磁共振介入应用与前景

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查看390 | 回复0 | 2020-3-15 19:40:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
       磁共振介入(interventional MRI,iMRI)是在MR导引下用磁兼容器械对疾病进行诊断或治疗的技术,也称为“介入性磁共振”。20世纪90年代,开放式MR导引的经皮穿刺首次应用于临床。
       近年随着iMRI软硬件发展,其临床应用日益广泛。国内自2000年始,山东省医学影像学研究所、解放军总医院等率先开展MR导引下介入诊疗,成功地将iMRI应用于临床。
1.iMRI设备和器械
       iMRI磁体系统改进、超高速扫描序列开发、MR兼容器械设备研制,是促使iMRI发展的关键技术。
1.1磁体系统
       适合于iMRI操作的磁体系统场强为0.064~3T。磁体外形有完全封闭形至水平或垂直开放形。大致可分为4种类型:①封闭和大孔径短磁体,通常场强1~3T;②开放式立方形水平双平面磁体,场强0.7~1.0T;③开放式“C”形水平双平面磁体,场强0.2~0.5T;④垂直和水平通道混合式磁体,场强0.5~1.5T。
1.2扫描序列
       iMRI要求成像速度快,对运动不敏感,穿刺针伪影尽可能接近真实直径,清晰显示血管及病变区域。场回波(field echo,FE或gradient echo,GRE)序列、完全性平衡稳态梯度回波(completely balanced steady state,CBASS或true-FISP)和快速自旋回波(fast spine echo,FSE)是基本的序列选择。
       目前,iMRI成像速度最快可达到每秒20帧的实时MR透视效果,使术中实时导引成为可能。由于无论在何种序列图像上穿刺针伪影均表现为黑色(低信号),绝大多数病变在T2加权像呈高信号,一般倾向于采用T2加权序列。根据病灶位置和穿刺途径,肠、肾、脑或肺实质等其它解剖结构轮廓的显示也十分重要,单一序列不可能完全满足所有要求。因此,iMRI术中常应用1个以上的序列,以便互相兼顾。温度监测序列(MR temperature imaging,MRTI)作为特殊序列,是iMRI消融治疗的必备序列。
       MRTI可实时监测治疗区域温度的三维空间分布,描绘温度图,既能保证治疗过程安全性,避免损伤周围重要组织和结构,又能在术中更加精确地确定治疗范围和“终点”,保证治疗效果。
1.3手术器械和术中导航系统
       iMRI手术器械应符合国家标准《GB15982-2012》《GB/T16886.5-2003》相关规定,既能达到诊疗目的,又要保证术中患者安全。大批MR兼容的穿刺针、消融(射频消融、微波消融、冷冻消融)探针、术中监护设备及磁兼容机器人等设备相继出现,如Olympus Celon POWER射频消融系统,美国RITA1500X射频消融肿瘤治疗系统,MedradVeris8600、MaglifeCPlus患后监护设备等,促使iMRI临床应用日益广泛。术中导航系统,如Ipath200光学导航系统、EndoScoutMRI定位系统、daVinci系统和ZEUS手术机器人等出现,使手术更安全、精准。
       配有先进的器械定位和用户界面的光学导航系统,使iMRI手术设备和器械能精确到达手术部位,确保手术成功。
2.临床应用
2.1穿刺活检术
       iMRI穿刺活检目前已成功地应用于很多部位病变,如前列腺、骨骼肌肉系统、乳腺、脑、肺、肝脏、胰腺等经皮活检。iMRI通常与自由手(free-hand)技术配合,采用单层快速序列扫描(1~3s),快速确定体表进针位点并设计进针路径。进针过程中光学导引示踪以穿刺针针尖为中心,沿针长轴的交互垂直平面,在MR透视近实时(near real-time)监控下,可始终保持穿刺针正确方向,直至准确到达靶定病变。
       国外应用iMRI对前列腺、骨骼肌肉系统和乳腺病变进行穿刺活检较广泛,经直肠多部位盲穿刺目前已基本由iMRI/iMRI联合超声导引所替代,DWI等MRI功能成像也开始用于术中定位;iMRI对超声和X线等其它影像无法显示的乳腺病变进行穿刺活检及导丝定位已应用10余年;良好的软组织分辨率及对血管神经的显示,使得iMRI在骨骼肌肉系统病变活检中取得比其它影像导引方式更安全和有效的结果。国内相继采用iMRI对脑、肺、肝脏膈顶病变、胰腺等进行穿刺活检,并取得了较好的临床效果。
2.2消融治疗
       基于温度的物理消融技术是通过极端温度作用致使肿瘤细胞坏死,是目前最为常用的肿瘤消融方法,根据消融温度又分为热消融和冷消融。iMRI特有的温度敏感序列,在术中能实时监测和调控手术区域及其周围组织温度和治疗范围,使其在物理消融方面具有CT、超声等其它影像导引方式无可比拟的优势。国外前列腺癌、骨肿瘤、硬膜外肿瘤、Morton神经瘤、股骨头坏死等消融治疗中应用iMRI的报道较多,国内也相继开展脑肿瘤、肝脏等肿瘤消融治疗中应用iMRI,取得了初步成功。
3.现状与发展前景
       虽然iMRI目前已成功应用于临床多个系统病变的诊断和治疗领域,但由于受到医疗条件,如相关器材国内尚不能生产且进口价格昂贵,MR介入手术操作对冷冻、激光和射频、微波治疗设备的要求比超声或CT导引治疗更高的限制,该技术在国内普及相对较困难。随着iMRI临床应用与科研工作开展,国内越来越多专家学者认识到MR导引下介入操作的优势。2019年3月24日国内举办了首届中国磁共振介入论坛,涉及介入科、神经外科、肿瘤科、疼痛科、胸外科、先进制造、医工交叉等多个领域,对iMRI在国内推广应用起到了很大的作用。
       近年还出现了MR兼容机器人,虽尚处于早期阶段,但其在前列腺和乳腺病变中的应用已取得较好效果。另外,高场强MRI高分辨率快速成像及软件革新,使iMRI血管内介入得以实现;MR导引血管内介入,如周围动脉、右心导管植入、心内膜穿刺等已见报道;磁兼容冠状动脉导管导丝进一步应用,使MR导引冠状动脉介入成为可能。
       总之,iMRI具有无电离辐射,良好的软组织对比,高空间时间分辨力,多平面成像能力,对流动和温度敏感性,弥散、灌注等功能性成像等优势。随着MR软件与硬件发展,术中导航系统及磁兼容设备进一步研究开发,iMRI在血管内和血管外介入诊疗中均具有广阔的应用前景。
       来源:李成利.磁共振介入应用与前景[J].介入放射学杂志,2019,28(11):1017-1019.

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