合使用，這也進(jìn)一步提高了操作者的信心，提高了手術(shù)的有效性和安全性。本文的撰寫旨在提供一個(gè)基于臨床影像學(xué)指導(dǎo)的可用的介入放射學(xué)的概述，為癌癥患者開發(fā)一個(gè)有針對(duì)性的和最佳的方法。
1. 序言
介入腫瘤術(shù)在介入放射學(xué)中變得非常流行，并通過基于不同方式的引導(dǎo)，在腫瘤患者的診斷、治療和姑息治療，尤其在當(dāng)前的新冠病毒大流行期間介入腫瘤術(shù)發(fā)揮了重要作用。介入放射科醫(yī)師通過廣泛的經(jīng)皮和經(jīng)血管腫瘤治療，使這些治療發(fā)揮其臨床優(yōu)勢(shì)，并讓介入腫瘤術(shù)逐漸成為“腫瘤治療的第四大支柱”。
介入放射學(xué)的不斷發(fā)展使得許多惡性腫瘤可采用介入治療，避免開放手術(shù)，減少并發(fā)癥、恢復(fù)時(shí)間和治療成本，且往往具有更好的臨床效果。
介入腫瘤學(xué)的目標(biāo)是提供個(gè)性化治療，以消除腫瘤，同時(shí)對(duì)鄰近健康組織的傷害最小。因此，跨學(xué)科和高度專業(yè)化的團(tuán)隊(duì)在診斷、治療計(jì)劃、執(zhí)行效果等方面發(fā)揮著重要作用。他們會(huì)根據(jù)個(gè)體差異和多學(xué)科專家會(huì)診來規(guī)劃每種治療。
介入腫瘤學(xué)通過微創(chuàng)手術(shù)提供高安全性和有效性，在老年和體弱患者的管理中也發(fā)揮著核心作用，這些患者通常有復(fù)雜的并發(fā)癥，使他們無法進(jìn)行手術(shù)，或者可以從腫瘤相關(guān)的姑息治療中受益。例如，骨消融已被證明是治療疼痛性骨轉(zhuǎn)移的有效療法。
2. 血管和非血管介入治療手段
如今，介入放射學(xué)在腫瘤學(xué)領(lǐng)域具有多種有效且安全的治療方法，目前主要分為兩大類：血管治療和非血管治療。
在不同病變的處理中可以選擇栓塞術(shù)或血管內(nèi)化藥治療。栓塞術(shù)通常用于術(shù)前操作來減少病灶血管化，并減少手術(shù)期間出血的風(fēng)險(xiǎn)；在栓塞術(shù)中伴隨注射化療藥物可以增加藥物的有效性，提高了治療效果。
血管內(nèi)導(dǎo)管定向療法可用于直接治療腫瘤。經(jīng)動(dòng)脈局部區(qū)域治療包括不同的選擇，例如溫和的經(jīng)動(dòng)脈栓塞術(shù)、經(jīng)動(dòng)脈化療栓塞術(shù)和選擇性內(nèi)放射治療。溫和的經(jīng)動(dòng)脈栓塞和化療栓塞是兩種主要的血管內(nèi)方法，內(nèi)放射治療通過肝動(dòng)脈中的導(dǎo)管輸送放射性釔90。
溫和的經(jīng)動(dòng)脈栓塞包括將導(dǎo)管插入供應(yīng)病變的肝動(dòng)脈分支，然后用栓塞劑阻塞它們以實(shí)現(xiàn)病變血管的完全動(dòng)脈閉塞。明膠、不可吸收的顆粒劑（聚乙烯醇或 PVA）和三丙烯基明膠微球是一些可以使用的栓塞劑。轉(zhuǎn)氨酶和膽紅素水平的短暫升高以及 “栓塞后綜合征”是該療法可能的副作用。腹痛、不適、惡心和低燒是典型的自限性常見癥狀；肝腎衰竭、胃潰瘍和死亡等嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生率非常低；非靶向栓塞并不常見。
經(jīng)動(dòng)脈化療栓塞術(shù) (TACE) 將同時(shí)使用化療和栓塞劑，旨在將高濃度的化療藥物直接輸送到腫瘤的動(dòng)脈血供中。TACE 應(yīng)盡可能具有選擇性；將栓子顆粒注射到為腫瘤供血的肝動(dòng)脈分支中，決定了顯著的腫瘤壞死；化療藥物的血管內(nèi)共注射導(dǎo)致藥物的局部濃度和持久性，這限制了治療的全身擴(kuò)散和毒性，并能夠有針對(duì)性和有效的病變治療。最常見的并發(fā)癥是自限性的，但嚴(yán)重并發(fā)癥可表現(xiàn)為 2-3%，包括肝腎功能衰竭、潰瘍和死亡。
釔90 (90Y) 微球經(jīng)動(dòng)脈放射栓塞是一種近距離放射治療，它使用肝動(dòng)脈供應(yīng)通過注射樹脂或玻璃微球?qū)?0Y永久植入目標(biāo)腫瘤。經(jīng)動(dòng)脈放射栓塞的作用機(jī)制是90Y微球進(jìn)入腫瘤毛細(xì)血管并釋放破壞性輻射，在約2.5 mm深的組織穿透實(shí)現(xiàn)100-1000 Gy的局部劑量輻射破壞。當(dāng)水分子由于輻射相互作用而電離時(shí)，腫瘤血流會(huì)產(chǎn)生活性氧：增加的活性氧發(fā)展觸發(fā)腫瘤細(xì)胞中的細(xì)胞氧化應(yīng)激，這有助于細(xì)胞凋亡激活。該技術(shù)旨在避免健康組織受到輻射；因此，需要對(duì)病變供應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確的術(shù)前評(píng)估。錯(cuò)誤的非靶血管放射栓塞術(shù)會(huì)導(dǎo)致各種并發(fā)癥，從鐮狀動(dòng)脈的皮膚刺激到更嚴(yán)重的問題，例如胃、膽囊和小腸的缺血壞死；肝腎功能衰竭、胃十二指腸潰瘍和死亡也有少量報(bào)道。
經(jīng)皮方法包括不同的療法，例如經(jīng)皮圖像引導(dǎo)活檢和不同的消融技術(shù)，包括射頻、微波、冷凍消融和聚焦超聲 (US)。這些方法的侵入性是有限的，因?yàn)槟繕?biāo)病變是通過針頭到達(dá)的。經(jīng)皮活檢是手術(shù)活檢的微創(chuàng)替代方法。它可以通過不同的圖像引導(dǎo)技術(shù)（超聲、磁共振成像 (MRI)、計(jì)算機(jī)斷層掃描 (CT)）應(yīng)用于許多腫瘤。圖像引導(dǎo)活檢通常是化療前首選的活檢方法，并且可以與介入放射學(xué)療法相關(guān)聯(lián)，例如使用明膠泡沫或凝血酶進(jìn)行活檢后道栓塞，以最大限度地降低術(shù)后出血的風(fēng)險(xiǎn)。射頻消融 (RFA)、微波消融和冷凍消融是臨床實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛的熱消融方法。此外，不可逆電穿孔和高強(qiáng)度聚焦超聲 (HIFU) 是最新的技術(shù)，在不同腫瘤的治療中發(fā)揮著越來越重要的作用。
射頻消融旨在將熱能傳遞到組織中，導(dǎo)致靠近探頭尖端的組織發(fā)生凝固性壞死。探頭尖端附近組織的過快加熱會(huì)導(dǎo)致干燥，增加組織阻抗并限制能量傳播到周圍分子和消融區(qū)域。探針設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展改善了消融區(qū)的大小，但燒傷區(qū)仍然小于其他消融技術(shù)所能達(dá)到的范圍。另一個(gè)限制是對(duì)散熱效應(yīng)的敏感性，這是由流動(dòng)的血液引起的燒傷區(qū)域附近的能量耗散。
微波消融使用位于射頻頻譜較高邊界的能量。微波消融引起的細(xì)胞死亡幾乎與射頻消融產(chǎn)生的相同。與射頻消融相比，微波能量顯示出一些優(yōu)勢(shì)：微波消融在離探針部位更遠(yuǎn)的組織中誘導(dǎo)分子振蕩和熱能傳遞，比射頻消融更快地獲得更寬、更熱的消融區(qū)域。
冷凍消融誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡是由焦耳-湯姆遜效應(yīng)引起的，其中加壓氣體（氬氣）迅速減壓，導(dǎo)致溫度急劇下降，細(xì)胞毒性溫度為 -25 °C 或更低。冷凍導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外晶體的形成、細(xì)胞器死亡和膜破壞。冷凍消融的兩個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是對(duì)散熱現(xiàn)象的敏感性較低和消融區(qū)域的實(shí)時(shí)可視化成像。一種罕見的并發(fā)癥是“低溫休克”現(xiàn)象，由細(xì)胞內(nèi)元素和細(xì)胞因子釋放到體循環(huán)中引起，導(dǎo)致低血壓、心動(dòng)過速、血小板減少、彌散性血管內(nèi)凝血和多器官衰竭，據(jù)報(bào)道發(fā)生于大病灶消融。治療后出血的問題已經(jīng)隨著新探針的開發(fā)而得到解決，該探針允許進(jìn)行管道燒灼。
不可逆電穿孔法是基于施加到組織并導(dǎo)致跨膜電位增加的強(qiáng)短脈沖電磁場(chǎng)。當(dāng)跨膜電位超過一定閾值時(shí)，膜通透性變得不可逆，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和壞死。這種方法不受散熱器和組織干燥的影響，并為消融提供了更大的幾何可預(yù)測(cè)性，并允許保留結(jié)締組織結(jié)構(gòu)，從而將損壞相鄰健康結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。
聚焦超聲無需針頭和切口即可通過超聲束實(shí)現(xiàn)消融性壞死，超聲束傳遞熱能穿過組織而不損壞組織，從而實(shí)現(xiàn)最小的侵入性。這些療法被認(rèn)為是非常安全的，因?yàn)槌酸尫拍芰康淖罴芽刂浦猓€可以使用幾種控制敏感結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)：熱電偶來跟蹤敏感結(jié)構(gòu)附近達(dá)到的溫度，或者使用熱電偶將敏感結(jié)構(gòu)從消融區(qū)域轉(zhuǎn)移出去的能力注入空氣、二氧化碳或二氧化硫。不幸的是，這種技術(shù)受到一些缺點(diǎn)的影響：首先，患者定位和熱能輸送可持續(xù)長(zhǎng)達(dá)三個(gè)小時(shí)；其次，盡管有呼吸門控應(yīng)用，治療器官的呼吸運(yùn)動(dòng)也會(huì)影響治療效果。此外，插入的骨骼結(jié)構(gòu)可以對(duì)超聲波能量產(chǎn)生不可穿透的屏障。
3. 影像規(guī)劃與引導(dǎo)
腫瘤介入治療包括不同臨床成像模式應(yīng)用的多階段療法。治療計(jì)劃的階段可分為術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中定位、術(shù)中監(jiān)測(cè)、術(shù)后評(píng)估、術(shù)后隨訪。
術(shù)前規(guī)劃應(yīng)使用高質(zhì)量圖像進(jìn)行，以評(píng)估療法的可行性。
術(shù)中成像可以通過不同的成像技術(shù)進(jìn)行術(shù)中病灶定位，并且通常首選實(shí)時(shí)模式。超聲是目前最好的實(shí)時(shí)方法；CT被認(rèn)為是一種近實(shí)時(shí)的方式。其他非實(shí)時(shí)成像檢查也可以單獨(dú)或與融合圖像方法結(jié)合使用，以最好地引導(dǎo)介入療法。
術(shù)中監(jiān)測(cè)對(duì)于評(píng)估治療是否正確定位是必不可少的。
術(shù)后評(píng)估對(duì)于評(píng)估治療效果、完整性和潛在并發(fā)癥至關(guān)重要。
術(shù)后隨訪一般通過成像分析病灶的對(duì)比度和隨時(shí)間的影響，以便監(jiān)測(cè)術(shù)后存活組織或復(fù)發(fā)。
圖：影像引導(dǎo)步驟
4. 成像方式
4.1 超聲造影
超聲造影是最常用的導(dǎo)航成像技術(shù)。它包括幾個(gè)好處：首先，可用性廣、成本低以及可進(jìn)行床旁手術(shù)，這對(duì)無法到介入放射手術(shù)室ICU的危重患者尤為重要。它可在任何手術(shù)過程中提供實(shí)時(shí)引導(dǎo)并實(shí)現(xiàn)可視化。其次，超聲沒有輻射，適合孩童及孕婦，并且同CT引導(dǎo)相比手術(shù)時(shí)間更少。
許多類型的介入放射療法可以在超聲造影的引導(dǎo)下進(jìn)行；最常見的是組織活檢，活檢后可進(jìn)行分子和細(xì)胞檢測(cè)、消融治療、胸腹腔穿刺術(shù)等。
與傳統(tǒng)超聲一樣，超聲造影可實(shí)現(xiàn)具有出色時(shí)間分辨率的實(shí)時(shí)可視化，可用于治療引導(dǎo)并評(píng)估對(duì)比增強(qiáng)特征的快速變化：可以不斷檢查病變/組織對(duì)比增強(qiáng)，沒有 CT 特征的輻射暴露，避免錯(cuò)過延遲的對(duì)比劑外滲或增強(qiáng)異常。
超聲造影代表了不同腫瘤介入療法中的有效工具：首先，它讓病變可視化以引導(dǎo)對(duì)常規(guī)超聲中較差或不可見的腫瘤進(jìn)行靶向經(jīng)皮活檢，特別是其血管化部分，以收集重要腫瘤區(qū)域的樣本，以及識(shí)別活檢后出血。
其次，它為射頻消融、微波消融和冷凍療法等消融治療提供了準(zhǔn)確的引導(dǎo)，當(dāng)在傳統(tǒng)超聲上難以評(píng)估時(shí)，可以將探頭精確定位到病灶中，并且是一種易于使用的治療效果評(píng)估工具，因?yàn)橄诤髿堄嘌艿某掷m(xù)存在表明需要進(jìn)一步消融和檢測(cè)出血性并發(fā)癥。超聲造影也可用于病變隨訪，以避免使用任何腎毒性造影劑和輻射暴露。
第三，這種成像技術(shù)可以通過增加腎盞系統(tǒng)的可見度，來引導(dǎo)對(duì)癌癥患者的護(hù)理，例如經(jīng)皮腎造口術(shù)。超聲造影的局限性主要與傳統(tǒng)的超聲相同，是對(duì)操作者水平的高度依賴。
彈性成像代表了另一個(gè)可以改善圖像引導(dǎo)腫瘤介入的超聲先進(jìn)應(yīng)用：這種快速發(fā)展的超聲技術(shù)提供了有關(guān)組織物理特性的信息，例如它們的硬度或剛度。此信息可用于規(guī)劃肝臟和腎臟靶向活檢，以選擇最合適的組織/病變區(qū)域，并避免活檢后出血風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域。
由于成像技術(shù)的發(fā)展，融合CT/MRI-US成像成為了新的手段，其增加了目標(biāo)病變的可見性，并有助于了解病變與相鄰解剖結(jié)構(gòu)之間的三維關(guān)系。融合方法提高了醫(yī)生的信心、定位的精度和手術(shù)的成功率，因?yàn)橛幸韵聨讉€(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先，它可以提高小病灶的可檢測(cè)性，特別是在B超不顯眼的情況下。其次，它允許在腫瘤內(nèi)精確插入治療針。第三，CT/MR-US 融合影像引導(dǎo)可以減少治療次數(shù)。
4.2. 計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）
在過去的十年中，CT在腫瘤成像中的作用從診斷工具轉(zhuǎn)變?yōu)榻槿爰象w。CT在空間分辨率方面具有優(yōu)勢(shì)；然而，CT仍有一些問題：首先，CT呈現(xiàn)了二維圖像，因此，有時(shí)需要“離軸掃描”的情況，在這種情況下，CT很難達(dá)到“實(shí)時(shí)”成像。
CT在介入放射學(xué)中的主要附加值是出色的空間分辨率，它可以很好地執(zhí)行復(fù)雜的消融、活檢或引流。通常，采用網(wǎng)格標(biāo)定或CT龍門激光定位目標(biāo)病變；然而，由于它不允許針的實(shí)時(shí)可視化，它仍然依賴于介入放射科醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)。這可能導(dǎo)致針頭定位不準(zhǔn)等問題，從而增加手術(shù)時(shí)間和對(duì)工作人員和患者的輻射劑量，并最終導(dǎo)致圍手術(shù)期并發(fā)癥。
導(dǎo)航工具可能會(huì)克服這些問題。CT引導(dǎo)療法中應(yīng)用的主要導(dǎo)航工具是基于電磁或光學(xué)激光方法的跟蹤系統(tǒng)和基于電磁或光學(xué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤儀器運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人引導(dǎo)系統(tǒng)：探頭是手動(dòng)放置并通過儀器的連續(xù)跟蹤進(jìn)行引導(dǎo)。機(jī)器人系統(tǒng)不提供探頭的實(shí)時(shí)可視化，但根據(jù) CT 掃描儀進(jìn)行校準(zhǔn)，并在機(jī)器人輔助導(dǎo)航中提供消融探頭的主動(dòng)引導(dǎo)。這些導(dǎo)航工具還利用圖像融合，將來自不同成像模式的圖像共同配準(zhǔn)并疊加；該技術(shù)應(yīng)用于活檢、血管或非血管手術(shù)的消融，并結(jié)合這些方式以獲得更好的針頭或目標(biāo)病變的實(shí)時(shí)空間可視化。
“跟蹤坐標(biāo)系”包括放置在患者皮膚和儀器上的電磁或光學(xué)探測(cè)器和基準(zhǔn)標(biāo)記，并允許立即計(jì)算探頭在三維空間中的位置。“圖像坐標(biāo)系”不是實(shí)時(shí)的，因?yàn)樗菑南惹矮@得的用于療法規(guī)劃的 CT/MRI 圖像中獲得的，為了補(bǔ)償呼吸運(yùn)動(dòng)，它可以與放置在患者的呼吸門控進(jìn)行整合。然而，為了獲得“真正的實(shí)時(shí)”圖像，可以將實(shí)時(shí)超聲與先前獲得的能夠更好地可視化目標(biāo)病變的成像模式共同配準(zhǔn)。跟蹤系統(tǒng)顯示出可喜的結(jié)果，并且主要針對(duì)射頻消融、微波消融和冷凍消融進(jìn)行了驗(yàn)證，顯示針放置的準(zhǔn)確性更高，針重新定位更少，更好的效果和更低的輻射劑量。
機(jī)器人系統(tǒng)預(yù)先定義消融探頭的入口點(diǎn)、角度和深度，在手術(shù)過程中提供主動(dòng)引導(dǎo)；這種方法的主要優(yōu)勢(shì)是減少了探頭重新定位，特別是在具有平面外目標(biāo)的療法中。
CT 引導(dǎo)的重點(diǎn)是介入放射科醫(yī)師和患者的輻射劑量。即使研究中標(biāo)明職業(yè)輻射暴露在劑量限值內(nèi)，為了減少放置探針?biāo)璧臅r(shí)間，從而減少輻射劑量，已經(jīng)開發(fā)了一些導(dǎo)航系統(tǒng)來輔助肺活檢和熱消融治療。研究表明，CT 輔助立體定向?qū)Ш娇梢詼p少消融探針放置的時(shí)間，針調(diào)整次數(shù)、皮膚穿刺次數(shù)和透視時(shí)間。CT 引導(dǎo)療法的缺點(diǎn)是腫瘤可見性。
CT血管造影（CTA）
CTA在1990年代被引入以整合CT和血管造影。血管CT的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一是肝臟局灶性病變的研究和治療。當(dāng)導(dǎo)管放置在肝動(dòng)脈或腹腔干時(shí)，該集成系統(tǒng)允許在肝動(dòng)脈造影期間執(zhí)行CT，當(dāng)導(dǎo)管放置在腸系膜上動(dòng)脈或脾動(dòng)脈中時(shí)，可以在動(dòng)脈門靜脈造影期間執(zhí)行CT。可以在手術(shù)前進(jìn)行CT檢查，以更好地顯示目標(biāo)病變和進(jìn)一步的同時(shí)病變。對(duì)于肝腫瘤消融，血管CT允許重復(fù)施用小劑量的動(dòng)脈內(nèi)肝內(nèi)造影劑，提高腫瘤的顯著性和針放置的精確度。
CTA在經(jīng)動(dòng)脈治療中有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗峁┝艘ㄈ哪[瘤供血?jiǎng)用}的三維血管圖像，包括肝外供血?jiǎng)用}，更容易和更準(zhǔn)確地識(shí)別和栓塞供血?jiǎng)用}。在受肝細(xì)胞癌 (HCC) 影響的患者中，這允許對(duì)亞段供血?jiǎng)用}進(jìn)行超選擇性導(dǎo)管插入術(shù)，從而減少對(duì)周圍健康組織的損害以及提供的抗癌劑和栓塞劑的量，從而提高存活率。
精確的血管解剖和用于劑量測(cè)定的灌注肝體積計(jì)算相結(jié)合，為經(jīng)動(dòng)脈放射栓塞術(shù)提供了顯著的附加值，其中非靶栓塞術(shù)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。CTA也可以在手術(shù)過程中或手術(shù)后立即重復(fù)，以評(píng)估技術(shù)成功、并發(fā)癥，并最終完善治療結(jié)果。這對(duì)于在同一療程中對(duì)選定的不可切除的HCC進(jìn)行聯(lián)合治療（經(jīng)動(dòng)脈和消融）很有價(jià)值。
與錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描 (CBCT) 相比，CTA表現(xiàn)出較低的輻射劑量并減少了造影劑的使用；此外，它提供了更寬的視野和更少的圖像噪聲。然而，與其他成像方法相比，CTA并不廣泛使用。它更昂貴，需要更大的房間空間。
4.3. CBCT
CBCT是一種成像技術(shù)，由配備平板探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)C形臂組成，可在單個(gè)患者中提供透視、數(shù)字減影血管造影和立體CT圖像。不同的成像模式，3D和2D圖像，可以組合和共同顯示，以便在計(jì)劃、監(jiān)控或驗(yàn)證治療結(jié)果方面克服彼此的缺陷。
有許多關(guān)于最佳采集技術(shù)和造影劑管理協(xié)議的建議，它們主要依賴于特定的臨床任務(wù)（計(jì)劃、監(jiān)測(cè)和驗(yàn)證）。
在手術(shù)過程中立體顯示腫瘤位置、血管分布和周圍組織的體積數(shù)據(jù)集，為建立安全有效的目標(biāo)路徑和引導(dǎo)設(shè)備定位提供了良好的基礎(chǔ)。
在經(jīng)皮治療的情況下，CBCT優(yōu)于CT的主要優(yōu)勢(shì)之一是沒有機(jī)架，并且探測(cè)器在患者周圍的方向具有更大的靈活性。進(jìn)行經(jīng)皮治療時(shí)的首要任務(wù)是目標(biāo)病變的可見性。從這個(gè)意義上說，CBCT可以提供比其他更廣泛可用的成像方式（即CT、US）相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，例如，在超聲不可見的肺結(jié)節(jié)和肝臟病變中。第二個(gè)任務(wù)是選擇到達(dá)目標(biāo)病灶的最佳路線。CBCT 提供“類似 CT 的圖像”，在到達(dá)目標(biāo)病變的路徑需要內(nèi)側(cè)/外側(cè)和尾側(cè)/顱側(cè)角度和術(shù)中調(diào)整的情況下，該圖像可能特別有用。
CBCT與虛擬導(dǎo)航系統(tǒng)配合使用，可以對(duì)太小或太微弱以至于外科醫(yī)生無法檢測(cè)到的肺結(jié)節(jié)進(jìn)行活檢、消融和經(jīng)皮經(jīng)胸定位。
對(duì)CT上不可見或靠近CT上不可見的解剖結(jié)構(gòu)（例如神經(jīng)或血管）的病變進(jìn)行活檢也會(huì)是CBCT的一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的操作，如果可能，應(yīng)首選超聲或MRI引導(dǎo)。
融合技術(shù)
超聲引導(dǎo)代表了肝臟消融治療中最常用的技術(shù)。然而，當(dāng)探頭置于超聲引導(dǎo)下時(shí)，同時(shí)使用CBCT檢測(cè)到73%的病例需要重新定位探頭；此外，并非所有肝臟病變都可見。在CBCT的“CT樣”圖像上，專用軟件可以自動(dòng)計(jì)算電極的安全路徑，然后在超聲或?qū)崟r(shí)透視下進(jìn)行電極布放，即使在≤1.5cm的病灶也能獲得良好的圖像效果。US/CBCT 融合代表了一種有用的工具，可以增加對(duì)血管中超聲可見度差的肝細(xì)胞癌結(jié)節(jié)的正確靶向。
導(dǎo)航軟件還可以虛擬規(guī)劃治療量，確定實(shí)現(xiàn)完全腫瘤覆蓋所需的天線數(shù)量。
最近開發(fā)的一種軟件可以將治療后的CBCT圖像與治療前的CT共同配準(zhǔn)，以增強(qiáng)殘留腫瘤的存在。
除了高空間分辨率外，CBCT在進(jìn)行血管內(nèi)治療時(shí)的主要附加價(jià)值是能夠在數(shù)字減影血管造影上增強(qiáng)血管樹，同時(shí)提供三維路線圖。這在血管解剖結(jié)構(gòu)被潛在病理學(xué)改變的情況下特別有價(jià)值，例如在肝硬化中。
CBCT在肝細(xì)胞癌經(jīng)導(dǎo)管動(dòng)脈治療中的主要作用是在腫瘤檢測(cè)、供血血管識(shí)別和血管導(dǎo)航方面。
CBCT的腫瘤檢出率為90%，靈敏度與腫瘤大小和血管形成成比例增加，并且可以識(shí)別小的血管造影隱匿性腫瘤，可以超選擇性導(dǎo)管插入術(shù)。
第一個(gè)在CBCT圖像上識(shí)別腫瘤血管的軟件是十多年前推出的。從那時(shí)起，腫瘤供血?jiǎng)用}的自動(dòng)化或半自動(dòng)化軟件得到開發(fā)并得到廣泛應(yīng)用，對(duì)動(dòng)脈供血血管的檢測(cè)率很高。
還應(yīng)考慮到肝細(xì)胞癌（HCC）可能有肝外動(dòng)脈供血，據(jù)報(bào)道約有17-27% 的病例發(fā)生。肝外營(yíng)養(yǎng)血管的識(shí)別是強(qiáng)制性的，以確保完整的治療并避免出血并發(fā)癥。
CBCT對(duì)經(jīng)肝動(dòng)脈治療的附加價(jià)值在腫瘤和供血血管檢測(cè)方面明顯；然而，尚不完全清楚這是否會(huì)改善腫瘤反應(yīng)，并且朝著這個(gè)方向做出了一些努力。一個(gè)有趣的新發(fā)展是虛擬肝灌注映射，這是一種允許在非選擇性雙相CBCT圖像上定位虛擬注射點(diǎn)后估計(jì)虛擬血管區(qū)域的技術(shù)。這種技術(shù)被證明可以提供可靠的圖像來評(píng)估經(jīng)動(dòng)脈治療的技術(shù)成功。
CBCT也可用于內(nèi)放射治療，作為導(dǎo)管導(dǎo)向的治療方法，通過將載有釔90的微球注入肝動(dòng)脈來治療原發(fā)性和繼發(fā)性肝腫瘤，因?yàn)樗谧R(shí)別灌注組織方面的準(zhǔn)確性，可以正確的病變分割和可能的預(yù)處理門靜脈栓塞。
CBCT引導(dǎo)栓塞術(shù)也可用于治療腎臟病變，作為術(shù)前程序，以預(yù)防高血管化腎細(xì)胞癌的出血并發(fā)癥，并降低血管平滑肌脂肪瘤的出血風(fēng)險(xiǎn)。
將治療與經(jīng)動(dòng)脈化療栓塞（TACE）和局部消融治療（RFA或MWA）相結(jié)合可改善HCC和腎細(xì)胞癌患者的臨床預(yù)后。
圖：一位78歲肝細(xì)胞癌患者結(jié)合TACE和RFA療法
CBCT是一種多功能工具，可以獨(dú)立地執(zhí)行這兩個(gè)療法。一些關(guān)于肝細(xì)胞癌和MWA或RFA與TACE聯(lián)合治療的研究表明，它可以改善臨床結(jié)果：特別是，與單獨(dú) TACE 相比，它表現(xiàn)出更長(zhǎng)的無進(jìn)展生存期和相當(dāng)?shù)牟l(fā)癥發(fā)生率。在用MWA和腎動(dòng)脈栓塞治療的一系列T1a腎細(xì)胞癌病例中也記錄了有希望的結(jié)果。然而，還需要進(jìn)一步的研究。
4.4. 核磁共振
4.4.1 核磁共振引導(dǎo)
投入MRI研究而不是X射線（尤其是CT）的其他技術(shù)研究的主要原因是：（a）沒有輻射暴露；(b) 卓越的對(duì)比分辨率（不使用對(duì)比劑）；(c) 證明溫度變化的能力。盡管當(dāng)今現(xiàn)代CT掃描儀和血管造影設(shè)備所需的低劑量已部分降低了MRI作為介入手術(shù)引導(dǎo)技術(shù)的吸引力，但最近的研究證實(shí)了其優(yōu)勢(shì)。此外，更大和更短的龍門架的發(fā)展簡(jiǎn)化了介入方法。另一方面，在MRI設(shè)備內(nèi)操作需要特定的儀器，更不用說在操作過程中需要操作員的技能和知識(shí)（例如，射頻發(fā)生器可能會(huì)干擾MRI并且應(yīng)該在掃描過程中停用）。事實(shí)上，由于需要MR兼容設(shè)備、介入性MR設(shè)備的可用性有限以及多個(gè) MR 序列所需的時(shí)間較長(zhǎng)，因此MRI引導(dǎo)療法并未廣泛普及，但MRI與CBCT圖像的融合可以克服所有這些問題，在介入手術(shù)中聯(lián)合了各自的優(yōu)勢(shì)。
活檢和消融是在MRI引導(dǎo)下進(jìn)行的最常見的療法。主要優(yōu)點(diǎn)是無需造影劑即可更好地描繪目標(biāo)。實(shí)時(shí)多平面成像與高對(duì)比度分辨率相結(jié)合，可以準(zhǔn)確定位在非增強(qiáng)CT上定義不清的病灶；此外，在消融過程中，MRI允許監(jiān)測(cè)針通路和完全可視化被消融的組織，無論是在基于熱的技術(shù)（由于溫度敏感序列）和在基于冷的技術(shù)的情況下。
圖：磁共振引導(dǎo)下的復(fù)發(fā)性軟組織腫瘤冷凍消融
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)（即使是雙傾角，典型的超聲制導(dǎo)），加上熱控制，評(píng)估燒蝕區(qū)域。
消融的圖像引導(dǎo)通常由MRI表示，為正確的光束瞄準(zhǔn)和溫度映射提供解剖信息。
已經(jīng)開發(fā)了針對(duì)內(nèi)臟器官和軟組織損傷的多種應(yīng)用。腎臟代表適合活檢和消融的目標(biāo)。MRI非常適合前列腺病變的檢測(cè)和分期。可以結(jié)合超聲和MRI進(jìn)行前列腺活檢或直接進(jìn)行孔內(nèi)活檢，利用實(shí)時(shí)MRI的優(yōu)勢(shì)來確認(rèn)針位，消除配準(zhǔn)錯(cuò)誤或影響融合成像的器官運(yùn)動(dòng)，并使用經(jīng)會(huì)陰而不是經(jīng)直腸途徑降低細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)。已經(jīng)描述了多個(gè)在安全性和并發(fā)癥方面具有良好結(jié)果的消融病例；即使局部和全腺體消融都安全有效地進(jìn)行，主要問題仍然是適應(yīng)癥。根據(jù)描述肝臟消融的經(jīng)驗(yàn)，MRI引導(dǎo)是可能的，但超聲的方法似乎更可行。
鑒于MRI在篩查、手術(shù)計(jì)劃和隨訪中的作用越來越大，MRI 引導(dǎo)的活檢療法的適應(yīng)癥也在增加。如果其他成像方法（尤其是超聲）不足以清晰地顯示待活檢的病變，則應(yīng)在 MRI 引導(dǎo)下進(jìn)行活檢。MR 引導(dǎo)的乳房活檢的癌癥檢出率雖然在研究之間存在差異，但據(jù)報(bào)道高達(dá) 50%。由于已知背景實(shí)質(zhì)增強(qiáng) (BPE) 會(huì)影響MRI信號(hào)，因此應(yīng)特別注意月經(jīng)周期的階段和接受激素替代治療的患者。當(dāng)活檢在技術(shù)上不可行的情況下，MRI引導(dǎo)可以使用導(dǎo)絲或標(biāo)記夾放置來幫助術(shù)前病變定位。
總之，當(dāng)超聲和CT的顯像性較差，需要減少輻射和對(duì)比度的暴露，以及由于位置具有挑戰(zhàn)性，復(fù)雜的路徑需要持續(xù)控制針頭時(shí)，MRI似乎是一種更好的引導(dǎo)技術(shù)。
4.4.2. 磁共振共聚焦超聲
MRI引導(dǎo)的聚焦超聲手術(shù) (MRgFUS) 是一種特殊的手術(shù)，其中高強(qiáng)度聚焦超聲與MRI融合。該系統(tǒng)高度集成，因?yàn)闊嵯谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)為在MRI內(nèi)工作，并在能量管理期間提供連續(xù)熱和成像控制的巨大優(yōu)勢(shì)，以便在能量輸送期間實(shí)時(shí)反饋熱量的影響，從而避免確定的和不希望的損傷。MRgFUS最顯著的應(yīng)用領(lǐng)域之一是切除大腦深部核（即丘腦腹側(cè)中間體，VIM），用于治療特發(fā)性震顫和帕金森相關(guān)性震顫。
骨骼是另一個(gè)有據(jù)可查的應(yīng)用領(lǐng)域。可以安全有效地治療骨表面的良性病變和骨轉(zhuǎn)移。子宮肌瘤和子宮腺肌病灶也可以用這種技術(shù)治療。
圖：MRI 引導(dǎo)的聚焦超聲治療股骨頸小骨樣骨瘤
幾項(xiàng)研究評(píng)估了超聲刀HIFU（主要通過超聲引導(dǎo)，也通過 MRI 引導(dǎo)）在胰腺癌中的應(yīng)用，用于姑息治療或與其他療法（化療、放療、手術(shù)）聯(lián)合使用。盡管研究之間的隨訪時(shí)間和結(jié)果測(cè)量值不同，但大多數(shù)作者報(bào)告了不同的腫瘤反應(yīng)（在去血管化和/或腫瘤大小減小方面），而所有研究的共同結(jié)論是 HIFU 治療可以緩解疼痛。
5. 新領(lǐng)域
放射學(xué)中對(duì)人工智能 (AI) 的興趣正在快速增長(zhǎng)，不僅在診斷成像領(lǐng)域，而且在介入放射學(xué)領(lǐng)域。深度學(xué)習(xí)算法在診斷成像中有顯著的作用，可幫助醫(yī)生定制治療，還可應(yīng)用于腫瘤介入的治療效果預(yù)測(cè)。
AI 可應(yīng)用于腫瘤介入的不同階段：作為臨床和影像決策的支持工具，用于術(shù)前準(zhǔn)確的影像評(píng)估和圖像質(zhì)量改進(jìn)，以及作為術(shù)中輔助（例如，選擇最合適的材料）。精準(zhǔn)醫(yī)療依賴于更好地選擇患者的概念。AI 決策支持系統(tǒng)可能有助于根據(jù)影像表型定制治療決策，從而產(chǎn)生更好的臨床結(jié)果。介入放射科醫(yī)生通常依靠多學(xué)科委員會(huì)來制定腫瘤治療策略。這些討論執(zhí)行多參數(shù)風(fēng)險(xiǎn)分層，在建議治療前整合患者數(shù)據(jù)；不同的 AI 應(yīng)用療法通過在執(zhí)行治療之前預(yù)測(cè)治療的結(jié)果和/或益處來復(fù)制和超越這些討論。
結(jié)合臨床和成像術(shù)前數(shù)據(jù)、放射組學(xué)和遺傳信息的能力可以提高決策的準(zhǔn)確性，并成為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、患者分類和結(jié)果預(yù)測(cè)的有用工具。
人工智能的應(yīng)用也可用于治療：深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以通過像素移位校正平移運(yùn)動(dòng)或通過訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測(cè)未減影圖像中的減影圖像，從而提高數(shù)字減影血管造影的圖像質(zhì)量。
通過自動(dòng)多模態(tài)配準(zhǔn)和分割工具將術(shù)前橫截面成像與術(shù)中實(shí)時(shí)透視或超聲同步，從而為活檢和局部圖像引導(dǎo)治療提供更精確的引導(dǎo)，并提高整個(gè)手術(shù)過程中解決問題的能力。
可以使用CT或MRI數(shù)據(jù)生成虛擬血管造影或血管鏡檢查以引導(dǎo)血管內(nèi)手術(shù)，并且還可以實(shí)時(shí)識(shí)別最適合治療狹窄性血管病變或主動(dòng)脈瘤的導(dǎo)絲、導(dǎo)管和支架。
此外，使用新的導(dǎo)航技術(shù)（如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)）將虛擬預(yù)療法3D解剖數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)疊加到真實(shí)世界的2D視覺圖像上，將DICOM圖像轉(zhuǎn)換為 3D 模型，從而允許通過3D攝像頭和介入套件中的虛擬數(shù)據(jù)（臨床和成像）來處理復(fù)雜情況，并在治療領(lǐng)域提供全息圖處理，從而提高微創(chuàng)治療的準(zhǔn)確性并降低風(fēng)險(xiǎn)、并發(fā)癥和輻射暴露。
6.結(jié)論
個(gè)性化醫(yī)療時(shí)代為癌癥成像和治療提供了絕佳機(jī)會(huì)。腫瘤介入用于癌癥診斷、治療和緩解的微創(chuàng)技術(shù)是創(chuàng)新現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的主角，腫瘤介入專家應(yīng)被視為腫瘤患者多學(xué)科管理的重要參與者。腫瘤介入療法的重要性將逐漸提升，其手術(shù)量也將有質(zhì)的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)患者更針對(duì)性和個(gè)性化的治療。
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