MR與CT引導下經皮兔VX2肝臟血管旁腫瘤模型制作有效性與安全性的對比研究

馮旭，馮桂玲，劉彥，孫白瑾濤，李兵，杜勇

作者單位：川北醫學院附屬醫院放射科，南充 637000

肝細胞性肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是成人原發性肝癌最常見的組織學類型，也是全球癌癥死亡的第二大原因[1]，五年存活率低至12%[2]。HCC 根治性治療方法包括肝切除、肝移植及經皮消融。然而，只有9%～27%的HCC 患者符合手術切除和肝移植適應證[3]。當HCC 患者存在合并癥、肝功能障礙或手術禁忌時，局部熱消融被認為是小肝癌患者的一線治療選擇[4]。但臨床工作中發現，當腫瘤位于大血管旁時，由于熱沉效應造成一部分能量損失，以及消融后血管損傷等，消融治療往往存在術后并發癥發生率高、消融不徹底、復發率高等情況[5]。Cao等[6]研究證明射頻消融(radiofrequency ablation，RFA)術后腫瘤復發或進展的風險增加與肝癌位于門靜脈周圍顯著相關。也有研究表明腫瘤大小(＞2～3 cm)和腫瘤周圍存在大血管是腫瘤局部復發的兩個主要危險因素[7]。因此，通過對消融方式的改進、聯合介入方法以及免疫治療等研究，來提高大血管旁肝癌的療效，具有重要的臨床意義，而建立一種安全、高效的肝臟大血管旁腫瘤模型是開展該領域相關研究的前提，具有非常重要的臨床及科研價值。

常用且成熟的肝癌模型是兔VX2肝癌模型，其成功率高、應用廣泛[8]。目前常用影像引導經皮接種，引導方式包括超聲、CT、MR引導[9]。在以往實驗報道，我們發現單獨應用CT 或MR 引導兩種引導方式不僅會影響建模成功率和動物實驗經費，有時也會影響研究結果[10-14]。目前關于對比CT 與MR 引導下經皮穿刺肝臟大血管旁建立腫瘤模型尚未見文獻報道。本研究通過對比1.5 T 封閉式MR 與CT 兩種引導方式，經皮穿刺至兔肝臟大血管旁，建立VX2 腫瘤模型，以MR 掃描復查驗證，旨在評價兩種引導方式的腫瘤模型制作成功率、穿刺針顯影情況、針尖周圍血管顯影情況、手術時間及安全性，探索一種更理想的肝臟大血管旁腫瘤建模方法。

1 資料與方法

1.1 實驗動物

本研究經過川北醫學院動物倫理委員會批準[批準文號：NSMC 倫理動物審(2021)51 號]，共計60 只新西蘭大白兔納入實驗研究。實驗用新西蘭大白兔由川北醫學院實驗動物中心[許可證號：SYXK (川)2018-076]提供，體質量2.5～3.5 kg，4～6 月齡，限雄性，具備健康檢疫合格證書。實驗前先行常規MR掃描排除實驗兔影響實驗結果相關疾病及先天性變異等，常規飼養7 天，并觀察有無行為學異常。實驗前12 h禁食，自由飲水。

1.2 VX2瘤塊制備

術前將大腿VX2荷瘤新西蘭大白兔進行稱重，耳緣靜脈推入3%戊巴比妥鈉麻醉(1 mL/kg)，麻醉后仰臥位固定到自制實驗手術臺上。使用脫毛膏將新西蘭大白兔術區脫毛、備皮，消毒、鋪無菌洞巾、貼無菌手術巾。用手術刀逐層剝離，同時鈍性分離肌纖維暴露腫瘤，切取預定區域腫瘤邊緣生長旺盛組織。去除壞死組織、筋膜組織及其他結締組織，只留下白色、透明魚肉樣腫瘤組織。將腫瘤組織切碎為1 mm3大小的瘤塊，浸泡于1∶40 比例的青霉素和生理鹽水的培養皿中備用。

1.3 設備及器械

1.3.1 設備

MR 設備：1.5 T 磁共振掃描儀(Area，Siemens，德國)，動物實驗專用線圈；CT設備：16排螺旋CT掃描儀(MX16,飛利浦,飛利浦醫療有限公司，荷蘭)。

1.3.2 手術器械

20 G 磁共振兼容同軸穿刺針(CCZ-20G×150，安邁，中國)；20 G 同軸穿刺針(MN2020，巴德，美國)；明膠海綿；脫毛膏、手術刀、鑷子等。

1.4 兔VX2肝臟血管旁腫瘤模型制作

1.4.1 MR引導下兔VX2肝臟血管旁腫瘤造模方案

術前隨機選30只實驗兔進行稱重，禁食12 h，不限制飲水，于實驗兔耳緣靜脈推入3%戊巴比妥鈉麻醉(1 mL/kg)，待全麻后將實驗兔仰臥固定于自制實驗手術臺上。常規劍突下術區脫毛膏脫毛，將自制魚肝油定位器標記放置于脫毛區域，將動物環形線圈置于劍突下穿刺區域。并行MR 掃描，擬定肝左葉直徑大于3 mm 的血管旁為接種部位，選擇最佳穿刺點、規劃穿刺路徑(角度、方向及深度)。術區消毒、鋪無菌洞巾、貼無菌手術巾。用20 G磁共振兼容同軸穿刺針沿規劃路徑分次進針，術中多次行T1WI Vibe Dixon掃描序列確定穿刺角度、方向及深度，直至穿刺針針尖穿刺至目標區域，拔掉針芯后用5 mL注射器抽吸無回血。固定穿刺針，用眼科鑷夾兩塊瘤塊放入針鞘內，用針芯反復將瘤塊推入肝內，隨后將一小塊明膠海綿用針芯沿針鞘推入肝內封堵針道，快速拔出穿刺針，加壓按壓1～2 min，確認無出血后去除手術巾后常規消毒。術后復查MR了解有無包膜下血腫等并發癥(圖1)。術后連續3天肌注40萬U青霉素，預防感染。本研究中使用的MR掃描序列和參數列于表1。

表1 磁共振掃描序列和參數Tab.1 The sequences and parameters of MRI

圖1 MR 引導經皮兔VX2 肝臟血管旁腫瘤種植術中及術后2 周。1A：T1WI Vibe Dixon 序列兔肝橫軸位圖像，MR 兼容同軸穿刺針針尖(箭)進針到血管旁，植入腫瘤組織；1B：種植2周后行MR 掃描，T2WI示肝臟血管旁一稍高信號結節(箭)；1C：DWI序列見血管旁一高信號結節(箭)；1D：增強掃描門脈期血管旁見一強化結節(箭)。 圖2 CT 引導經皮兔VX2肝臟血管旁腫瘤種植術中及術后2周。2A：CT 兔肝橫軸位圖像，CT 同軸穿刺針針尖(箭)進針到血管旁，植入腫瘤組織。2B：種植2周后行MR掃描，T2WI示肝臟血管旁一稍高信號結節(箭)；2C：DWI序列見血管旁一高信號結節(箭)；2D：增強掃描門脈期血管旁見一強化結節(箭)。Fig. 1 MR?guided percutaneous in rabbits VX2 hepatic para?vascular tumor implantation during and 2 weeks after surgery. 1A: Transaxial image of T1WI Vibe Dixon rabbit liver. The needle tip (arrow) of the MR?compatible coaxial puncture needle is inserted beside the vessel and implanted into the tumor tissue. 1B: MR scan was performed 2 weeks after implantation, and T2WI showed a slightly hyperintense nodule (arrow) beside the hepatic vessels. 1C: DWI sequence shows a hyperintense nodule (arrow) beside the vessel. 1D: Enhanced scan shows an enhanced nodule beside the vessels in the portal venous phase (arrow). Fig. 2 CT?guided percutaneous in rabbits VX2 hepatic para?vascular tumor implantation during and 2 weeks after surgery.2A:CT transaxial image of rabbit liver.The needle tip(arrow)of CT coaxial puncture needle is inserted beside the blood vessel and implanted into the tumor tissue. 2B: MR scan was performed 2 weeks after implantation, and T2WI showed a slightly hyperintense nodule (arrow) beside the hepatic vessels. 2C: DWI sequence shows a hyperintense nodule (arrow) beside the vessel. 2D:Enhanced scan shows an enhanced nodule beside the vessels in the portal venous phase(arrow).

1.4.2 CT引導下兔VX2肝臟血管旁腫瘤造模方案

術前準備同1.4.1，將自制CT定位標記放置于脫毛區域，并行CT 掃描，擬定肝左葉直徑大于3 mm 的血管旁為接種部位，選擇最佳穿刺點、規劃穿刺路徑(角度、方向及深度)。常規消毒鋪巾。用20 G 同軸穿刺針沿規劃路徑分次進針，術中多次CT 掃描確定穿刺角度、方向及深度，直至穿刺針針尖穿刺至目標區域，拔掉針芯后用5 mL 注射器抽吸無回血。以下步驟同1.4.1 (圖2)。

1.4.3 評價標準

兔VX2 肝臟血管旁腫瘤模型制作成功定義為兔肝臟單發腫瘤，位于肝左葉，且鄰近大血管，肝外未發現其他種植腫瘤生長，用于評價技術成功率。偽影倍數定義為同軸穿刺針在MR、CT 圖像上的顯示直徑與其真實外徑的比值，用于評價穿刺針顯影情況。手術時間定義為自全麻開始至種瘤結束。并發癥包括胸、腹腔積液、肝周血腫、斷針、肝膿腫、大出血等，以評價技術安全性。

1.4.4 隨訪

種植后2 周行肝臟MR 掃描，監測實驗兔目標區域腫瘤種植是否成功，有無轉移病灶及并發癥。掃描完成后，隨機處死兩只實驗兔，將腫瘤剝離用甲醛水溶液固定，送病理檢查。

1.5 統計學分析

采用SPSS 21.0 統計分析軟件。所有計量資料使用均數±標準差(±s)，分別用獨立樣本t 檢驗和卡方檢驗評估兩組連續性樣本和計數資料的差異，P＜0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 技術成功率及手術時間

由2 名放射科中級職稱醫師隨機完成。MR 引導組29 只(96.7%)兔肝腫瘤種植成功，病灶個數31 個，1 只于腹壁出現針道轉移；CT 引導組24 只(80.0%)兔肝腫瘤種植成功，2只出現針道轉移，3只肝臟其他部位出現轉移灶，1只不明原因死亡，病灶個數38個，兩組技術成功率差異有統計學意義(P=0.044)。MR引導組和CT引導組腫瘤最大直徑分別為(1.74±0.38) cm、(1.67±0.26) cm，差異無統計學意義(P=0.410)。MR引導組手術時間(13.32±2.45) min，CT 引導組手術時間(8.42±1.46) min，差異有統計學意義(P＜0.001) (表2)。

表2 MR、CT引導下經皮兔VX2肝臟腫瘤造模情況

2.2 穿刺針顯影情況及針尖周圍血管顯影情況

穿刺針在MR各序列中均顯示為條狀低信號影，針尖顯影清晰。20 G 磁共振兼容同軸穿刺針的真實外徑為0.9 mm，在T1上的顯影直徑為(6.54±0.35) mm，偽影倍數為(7.26±0.38)倍。穿刺針在CT 圖像顯示為高密度，20 G同軸穿刺針的真實外徑為0.9 mm，在CT 圖像顯影直徑為(2.26±0.52) mm，偽影倍數為(2.51±0.57)倍,兩組差異有統計學意義(P＜0.01)。27 只(90.0%)兔MR 針 尖 周 圍 血 管 顯 示 清 晰；17 只(56.7%)兔CT 針尖周圍血管顯示清晰，部分針尖周圍會出現星芒狀低密度偽影，周圍血管及膽管顯影明顯受影響,差異有統計學意義(χ2=8.523，P＜0.01)。同時，實驗兔在MR、CT掃描過程中均無法避免呼吸運動偽影。

2.3 并發癥

CT引導組中2例出現少量腹腔積液，經對癥治療后復查吸收。兩組均未見肝膿腫、黃疸及膈肌穿孔等嚴重并發癥。

3 討論

本研究通過對比1.5 T封閉式MR與CT兩種引導方式，經皮穿刺至兔肝臟大血管旁，建立VX2 腫瘤模型，術后2周行肝臟MR掃描驗證模型建立情況。發現MR 引導比CT 引導具有更高的造模成功率，雖然穿刺針偽影倍數大、手術耗時長，但是針尖周圍血管顯影清晰，并發癥發生率低。肝臟大血管旁腫瘤是局部消融治療的高危部位，其術后并發癥發生率、不完全消融率及局部進展率相對較高[5]。目前對于肝臟大血管旁高危部位腫瘤消融治療的安全性、有效性仍存在爭議。同時，關于對比CT 與MR 引導下經皮穿刺兔肝臟大血管旁建立腫瘤模型尚未見文獻報道。本研究探索更高效、安全建立兔肝臟大血管旁腫瘤模型的引導方式，為后續消融治療肝臟大血管旁腫瘤相關研究提供實驗基礎，具有重要的科研和臨床應用價值。

3.1 CT、MR引導兔肝臟種瘤的優缺點

目前超聲、CT和MRI是經皮肝臟穿刺接種法的主要引導方式[9]。CT引導下經皮穿刺瘤塊接種法是目前相對成熟的兔VX2肝癌模型制作方法，通過CT引導運用穿刺針將瘤組織種植到肝臟目標區域。CT 引導無需開腹、縫合等復雜操作，所需藥品和器械較少，操作簡便、快捷、省時，而且對肝臟損傷小、術后恢復快、感染率低，腫瘤不易發生移位種植[15]。雖然CT引導的圖像具有高密度分辨率，但對于血管和膽道結構顯示不如MR[16]。理論上，MR 引導具有組織分辨率高，不受氣體和骨的影響，多方位多平面掃描成像，血管成像無需對比劑，對肝臟創傷小，且無輻射，能更準確地定位特殊部位小腫瘤[17-18]，以及術中能避開大血管和膽道等優點，然而存在成像時間長，術中操作復雜，價格昂貴，不如CT或超聲引導便捷、便宜等缺點[19-20]。

3.2 CT、MR 引導兔肝臟大血管旁腫瘤建模技術成功率

本研究顯示，MR 引導比CT 引導經皮肝臟大血管旁腫瘤建模成功率高，并且有效控制腫瘤生長部位。導致CT引導組出現針道轉移和肝內轉移發生率較高的原因可能是CT 對肝臟血管、膽管顯影不及MR，CT引導穿刺過程中可能損傷重要解剖結構[21]，腫瘤組織不僅可以種植于肝實質，還可以進入膽道及肝血管，甚至沿穿刺針道滲出。

本研究MR引導技術成功率(96.7%)與萬仁均等[10]報道造模成功率(90.9%)相似。兩項研究均采用了明膠海綿封堵針道技術，有效防止瘤塊脫落至腹腔或穿刺路徑，保障高建模成功率。本研究CT 引導技術成功率(80.0%)低于以往文獻報道造模成功率95%～100%[11-14]。我們分析有三個原因：第一，本研究所建立的肝臟大血管旁VX2腫瘤模型，特殊部位是造成造模成功率稍低的主要原因；第二，兔的肝臟體積較小，活動度大，對術者穿刺技術的熟練程度要求較高；第三，本研究后續干預措施是消融治療，對于腫瘤的形態、數量、大小及位置有特殊要求，比如當腫瘤緊貼或凸出于肝包膜、腫瘤鄰近胃腸道距離過近均會影響消融效果、增加并發癥和提高死亡率[22]，所以我們將這部分模型視為造模失敗。

3.3 CT、MR引導偽影倍數及手術時間

穿刺針合適的偽影倍數是保障穿刺精準性和安全性的關鍵。本研究發現，MR 穿刺針偽影倍數明顯高于CT 穿刺針。MR 穿刺針偽影與CT 不同，實質是磁敏感偽影所形成的線性信號缺失，偽影大小與穿刺針材質工藝、掃描序列等因素有關[23]。MR 穿刺針偽影表現為直徑明顯增厚，但針尖周圍無偽影干擾，針尖周圍血管和膽管顯示明顯優于CT，對穿刺手術的安全性和準確性無顯著影響。本研究認為MR穿刺針偽影倍數屬于臨床應用合理的參數值。

雖然MR 引導腫瘤建模技術成功率更高，但仍然存在一些缺陷。MR 引導手術耗時明顯高于CT 引導，主要由于MR 掃描時間較CT 長。本研究已在保證肝組織和穿刺針清楚顯示的情況下，優化常規肝臟成像序列縮短掃描時間，但掃描時間仍明顯長于CT。

3.4 局限性

本研究存在一些局限性：首先，我們沒有同時比較開腹及引導下兔肝臟大血管旁VX2腫瘤建模方法，未來研究中進行完善；其次，本研究中使用的動物數量較少，降低了結果的統計效力，進一步研究需要增大樣本量；另外，MR 引導下穿刺掃描時間仍然較長，未來進一步優化MR 引導下穿刺序列，縮短掃描時長同時保障MR圖像質量。

綜上所述，CT 及MR 引導下經皮兔肝血管旁腫瘤種植均是安全、可行的造模方法。MR 引導肝臟腫瘤模型具有制作成功率更高，穿刺針針尖偽影倍數滿足臨床應用要求，并發癥發生率低，術中無輻射等優點，但仍然存在掃描時間及手術耗時長、價格昂貴、對器械要求高等缺陷。CT 引導掃描時間及手術耗時短?？傮w來說，研究者可根據實際情況，選擇合適的影像引導方法來建立兔VX2肝癌模型。

作者利益沖突聲明：全部作者均聲明無利益沖突。