锥体束CT三维肝动脉造影在TACE术中判断原发性肝癌肿瘤供血动脉的临床价值

胡俊刚，王晓东，朱旭，曹广，陈辉，杨仁杰

·肿瘤介入Tumor intervention·

锥体束CT三维肝动脉造影在TACE术中判断原发性肝癌肿瘤供血动脉的临床价值

胡俊刚，王晓东，朱旭，曹广，陈辉，杨仁杰

目的准确判断肿瘤供血动脉是实现肝癌超选择性肝动脉化疗栓塞（TACE）的基础。本研究探讨原发性肝癌TACE术中，锥体束CT三维肝动脉造影（cone-beam computed tomography hepatic arteriography，CBCT-HA）对比DSA肝动脉造影（DSA-HA）在判断肿瘤供血动脉的价值。方法23例原发性肝癌患者入组研究。术中分别进行DSA-HA、CBCT-HA、碘油-TACE（Lip-TACE）、碘油CBCT（Lip-CBCT）。2名有经验的介入科医师共同分析DSA-HA和CBCT-HA影像学资料，判断肿瘤供血动脉。卡方检验进行统计学分析。结果75个肿瘤通过金标准确定肿瘤供血动脉。DSA-HA确认肿瘤供血动脉（阳性）40个，其中真阳性32个，假阳性8个。CBCT-HA确认肿瘤供血动脉（阳性）72个，其中真阳性68个，假阳性4个。CBCT-HA对肿瘤供血动脉判断的灵敏度为68/75（90.7%），明显高于DSA-HA（32/75，42.7%）（P＜0.001）；阳性预测值（68/72，94.4%），亦高于后者（32/40，80.0%）（P=0.040）。结论CBCT-HA对肝癌肿瘤供血动脉的判断明显优于传统DSA-HA，对超选择性TACE治疗有明显的临床指导意义。

CBCT肝动脉造影；DSA肝动脉造影；原发性肝癌；肝动脉化疗栓塞术

肝细胞肝癌（HCC）是世界最常见和最难治的恶性肿瘤之一，目前主要的根治性治疗手段包括手术切除、肝移植、经皮消融等，但只有不到30%患者有根治性治疗的机会。对于不能外科切除的晚期肝癌患者，经肝动脉介入治疗受到广泛应用并认为行之有效［1-2］，这些技术包括单纯栓塞术、TACE、载药微球栓塞术、90Y微球放射性微球栓塞术等［3-9］。

准确发现肿瘤供血动脉进而行超选择TACE，将明显提高其抗肿瘤效果，并最大程度减少对非瘤肝组织的损伤，尤其对于肝硬化严重的患者。传统血管造影，在二维背景下，肝动脉分支经常前后重叠，严重影响术者对肿瘤供血动脉的判断。术中往往需要反复超选择肝动脉造影寻找肿瘤供血动脉，增加了手术时间、对比剂用量和患者的照射损伤，即便如此也经常会漏选部分肿瘤供血动脉，导致栓塞不彻底［10］。

大平板探测器的3D血管造影和锥体束CT（cone beam computed tomography，CBCT）成像技术的使用在发现肝脏隐匿性病变、三维血管空间分辨率等方面，有着与传统CT肝血管造影（CT hepatic angiography，CTHA）相媲美的表现［11-13］。CBCT三维肝动脉造影（CBCT hepatic arteriography，CBCT-HA）是采用平板血管造影机在肝动脉注射对比剂同时，一次性旋转采集同时获得肝动脉三维血管影像和肝脏实质CBCT图像。本中心在动物实验的基础上，进行CBCT-HA的参数系统优化，使单期CBCT-HA即可同时获得三维肝动脉血管和肿瘤染色的高清晰显示。本研究拟探索三维CBCT-HA相对于二维血管造影对肿瘤供血动脉判断的价值优势，以期为超选择TACE提供更准确的指导。

1　材料与方法

1.1临床资料

2011年9月到2012年4月，34例初确诊为不能手术切除的肝癌患者在本中心接受传统TACE治疗。诊断标准为穿刺活检病理证实，或者临床诊断，包括典型的影像学表现，肝炎和肝硬化背景和甲胎蛋白水平＞400 ng/ml。TACE术前1个月内对患者进行CT或MRI对比增强扫描。TACE术的治疗标准如下：ECOG评分≤2，Child-Pugh肝功能分级A或B，肿瘤侵犯小于60%肝体积，无门静脉癌栓，无腹水，白蛋白＞25 g/L，丙氨酸转氨酶和天冬氨酸转氨酶＜5倍的正常上限水平，血清总胆红素＜50 μmol/L，血肌酐＜170 μmol/L，血小板计数＞50× 109/L，凝血酶原时间国际正常化比值（INR）≤1.5。入选本研究的纳入标准如下：①患者依次接受非选择性肝动脉造影DSA-HA，CBCT-HA，选择性肝动脉造影，传统选择性碘油化疗栓塞术，碘油CBCT扫描；②CBCT-HA影像无明显呼吸运动伪影；③非弥漫性肝癌。11例患者被排除，排除原因：7例未行CBCT-HA，因为存在至少2支或以上肝动脉分支分别从腹主动脉发出；2例患者CBCT-HA图像明显的呼吸运动伪影；2例弥漫性肝癌。本研究最终纳入23例患者，其中男21例、女2例；年龄46～82岁，平均（59.5±12.7）岁；共75个肿瘤，肿瘤平均大小为（19.3±21.0）mm。患者临床资料和肿瘤特征见表1。

1.2检查和治疗方法

1.2.1二维DSA-HA技术局麻下经皮股动脉穿刺，将4 F或5 F导管选择至肝总动脉或肝固有动脉，行前后位DSA-HA造影，对比剂（Xenetix 350，法国）注射速率为4～5 ml/s，共4～5 s，造影设备为40 cm大平板DSA机（Innova 4100，GE）。

1.2.2三维CBCT-HA技术DSA-HA检查后即刻行三维CBCT-HA检查，导管头位置同前，对比剂（Xenetix 350，法国）总剂量为27～36 ml，注射速率为3～4 ml/s，共计9 s，CBCT扫描起始时间延迟4.5 s（即开始推注对比剂后4.5 s），扫描持续时间为5 s，C形臂绕感兴趣区旋转180°（40°/s）完成CBCT数据采集，共获得150张投影图像。工作站自动重建层厚1.8 mm、矩阵大小512×512×512的CBCT横断图像和肝动脉三维血管容积再现图像，重建时间约1 min。

表1　原发性肝癌患者临床资料

1.2.3碘油TACE技术关于碘油化疗尽可能采用超选择栓塞技术。首先，肝动脉造影了解肝动脉血管解剖特点、发现肿瘤染色、判断肿瘤供血动脉以及门静脉的开放情况。然后采用2.2～2.8 F同轴微导管超选择肿瘤供血动脉的肝段或亚段动脉分支。造影确认或高度怀疑肿瘤供血动脉后，透视下缓慢推注表柔比星（40～60 ml Epirubicin；海正制药，中国）和碘化油乳剂（5～30 ml，Aulnay-sous-Bois，法国），待血流缓慢或近停止时漂注明胶海绵颗粒或微球（embospheres 100～300或300～500 μm，Biosphere Medical，Rockland，Massachusetts，美国），直到所有参与肿瘤供血动脉血流停止。保存每次超选择性血管造影和透视下漂注碘油的碘油动态沉积图像。

1.2.4碘油CBCT技术TACE术后即刻行CBCT数据采集，扫描持续时间为10 s，C形臂旋转180°，20°/s，扫描完成，工作站自动重建层厚1.8 mm、矩阵大小512×512×512的CBCT横断图像。

1.2.5图像分析2名高年资介入科医师在GE后处理工作站共同观察分析影像学资料并达成共识：包括DSA-HA动态影像、三维CBCT-HA的多层面重建断层图像、最大密度投影图像（MIP）和容积再现（VR）图像，分别判断DSA-HA和CBCT-HA的肿瘤的供血动脉及其开口位置。CBCT-HA影像资料判断肿瘤供血动脉方法：首先在1.8 mm层厚的CBCT断层图像上明确肿瘤染色，然后在横轴位/冠状位/矢状位MIP图像（逐渐增加层厚至10～20 mm），显示进入该肿瘤染色的供血动脉，将定位光标置于该肿瘤供血动脉，计算机会自动关联定位光标到肝动脉的三维容积再现图像上，标注三维肝动脉影像中的肿瘤供血动脉。肿瘤供血动脉判断是针对每处肝内确定的肿瘤，阳性认为该肿瘤所有的供血动脉及其开口部位均诊断明确，阴性认为该肿瘤的供血动脉或部分供血动脉观察不清、不确定或开口部位不明确。肿瘤供血动脉判断的“金标准”：选择性血管造影时显示肿瘤染色或选择性经该动脉漂注碘油乳剂时显示碘油的结节状或团块状沉积。

DSA-HA和CBCT-HA对显示肿瘤供血动脉的灵敏度定义为DSA-HA和CBCT-HA真阳性的例数占金标准肿瘤供血动脉总数的比值。阳性预测值指真阳性占该检查所有真阳性和假阳性之和的比值。

1.3统计学分析

采用SPSS 18.0统计软件，采用卡方检验来比较CBCT-HA、DSA-HA对肿瘤供血动脉的判断灵敏度和阳性预测值，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2　结果

2.1DSA-HA和CBCT-HA对肿瘤供血动脉的判断

75个肿瘤通过金标准确定肿瘤供血动脉。DSA-HA确认肿瘤供血动脉（阳性）有40个肿瘤；不能确认供血动脉或不能确定其开口部位（假阴性）35个肿瘤。阳性40个肿瘤中确认为真阳性32个，假阳性8个。CBCT-HA确认肿瘤供血动脉（阳性）有72个肿瘤；不能确认供血动脉或不能确定其开口部位（阴性）3个。阳性72个肿瘤中确认为真阳性68例，假阳性4个，见表2。

2.2DSA-HA和CBCT-HA对肿瘤供血动脉判断的灵敏度和阳性预测值

CBCT-HA对肿瘤供血动脉判断的灵敏度是68/75（90.7%），明显高于DSA-HA对肿瘤供血动脉的灵敏度32/75（42.7%）（P＜0.001）（表2、图1～3）；CBCT-HA对肿瘤供血动脉阳性预测值68/72（94.4%），明显高于DSA-HA32/40（80.0%）（P=0.040）。对于小于2 cm和大于2 cm的肿瘤，CBCT-HA对肿瘤供血动脉判断的灵敏度均高于DSA-HA（P＜0.001和0.002）。对于DSA可见的肿瘤，CBCT-HA对肿瘤供血动脉判断的灵敏度也明显高于DSA-HA（P＜0.001）。

表2　DSA-HA和CBCT-HA对肝癌肿瘤供血动脉的判断

图1　原发性肝癌DSA-HA和CBCT-HA比较

图2　肝尾叶肿瘤DSA-HA和CBCT-HA对比

图3　术后复发肝癌DSA-HA和CBCT-HA对比

3　讨论

无论对于传统的碘油化疗栓塞还是对于微球和载药微球的栓塞治疗，超选择性插管肿瘤供血动脉或接近肿瘤供血动脉行栓塞或TACE治疗，均被公认为能显著提高原发性肝癌的抗肿瘤治疗效果，最大程度减少对正常肝组织的损伤。超选择肿瘤供血动脉依靠介入术中影像学准确判断肿瘤供血动脉，DSA技术是近20余年肿瘤经动脉介入治疗的主要影像学手段，也是目前国际上最流行最普遍的引导技术。

但是传统血管造影在二维背景下，肝动脉分支经常前后重叠，再加上部分患者血管扭曲打折，严重影响术者对肿瘤供血动脉的判断。术中往往需要反复超选择肝动脉造影寻找肿瘤供血动脉，增加了手术时间、对比剂用量和患者的照射损伤，即便如此也经常会漏选部分肿瘤供血动脉，导致栓塞不彻底［14］。

为了更加明确地判断和选择性插管肿瘤供血动脉，本世纪初日本等发达国家开始将Angio-CT系统应用至肿瘤经动脉的介入治疗中，Angio-CT系统是血管造影机和螺旋CT的杂合系统，二者共用一张检查床，首先采用血管造影机经导管选择至肝动脉，然后患者不需换床即可立刻行CT肝血管造影（CTHA）、CT经动脉门静脉造影（computed tomographic arterial portography，CTAP）、选择性肝段动脉CT肝血管造影（CTHA）。该技术明显提高肝癌结节的检出率和肿瘤供血动脉判断的准确性，以此而进行的精准选择性TACE在日本被证实明显提高了肝癌的治疗效果，延长患者生存时间。

虽然Angio-CT的使用提高肝癌TACE的治疗效果，但该设备成本相对高，没能在国际上普及。近年来大平板血管造影机在肿瘤介入应用中逐渐广泛使用，平板探测器的一次旋转性采集即可获得三维血管造影和CBCT图像，虽然CBCT图像的密度分辨率有限，相当于一代CT，但有着优越的空间分辨率［15］，其CBCT肝动脉造影可清楚地显示肝内小的病变和三维血管影像，并被证实与传统CTHA诊断效果相当［5，13，15-16］。近年来越来越多的文献证实大平板DSA造影机较传统DSA造影机在肿瘤的经动脉介入治疗中的价值，包括对于肝内隐匿性病变的检出和鉴别诊断、肿瘤供血动脉、肝外供血动脉的判断、栓塞后疗效的评价等［7，17］。

我国平板DSA造影机在肝脏肿瘤介入治疗的应用和文献报道较少，其在该领域的价值体现明显不足，三维CBCT-HA也缺少统一规范对比剂注射参数和扫描条件［18-19］。对比剂注射时间不足和延迟扫描时间不足将导致要么只可见CBCT肿瘤染色而肿瘤血管显示不佳，要么肝动脉血管显示良好而肿瘤染色显示不佳。无论哪种情况都会影响CBCT-HA的图像质量，进而严重影响三维肿瘤供血动脉的判断。本中心在动物实验的基础上，进行CBCT-HA的参数系统优化，采用对比剂总剂量为27～36 ml，注射速率为3～4 ml/s，持续注射9 s，CBCT延迟4.5 s扫描，180°旋转采集持续时间为5 s，使单期CBCT-HA即可同时获得三维肝动脉血管和肿瘤染色的高清晰显示（图1～3），肿瘤血管和肿瘤染色的同时显示有助于在不同层厚MIP图像上观察到肿瘤血管的末梢分支进入肿瘤染色，从而准确判断三维肿瘤供血动脉的来源。

本研究着重研究CBCT-HA三维血管造影成像对比传统非选择性DSA-HA成像在判断肿瘤供血动脉中的价值。所有患者均进行非选择性DSA-HA和CBCT-HA，以三维MIP和VR图像显示肝血管走行。本组资料显示，75个肿瘤中经CBCT-HA可发现肿瘤供血动脉的有72个肿瘤，其中供血动脉判断真阳性68例，灵敏度达90.7%（68/75）；经DSA-HA发现供血动脉的有40个肿瘤，其中供血动脉真阳性32例，灵敏度为42.7%（32/75），因此，在判断肿瘤供血动脉上CBCT三维血管造影比二维肝动脉造影灵敏度提高了48.0%。既往文献中Miyayama等［10］的研究结果为100支HCC供血动脉经CBCTHA判断真阳性81支，灵敏度为81.0%（81/100），经非选择性DSA-HA判断真阳性38支，灵敏度38%。而Deschamps等［20］在1个18例肝部肿瘤患者的研究中，也同样证实在判断肿瘤供血动脉方面，3D成像比2D成像灵敏度要高（73%vs 64%，P=0.036）。HCC供血动脉判断的灵敏度上本研究结果均比Miyayama等［13］报道略高，原因可能是本组选取的患者肿瘤要大一些（平均直径19.3 mm对15 mm），肿瘤血供相对丰富。另外目前国际上已经有基于CBCT-HA计算机血管自动追踪软件自动获取肿瘤和肝外的供血动脉，给临床提供更多的帮助，但该软件也有一定的假阳性和假阴性［21-23］，而判断其准确性的金标准也是医生对CBCT-HA断层图像、MIP图像的肉眼分析，况且该软件没有进入中国市场。

本研究和CBCT-HA本身也存在一些不足。首先，本研究是回顾性分析，没有分析CBCT-HA前瞻性指导介入超选择插管的情况，CBCT-HA能减少多少误超选择和漏超选择的概率没有在统计中。其次，本研究也没有设置对照组分析CBCT-HA指导超选择TACE对于HCC疗效提高有无统计学差异。此外CBCT图像有时会有呼吸运动伪影和造影导管等引起的高密度伪影［23］，虽然本研究排除了两个有明显呼吸运动伪影的患者，但以上两种伪影仍然会或多或少地影响CBCT图像的质量。Iwazawa等［22］在临床研究中发现碘油沉积附近的瘤灶，27%的供给血管不能被软件发现，而周边无碘油沉积者，其供血动脉，仅8%不能检测到。另外，受到平板探测器面积的限制，CBCT图像的视野相对于螺旋CT仍比较小，对于体型较大患者图像视野不能涵盖整个肝脏［13］。

综上，大平板DSA造影机在肿瘤经动脉的介入治疗中的价值逐渐得到认可，对比剂注射条件和扫描参数优化的三维CBCT-HA对判断肿瘤供血动脉方面明显优于传统DSA-HA，为超选择性TACE、内照射栓塞等经动脉介入治疗肝癌提供更准确的影像学治疗计划。

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Evaluation of cone-beam CT hepatic angiography in detecting the tumor-feeding arteries during the performance of TACE for HCC

HU Jun-gang，WANG Xiao-dong，ZHU Xu，CAO Guang，CHEN Hui，YANG Ren-jie.Department of Interventional Radiology，Peking University Cancer Hospital&Institute，Key Laboratory of Carcinogenesis and Translational Research，Ministry of Education，Beijing 100142，China

WANG Xiao-dong，E-mail：tigat@126.com

ObjectiveTo accurately judge the tumor-feeding artery is the most important basis for a successful treatment of hepatocellular carcinoma（HCC）with super-selective hepatic arterial chemoembo lization therapy.This study aims to assess the clinical value of cone-beam CT hepatic arteriography（CBCTHA）in detecting tumor-feeding arteries during the performance of conventional transarterial chemoembo lization（TACE），and to compare the diagnostic effects between CBCT-HA and non-selective hepatic DSA. MethodsTwenty-three consecutive patients with inoperable HCC were enrolled in this study.TACE was carried out in all patients.During the performance of TACE，the DSA-HA，CBCT-HA，Lipiodol-TACE and Lipiodol-CBCT were performed separately.The imaging materials，including DSA-HA and CBCT-HA，were analyzed by two experienced interventional physicians together to judge the tumor-feeding arteries.Statistic analysis was conducted by using chi square test.ResultsTumor stain and lipiodol accumulation were regarded as the“gold standard”of the presence of tumor-feeding artery，based on which the tumor-feeding artery was confirmed in 75 lesions.DSA-HA demonstrated positive tumor-feeding artery in 40 lesions，among which true-positive tumor-feeding artery was seen in 32 and false-positive one in 8.CBCT-HA showed positive tumor-feeding artery in 72 lesions，which included true-positive tumor-feeding artery in 68 and false-positive one in 4.The sensitivity of CBCT-HA in judging tumor-feeding artery was 90.7%（68/75），which was much higher than that of DSA-HA（42.6%，32/75），the difference was statistically significant（P＜0.001）. The positive predictive value of CBCT-HA in detecting tumor-feeding artery was also higher than that of DSA-HA（94.4%vs.80.0%；P=0.040）.ConclusionCone-beam CT hepatic arteriography is obviously superior to DSA hepatic arteriography in identifying tumor-feeding arteries，which is very helpful in guiding super-selective TACE for HCC.（J Intervent Radiol，2015，24：481-487）

cone-beam CT hepatic arteriography；digital subtraction hepatic arteriography；hepatoc ellular carcinoma；hepatic arterial chemoembolization

R735.7

A

1008-794X（2015）-06-0481-07

2014-11-21）

（本文编辑：俞瑞纲）

10.3969/j.issn.1008-794X.2015.06.005

国家自然科学基金面上项目（81271671），2011年度北京市留学人员科技活动择优资助项目（优秀类），北京市卫生系统高层次卫生技术人才培养项目（2013-3-084）

100142北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所介入科，教育部恶性肿瘤发病机制及转化研究重点实验室

王晓东E-mail：tigat@126.com