旋转数字减影血管造影三维重建在肝癌介入治疗中的应用研究

庄华庆 蒋华 杨怡静

经动脉化疗栓塞术是目前临床治疗肝癌最常用的介入手段之一，在介入治疗过程中，准确判定病灶情况是决定治疗效果的关键。基于数字医学的数字减影血管造影(DSA)技术是肝癌诊断与介入治疗的重要辅助手段[1]。但是，常规的DSA技术在显示肿瘤供血动脉时容易因前后血管的交叠而无法区分，通常需要多次造影，这会使患者遭受更多辐射，延长手术时间，甚至影响手术效果。旋转DSA三维重建技术是一种新型的数字成像技术，该技术利用三维成像原理能够清晰显示病灶及周围血供情况，其图像显示效果优于常规DSA[2-3]。本院为提高肝癌介入治疗效果，引入了旋转DSA三维重建技术，现将其应用成效回顾如下：

资料与方法

一、研究对象

选取复旦大学附属上海市第五人民医院在2020年2月至2021年2月收治的104例肝癌患者作为研究对象。纳入标准：①符合原发性肝癌诊断标准[4]；②肿瘤病灶<5个；③无影像扫描禁忌证；④行经动脉化疗栓塞术；⑤患者或家属对影像学检查及治疗方案均知情同意，并签署知情同意书。排除标准：①有严重心、脑、肾病史者；②有严重腹水者；③门静脉主干完全栓塞者；④肿瘤直径<1 cm者；⑤不能充分配合临床治疗者。按照检查方式的不同将患者分为两组：54例行旋转DSA三维重建，纳入三维组，其中男34例，女20例，年龄52～77岁，平均年龄(60.78±7.92)岁，分化程度：低分化12例、中分化18例、高分化24例，疾病分期：Ⅲb期10例，Ⅱb期18例，Ⅱ期26例；50例行常规DSA，纳入常规组，其中男31例，女19例，年龄51～75岁，平均年龄(59.82±8.61)岁，分化程度：低分化9例、中分化21例、高分化20例，疾病分期：Ⅲb期11例，Ⅱb期19例，Ⅱ期20例。两组患者的一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经过了医院伦理委员会批准。

二、研究方法

仪器设备：荷兰飞利浦公司生产的Allura Xpe FD20型数字减影血管造影系统，3DRA工作站，美国Mark V Provios高压注射器。造影剂选用德国拜耳医药保健有限公司生产的碘普罗胺注射液(国药准字J20180042)。

常规DSA：患者取正体位(必要时可增加斜位)，Seldinger穿刺右股动脉，先行选择性腹腔动脉造影，再行超选择性肝动脉造影，造影剂浓度300 mg I/mL。造影流率5～6 mL/s，每次15～18 mL，压力限制150～300 PSI，摄影帧数3～6 fp/s，成像模式IADSA，注射延迟，曝光延时1 s。

旋转DSA三维成像：在血管造影系统Xper模块上选择Abdomen 3D roll位，除去周围障碍物，将探测器升高到SID最大，移动机架到适当位置，移动床面让图像正中心显示感兴趣区域，Store1按钮闪烁后机架开始运行，长按Recall1按钮直至机架停止运行。Store2按钮闪烁后，长按Recall2按钮使机架运行至开始位置，机架停止运动后松开按钮。对高压注射器进行参数设定，造影剂浓度370 mg I/mL，首先按照12 mL/s的流速注射24 mL，然后按照6 mL/s的流速注射24 mL。注射完成后进行曝光旋转并采集图像，曝光延时1 s。采集图像后传送至3DRA工作站进行三维重建，利用3DRA工作站做容积再现(VR)、多平面重组(MPR)、最大密度投影(MIP)、表面阴影遮盖(SSD)处理，对各后处理程序的阈值进行调整后，从各个角度的三维空间观察血管图像。手术医师可单独设定机架角度，指导手术插管。

三、观察指标

记录两组患者的造影剂用量、碘油沉积完全率、超选择动脉插管成功率、手术时间。

由两名资深的影像学医师，采用双盲法对图像质量进行评价，评价内容包括：①图像清晰度，即甲级片(无伪影或异物影，血管边缘清晰，图像信噪比高，肝段动脉和亚段动脉完整，肿瘤及其供血动脉位置关系明确)占比；②动脉(肿瘤侧支循环血管、肿瘤供血动脉、小病灶侧支循环、小病灶供血动脉)及小病灶显示率；③肝动脉分级检出率，肝动脉左右支为1级，肝动脉属支及分支为2级，其他区域为3～4级。

四、疗效评价

手术疗效标准参考实体瘤的疗效评价标准(RECIST1.1)[5]：病灶全部消失，且能维持至少4周为完全缓解(CR)；肿瘤最大直径与最大垂直直径乘积至少缩小50%，其他病变无增大，且能维持至少4周为部分缓解(PR)；肿瘤最大直径与最大垂直直径乘积缩小不足50%或增大不超过25%，且能维持至少4周为病情稳定(SD)；肿瘤最大直径与最大垂直直径乘积增大超过25%为病情进展(PD)。总缓解率=(CR+PR)/总例数×100%。

五、统计学分析

结 果

一、造影剂用量、碘油沉积完全率、超选择动脉插管成功率、手术时间对比

与常规组相比，三维组的碘油沉积完全率、超选择动脉插管成功率更高(P<0.05)，手术时间更短(P<0.05)，两组的造影剂用量比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组的造影剂用量、碘油沉积完全率、超选择动脉插管成功率、手术时间对比

二、图像清晰度对比

三维组中甲级片50张，占92.59%(50/54)，常规组中甲级片34张，占68.00%(34/50)。三维组的甲级片占比明显高于常规组(χ2=10.109，P<0.05)。

三、动脉及小病灶显示率

三维组的肿瘤侧支循环、肿瘤供血动脉、小病灶、小病灶供血动脉、小病灶侧支循环显示率分别为50.00%(27/54)、100.00%(54/54)、25.93%(14/54)、25.93%(14/54)和31.48%(17/54)；常规组的肿瘤侧支循环、肿瘤供血动脉、小病灶、小病灶供血动脉、小病灶侧支循环显示率分别为24.00%(12/50)、100.00%(50/50)、6.00%(3/50)、6.00%(3/50)、0(0)。两组的肿瘤供血动脉显示率一致，相比常规组，三维组的肿瘤侧支循环显示率、小病灶显示率、小病灶供血动脉显示率、小病灶侧支循环显示率均明显更高(χ2=7.488、7.538、7.538、18.817，P<0.05)。

四、肝动脉分级检出率对比

三维组的肝动脉1级、2级、3/4级检出率分别为100.00%(54/54)、100.00%(54/54)和96.30%(52/54)，常规组分别为100.00%(50/50)、98.00%(49/50)和68.00%(34/50)。两组的肝动脉1级、2级检出率比较，差异均无统计学意义(χ2=1.091，P>0.05)；但是三维组肝动脉3/4级检出率明显高于常规组(χ2=14.524，P<0.05)。

五、两组患者近期疗效比较

三维组中CR 16例、PR 22例、SD 15例、PD 1例，总缓解率为70.37%(38/54)；常规组中CR 7例、PR 15例、SD 15例、PD 13例，总缓解率为44.00%(22/50)。三维组的总缓解率明显高于常规组(Z=6.325，P<0.05)。

讨 论

既往临床主要采用传统DSA技术来评估肿瘤周围供血情况，其利用X线投照体位，在供血血管超选择下能够明确相关诊断信息，但由于肿瘤供血动脉较易发生血管影像重叠，所以血管图像的清晰度并不理想，进而影响到TACE的治疗效果[6]。本研究发现常规DSA检查的甲级片占比仅为68.00%，这也反映出常规DSA的图像清晰度并不高。相比常规DSA，旋转DSA三维重建组的甲级片占比明显更高，达到了92.59%。说明旋转DSA三维重建技术获取的图片清晰度要比常规DSA更高，这与同类文献报道相符[7]。这是因为两种DSA技术的工作原理存在差异，旋转DSA三维重建利用C臂机在DSA X线管曝光时对患者进行环绕旋转，该操作能够获得更加丰富、准确的减影图像和充盈图像。另一方面，相比常规DSA的二维成像机制，DSA三维成像技术对肝肿瘤供血血管解剖信息的展示更加立体、全面、清晰，并且对微小肿瘤病灶、异常病变有更好的显示率，所以图像质量更好[8-9]。

本研究显示：三维组的肿瘤侧支循环显示率、小病灶显示率、小病灶供血动脉显示率、小病灶侧支循环显示率以及肝动脉3/4级检出率均比常规组更高。这证实了常规DSA对肿瘤侧支循环、隐蔽小病灶、微小供血动脉的显示效果不佳，而旋转DSA三维重建正好弥补了这一不足，其能充分显示各微小病灶及血管，肿瘤血管显影质量较好。陈国慧[10]的报道指出，在肝癌介入治疗中引入旋转DSA三维重建可清晰显示肿瘤及周围血供情况，其临床应用优势比常规DSA更显著，这与本研究结果相符。本研究显示，三维组的碘油沉积完全率、超选择动脉插管成功率要比常规组更高，手术时间比常规组更短。这是因为旋转DSA三维重建能够立体展示肝癌病灶大小、位置、形态，以及病灶与周围血管的解剖关系，术中应用该技术可提高血管超选择及穿刺定位的准确性，所以患者的超选择动脉插管成功率更高，同时在注入造影剂后也更有利于碘油的完全沉积，进而缩短手术时间[11]。

本研究显示三维组的总缓解率要比常规组更高，这与朱武刚等[12]的报道相符。由此说明旋转DSA三维重建技术的应用有助于提高肝癌介入治疗的临床疗效，这可能是因为肝脏肿瘤的血供丰富，肿瘤供血动脉常和其他动脉血管重叠，常规DSA难以区分重叠血管，所以在介入治疗中很难完成逐支靶血管的介入栓塞，并且还有可能发生错误插管，进而影响治疗效果。旋转DSA三维重建能够消除血管重叠，临床医师在其协助下能够轻松找到最佳的投射角度，提高肝脏血管分流的显示率，获得最佳的显影效果，准确插管，实现逐支靶血管的介入栓塞，进而获得更好的治疗效果[13]。

综上所述，旋转DSA三维重建技术能够清晰显示微小病灶及供血动脉，图像清晰度且分辨率较高，能够提高肝癌介入治疗的插管成功率，保证精准度，提高治疗疗效。值得注意的是，旋转DSA三维重建与常规DSA在图像信噪比、血管边缘清晰锐利度方面仍有差异，前者所用非离子型对比剂的碘浓度更高，这会增加患者的经济负担[14]。旋转DSA需要患者变换多种体位配合，这可能并不适用于重症患者。此外，三维重建对操作者的图像后处理能力及知识有较高要求，否则可能影响到检查结果及图像质量。目前，对于旋转DSA技术存在的失真及畸变校正仍是临床研究的重难点[15]。