图像技术在肝癌热消融和术后消融边界评估中的应用进展▲

黄 彬 黄 海 方兆山

(广西医科大学第五附属医院暨南宁市第一人民医院，南宁市 530022)

【提要】 近年来，热消融技术在肝癌的治疗中具有良好的应用前景，图像技术引导肝癌热消融获得了较好的临床疗效。本文主要对B超、CT、超声造影、三维可视化等图像技术引导肝癌热消融进行综述，并简要描述单针电极消融、多针电极消融的优劣，以及微波消融、高强度聚焦超声消融在肝癌热消融中的价值。最后，对肝癌热消融边界以及疗效评价进行概述。

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是危害人类生命健康的最常见恶性肿瘤之一，其全球发病率居第5位，死亡率居第2位[1]。在我国每年有30万～40万人死于HCC，占全球HCC死亡人数的51%[2]，可见HCC是近几十年来威胁人类健康的主要疾病之一[3]。手术切除和肝移植是可能根治HCC的主要方法，但肝移植高昂的医疗费用和供肝的短缺，限制了其应用。而对合适的患者进行外科手术切除，能提高患者远期预后[4]。然而由于存在肝外转移、肿瘤侵犯血管、肝硬化致肝体积过小、多肿瘤病灶等因素，仅有不足30%的患者适宜手术切除[5-6]。即使采用根治性切除治疗，术后仍存在复发可能。有报道HCC术后5年累积复发率达70%～100%[7]。因此，有必要探索除了肝切除术之外的治疗策略。

射频消融(radiofrequency ablation，RFA)具有简便、微创、费用低的特点。RFA主要适用于不愿意接受肝移植的符合米兰标准或不适宜手术切除的HCC患者[8]。Feng等[9]对直径<4 cm的HCC进行RFA与肝切除术的随机对照研究显示，RFA获得与肝切除术相当的临床效果。目前，在许多肝胆中心，RFA逐渐成为直径小于3 cm的HCC一线治疗方案，有效率高达88%～99%[10]。目前临床上认为RFA是肝癌的根治性治疗方法，具有较低的风险[11]。尽管与手术切除相比，肝癌RFA存在较高的肿瘤复发率和肿瘤残留率，但在几个相似的研究中，肝切除术的总体生存率并不显著优于HCC的射频消融[12-13]。在过去10余年间，经皮RFA已成为肝功能差且合并肝硬化的小肝癌和术后高复发率的肝癌的主要治疗手段[3]。

局部热消融手段主要有射频消融、微波消融、超声聚焦消融等。RFA作为HCC的主要局部治疗方法，包括影像学(CT、B超、超声造影等)引导下经皮RFA、开腹RFA、腔镜下RFA等。治疗方式可单独射频治疗，也可与介入治疗、酒精注射、静脉全身化疗等联合应用。开腹RFA结合术中超声定位虽然可对肿瘤进行较精准的治疗，但是开腹对患者的创伤比较大，所以这一术式在临床上的应用越来越少。腹腔镜辅助RFA适用于病灶位于肝表面或临近膈肌等特殊部位[14]的HCC。图像引导下行经皮RFA由于其具有微创、方便、疗效较好等优势，被广泛应用于临床。基于此，本文对图像技术引导肝癌热消融的研究进展进行综述。

1 B超引导下经皮RFA治疗HCC

目前HCC的RFA治疗主要依靠二维图像定位引导穿刺，其中单纯B超引导下穿刺的应用最为广泛。B超引导行RFA治疗HCC具有肿瘤坏死彻底、创伤小、恢复快、并发症少、远期预后较好等优势，临床应用较普遍。但也存在一定的不足，如对于较大的病灶，在布针消融时高度依赖术者的经验，经验的偏差可能引起布针出现“漏空现象”，从而导致消融不够彻底。大多数学者采用常规B超作为消融技术引导，通常可以定位肿瘤位置，亦可动态监测消融过程。但常规B超有时存在肿瘤显示不清晰，导致定位不准确、RFA治疗消融范围不够，从而易引起术后复发[15]。传统B超引导RFA，存在小于1 cm病灶不显示或显示不清，肝硬化结节误导或肿瘤周边病灶干扰等不足，这些将导致难以精准靶向进针进行RFA，甚至通过CT或MRI检查发现的病灶，在传统B超引导下亦难发现，而难以进行RFA[3]。说明常规B超辅助RFA存在一定缺陷。

2 CT引导下经皮RFA治疗HCC

目前RFA治疗HCC依靠CT二维图像引导消融较为普遍。CT引导下虽可在多次穿刺中清晰显示肿瘤，但有一定的电离辐射，且价格昂贵。CT引导与超声引导相比，可以清晰显示病灶与周围组织的关系，有助于合理选择布针的路径。而且CT还可以清晰显示射频针与病灶的关系，在治疗过程中可及时调节射频针的角度与深浅，从而使得RFA治疗效果更好。此外，CT还能比较清晰地显示病灶因RFA出现的内部“气泡征”，有助于术者及时调整RFA治疗方案[14]。

多排螺旋增强CT引导下肝癌RFA，于消融前进行增强CT检查，明确病灶的具体位置及其与周围血管的关系，随后辅助设计进针路线；于消融后再进行增强造影检查，评估消融效果及是否需要追加射频消融以获得满意疗效[16]。然而该方法可能需要短时间内反复注射碘离子造影剂(可能与肾毒性相关和有过敏可能)和反复暴露于电离辐射中，才能评估消融区域和肿瘤残留[17]。因而CT引导下肝癌RFA亦存在不足。

3 超声造影引导RFA治疗HCC

超声造影(contrast-enhanced ultrasound，CEUS)是采用可以进入组织微循环的造影剂，通过背向散射回声增强，提高超声诊断的分辨力、灵敏度和特异度的一种技术[18]。CEUS可连续、实时、动态地观测及显示肿瘤，对于非常早期或晚期出现强化模式的肿瘤来说，CEUS对观察这些病灶非常有用。因为多排螺旋CT或MRI检查通常在该时间窗不显示。CEUS在诊治HCC中的效果与多排螺旋CT或MRI相当[19]。而且CEUS无碘剂过敏问题，无论是肾功能不全者还是碘造影剂过敏者均可使用，而CT引导下RFA则不行。另外，CEUS无辐射。再者，CEUS能用于有金属植入物的患者，这一点也优于MRI引导的RFA[20]。

我国的HCC患者多伴有肝硬化，由于肝实质的不均质回声及肝脏结节影响，使常规B超对恶性病灶检出受限，进而影响到消融的定位和消融的彻底性。CEUS可实时监测消融是否彻底，即时判定肿瘤是否坏死，如未达要求，可即时补充RFA，从而获得更好的治疗效果。

4 三维可视化技术引导RFA治疗HCC

传统采用B超、CT或MRI等2D图像引导的RFA，需要术者通过形象思维重组三维立体结构后进行手术规划。这种方法高度缺乏直观性和准确性，术前规划较难与实际穿刺路径一致，易导致最终的消融形态与理想状况有较大的偏差，消融易形成三维空间的漏空，即“漏空现象”，导致消融不完全、肿瘤残留，术后局部进展率高。因此，如何在消融治疗前精准定位、分析肿瘤与周边毗邻器官的空间关系，如何通过制定合理的进针路线及深度、进针数量等来提高消融治疗的精准性及安全性，仍是亟待解决的难题[6]。

图像引导下热消融治疗HCC的实施，不仅需要在术前通过合适的影像学检查进行评估、规划，而且术中需依托单一或多种图像技术的引导合理布针，这样才能够避免损伤周围重要的结构，才能确保消融覆盖整个肿瘤区域，术后再采用合适的方式进行客观评价疗效。即获得好的临床疗效，需要进行术前合理规划、术中精确定位、术后准确评估。

医学图像技术的发展，使得获取三维图像(3D)靶向引导肝癌RFA具有可行性。唐云强等[21]研究显示，三维重建辅助肝癌射频消融一次彻底消融率明显高于常规二维组，局部复发率明显低于二维组。研究显示术前3D规划可提高一次彻底消融率，从而减缓肿瘤进展，延长患者生存期。张雯雯等[22]研究显示，3D辅助下腹腔镜肝癌RFA的无瘤生存时间比常规腹腔镜RFA长(P<0.05)。通过术前三维重建联合B超，不但可全方位观察病灶及其与周边关系，避开肋骨、血管及大的管道[23]，选择合理的进针位置及进针数目，而且可实时观察病灶消融情况，保证消融范围且减少并发症。三维可视化术前规划平台[24]可提高消融的精准度，优化方案，提高术者消融操作的信心，减少并发症，具有很好的临床应用前景[25]。

5 单针电极和多针电极RFA技术治疗HCC

对于符合米兰标准的HCC，许多肝胆中心采用单针电极进行消融。由于单针消融的热量覆盖范围有限，肿瘤越大就越不容易获得足够的消融范围，难以获得安全消融边界，而这是局部肿瘤进展相关的关键因素之一。单针RFA的缺陷在于，随着距离的增加伴随着温度下降，即“热沉效应”现象，使RFA导致的凝固坏死区域非常小。单针电极消融为获得更大的射频消融范围，射频耗时较长，可造成约3.2%的皮肤Ⅱ度～Ⅲ度烧伤[26]。

多针电极RFA同时采用多针进行消融，当多个电极近距离合理布控时，针与针的热效应相互影响，消融区相互重叠，从而使消融区获得更高的温度，增加消融周围区域的热传导作用， 同时多针消融可避免热量丢失，扩大射频范围，也可减少消融时间，增加RFA效率[27]。于肿瘤周围进行多针布控RFA，有助于减少局部肿瘤进展率。多针RFA技术与单针相比，其优势在于同样功率情况下可达到更大的能量效应，即可获得更大的可预见的消融边界[28]。研究显示[28]，多针RFA消融直径可达3 cm，将HCC彻底毁损，多针RFA模式可避免穿刺部位肿瘤病灶播散，符合“无瘤原则”。

多针电极RFA的肿瘤完全消融率达98.68%，一次性完全消融率为98.02%[27]，这高于以往单电极RFA的结果(91.1%～96.8%)[29-30]。有研究显示[31]，于体外对牛肝进行的多针RFA，即使多达6针都是可行、安全的，且可用于单个大的病灶；对于多个小的病灶，同时使用3个射频发生器进行多针消融也是可行的。相对于单电极RFA，同样的能量，多电极RFA可获得更高的射频疗效，更大的安全消融边界，而且对直径超过3 cm的HCC，可达到完全消融的效果。多针电极RFA模式能完全消融直径达8 cm的HCC，可反复使用，并且可减少联合治疗的次数而达到更好的疗效，这对耐受差的患者较有帮助[28]。多电极RFA是种可提高一次性完全消融率、安全有效且节约手术时间的治疗方法[27]。

由于“热沉效应”，超过3 cm肿瘤的单针RFA消融效果不佳；而多针电极RFA可获得更大的安全消融边界且安全有效，相比于单针电极RFA更具前景。

6 其他局部热消融方法

6.1 微波消融治疗HCC 微波消融(microwave ablation，MWA)是近10年来快速发展的肝癌局部治疗技术，在安全性及有效性方面优于RFA、无水乙醇注射、冷冻消融等[32]。Takami等[33]对719 例HCC进行MWA，与其同期外科切除的其他病例获得相当的临床疗效。HCC进行MWA治疗是当前研究的热点之一，和RFA等比较，具有操作简便、安全性高、消融面积更大等优点[34]。有研究显示，3针天线消融的直径、体积比2针天线消融的大，且具有统计学差异[34]。随着消融功率的增加，加上更大的功率天线和多针天线布阵，微波热消融可消融更大的范围，其可消融直径>7 cm或更大的肿瘤[35]。但WMA治疗对于中、大肝癌的疗效仍未十分肯定，尚缺乏大宗病例的远期疗效报道。在三维可视化技术引导下予以WMA治疗，可以提高HCC患者的生存率，降低HCC复发率和并发症发生率[36]。超声联合3D技术引导下行WMA治疗大肝癌，具有精准、快速、安全等特点，能增加肿瘤灭活率，延长患者生存时间[37]。

6.2 高强度聚焦超声治疗HCC 高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound，HIFU)是一种非侵入性的体外适形治疗实体肿瘤的新技术，将体外超声换能器发射的低声强超声波聚焦在体内焦点处，产生瞬间高温、空化和机械效应，使肿瘤组织凝固性坏死[38]。此外，HIFU治疗能提高机体对肿瘤的免疫杀伤能力，对肝癌治疗起到增敏作用。Ng等[39]报道应用HIFU 治疗HCC患者49例，有效率为 79.5%，术后1年、3年的生存率分别为87.7%和62.4%，认为肿瘤直径>3 cm是影响消融彻底性的重要影响因素，也就是说对于直径>3 cm的HCC，HIFU疗效受影响。

7 热消融术后疗效评价及基于3D图像融合技术对消融术后疗效的评价

消融边界(ablative margin，AM)与肿瘤局部进展(local tumour progression，LTP)密切相关，即不足的AM可能导致较高的LTP[40]。因此，AM是RFA术后预测LTP的重要指标[41]。相对于HCC肝切除术，RFA治疗HCC伴有较高的LTP[42]。LTP是指发生于消融治疗区域内部或边缘部位的肿瘤复发[43]。已知的危险因素包括病灶直径、毗邻大血管、肿瘤病理分化情况、消融范围等[6，44]。安全消融边界是指距离肿瘤周围组织0.5～1.0 cm的正常肝脏组织被消融[45]。能否获得足够的安全消融边界是LTP的重要影响因素[44]，因此消融术后的准确疗效评价是肝癌消融的重要环节。

临床上常采用B超、CEUS、增强CT或MRI等图像技术评价HCC热消融治疗的效果。但常规B超检查在HCC消融治疗时难以清楚地探及边界，也不能准确区分凝固性坏死范围，在疗效评价上存在一定的局限性。CEUS可实时显示，副作用少，且可重复扫查，尤其可进行术中造影，对困难病灶进行引导定位穿刺，并在消融术后即时评估疗效，从而及时指导进一步治疗，具有不可替代的优势。CEUS可准确判断热消融治疗后肿瘤是否完全灭活，若未完全灭活，可及时对肿瘤的残余部分进行补充治疗，而达到完全消融[46]。但CEUS评价HCC热消融的疗效也有其局限性，主要表现在两个方面：(1)一次造影只能观察一处病灶，不能获得全肝各个时相图，可能出现漏诊；(2)对于存在多发病灶则需多次注射造影剂进行逐个观察。因此，CEUS结合CT/MRI，可弥补CEUS的不足。增强CT具有较好的客观性，是消融疗效评估的一个较好方法。但是目前通常采用将消融前后的CT二维图像并排显示，进行人工对比，大致估计或以肝内解剖标志点做参照评估消融治疗是否达到安全边界，这种方法判断AM的准确度有限，尤其是对肿瘤上下径或斜径方向的测量更为困难[6]，无法客观、准确、定量地评估是否获得“安全边界”，故难以客观地精确评估消融疗效。而术后疗效准确评估的关键就是肿瘤边界与消融区边界空间位置关系的定量判断，因此需要一种科学的定量评估方法。为解决这一问题，一些学者利用图像融合技术进行尝试。

图像融合是通过采用计算机技术对治疗前后影像图像进行准确的配准和叠加等处理，获得一种综合的影像图像的技术[47]。Tomonari等[48]通过工作站对患者采用RFA术前和术后增强CT的横断面CT影像进行图像融合评估AM，所有病灶LTP与最小的AM一致，表明图像融合是一个能准确评估RFA术后消融边界的手段。有研究显示[49]，肝癌RFA术后采用3D-CEUS-CT/MR图像融合评估AM，这个评估工具由一个导航系统和动态定位系统组成，即包括超声系统和CT/MR，通过采用CT/MR和超声系统图像叠加融合后评估肝癌病灶是否被消融覆盖。也有采用MRI评估AM[50]，然而这些图像融合均在二维影像结构下进行。肝内脉管结构复杂，且存在变异可能，很难通过直觉辨别肿瘤病灶与周围组织的空间关系。通过三维重建并进行图像融合将可能解决该难题。Tang等[51]对75例HCC患者采用基于CT的3D图像融合评估RFA术后AM，可精确评估肿瘤消融边界，判断肿瘤消融是否成功，较2D更为精准，且能预测RFA术后复发。3D技术评估消融疗效的正确率明显高于常规2D方法[25]。基于CT数据进行3D图像融合下的定量分析更为客观、准确。

因此，要获得满意的热消融疗效，除了需把握适应证，还需选择适宜的联合治疗模式；除了需具备娴熟的操作技能外，还需重视图像技术引导，全面掌握图像技术技能，术前通过充分的影像学手段如3D可视化技术来了解肿瘤的详细情况，制定合理的治疗方案、消融程序、布针数量等，进而精准消融。

采用多模态图像技术引导多针电极热消融治疗HCC，通过术前对HCC患者进行基于CT数据的三维图像重建，设计消融路线及多针合理布局，结合术前3D规划，术中3D技术间接导航，联合CEUS实时靶向引导消融进针，实现多针电极HCC布控，去除消融“漏空现象”，术后即时采用CEUS实时评估HCC是否彻底消融，如消融未达到安全消融边界，则即时补充消融。术后合适时间再进行3D图像融合技术进一步量化评估消融效果。

综上所述，图像技术引导肝癌热消融获得了较好的疗效，随着多针消融技术、三维可视化技术[52]以及智能诊疗技术[53]的发展，采用多模态图像技术靶向引导多针热消融治疗HCC将成为未来的发展趋势。消融术后采用3D图像融合技术进行量化评估射频消融效果，可更准确评价消融疗效。未来，热消融治疗HCC的指征会放宽，且有望获得更好的远期疗效。