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剪切波弹性成像—脑部手术术中辅助新技术

2021年04月20日

编译：肿瘤外科资讯

来源：肿瘤外科资讯

近日，一项新的临床研究在专业杂志《肿瘤前沿》（Frontiers in Oncology ）上发表，研究结果表明一种新型超声扫描技术“剪切波弹性成像技术(SWE）”可用于脑外科手术中以检测残留的癌组织，该技术能够比脑外科医生的自身判断更敏感，比“金标准” 核磁共振（MRI）要更快速且更经济，可提高脑肿瘤手术预后且降低患者复发风险。

《肿瘤前沿》（Frontiers in Oncology ）

新的癌症扫描可指导脑部手术.jpeg

使用磁共振成像（MRI）机拍摄的人脑单一图像

神经系统疾病中,除脑血管疾病外,脑肿瘤的发病率最高,临床脑肿瘤的治疗方法是手术切除、化学药物治疗及放射治疗,其中手术切除是最成熟也是治愈率最高的方法,在手术治疗过程中,当尽可能多的肿瘤被切除时，患者的手术预后会更好。为了确保不会遗留任何可切除的肿瘤，神经外科医师会在手术过程中使用工具进行引导。传统肿瘤切除手术通常采用超声、CT、MRI及荧光导航等辅助方法,帮助医生了解肿瘤的发生位置、体积大小及恶性程度等基本情况^[1]。虽然MRI扫描是最准确的，但MRI通常不能在手术过程中使用，定位时间长将使手术时间延长近两个小时且使用价格昂贵。平均而言，脑肿瘤比正常脑组织更硬。剪切波弹性成像(SWE)是一种全新的超声弹性成像技术，可以定量测量生物组织(病变)的硬度和伸展性，当振动或“剪切波”产生时，它们会在组织中移动，所以会被检测到，从而获得弹性模量的绝对值，即杨氏模量。振动在较硬的组织中会移动的更快,杨氏模量值越大表明剪切波速度越快，生物组织的硬度越大^[2]。SWE通过绘制脑组织中具有特定硬度的可疑区域来工作，然后在手术过程中对这些组织进行检查和清除。

在本研究中，伦敦的英国癌症研究院（ICR）和伦敦的国家神经病学和神经外科医院领导的多机构团队在26位入组患者的手术过程中比较了三种检测肿瘤组织的技术——分别是剪切波弹性成像技术，标准2D超声和外科医生的自身判断。研究人员在入组患者手术期间（即切除肿瘤之前，之中和之后)对患者进行了剪切波扫描和2D超声检查。研究人员还要求外科医生在向他们提供扫描结果之前识别出潜在的癌组织。然后，研究小组将这些检测结果与入组患者在术后经金标准核磁共振（MRI）所检测出的结果进行了比较。研究结果表明，剪切波弹性成像技术以94％的灵敏度检测到肿瘤组织，相比之下，标准超声波为73％，外科医生自身判断则为36％。这意味着，在有残留肿瘤的情况下，剪切波弹性成像技术在发现肿瘤方面比外科医生的自身判断好2.5倍。另一方面，剪切波弹性成像技术只能以77％的特异性检测到肿瘤组织，虽优于标准超声的63％，但不及外科医生自身判断的100％。该研究结果提示，剪切波弹性成像技术在检测残留的脑肿瘤组织方面表现出与手术后MRI一样好的效果，因而剪切波弹性成像技术可成为更便宜，更快速和更可行的替代方法。但剪切波弹性成像技术从检测特异性方面来看可能比外科医生的自身判断产生更多的“误报”，因此研究人员认为，该技术最好与外科医生的意见相结合使用。这项研究首次证明了剪切波弹性成像技术作为一种神经外科工具在手术过程中确认肿瘤切除完整性的潜力，然而若想推荐该技术成为临床标准操作，需要在更大规模的研究中证实该技术的益处。

该研究是英国癌症研究院（ICR）与皇家伦敦医院和南安普敦大学医院的临床医生合作进行的。并由皇家自由慈善基金会和UKRI旗下的工程与物理科学研究委员会资助。

英国癌症研究院（ICR）

针对这项新技术，英国癌症研究院的物理应用医学教授，研究负责人杰弗里·班伯（Jeffrey Bamber）教授表示：“确保在不损害健康组织的情况下清除所有脑肿瘤是脑外科手术的主要挑战。使用这种新型成像技术，外科医生可以大大提高患者在手术后不会残留任何癌性组织的信心。剪切波弹性成像技术可以在手术过程中快速、经济地绘制患者脑组织的硬度，肿瘤组织的硬度往往与周围健康脑组织的硬度不同，因而可以被定位和移除。我们首次证明了这种新工具比标准的2D超声检查或外科医生自己的判断要好，并且有可能补充外科医生的意见，可作为改善手术结果的一种手段。”

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Jeffrey Bamber教授

英国癌症研究院放射治疗和影像学系主任凯文·哈灵顿（ Kevin Harrington）教授表示：“成像技术在癌症治疗的许多方面都发挥着至关重要的作用，它提供了有关肿瘤的有价值的信息，并确保医生不必盲目决策。这项新研究首次表明，特定类型的超声扫描可以在脑外科医生选择要去除的组织时为他们提供实时指导。这是一个令人兴奋的研究领域，它可以在最大程度上减少对健康脑组织损害的同时确保外科医生可以切除整个肿瘤，以达到改善患者预后的目的。”

Kevin Harrington教授

国家神经病学和神经外科医院神经外科顾问和共同研究人员尼尔·多沃德（Neil Dorward）先生也表示：“这项技术提供了一种非常实用的手段，可用来检测外科医生手术中不容易看到的潜在可切除的肿瘤区域。外科医生必须根据他们的临床经验来决定是否应切除所检测出的异常区域。这很有可能显著改善脑肿瘤手术的结果。”

Neil Dorward先生

现年54岁的达格玛·克拉夫特（Dagmar Krafft）在癫痫发作后于2013年被诊断出患有脑癌，虽然并未参与该研究，但针对这个新技术她表示：“我是一名业余小提琴手，当我癫痫发作并被送往医院时，我正在乐队排练。我在毫无征兆的情况下被诊断出患有脑癌。医院的医疗团队把我照顾得很好，我接受了放射治疗来减小肿瘤的大小，我很幸运，治疗取得了成功。放疗结束后，我一直接受定期监测，除此之外我的生活几乎恢复了正常。但是随后，在2019年的例行检查中，医生发现我的癌症已经复发，这让我很震惊，当时是我放疗结束后的第六年，所以我以为我很安全。去年我做了手术，医生尽可能多地切除了我的肿瘤，现在我在定期进行脑部扫描来监测肿瘤。我认为这个新的扫描技术的发现非常的棒。任何能够帮助外科医生完成他们工作的新技术都是一个好技术，作为患者，知道自己将在最安全的情况下进行手术，真的很令人鼓舞。”

本文由The Royal Marsden NHS Foundation Trust（皇家马斯登医院）授权刊登。

参考文献

[1] 魏巍. 光谱成像技术在脑肿瘤病理诊断应用中的研究[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),2015.

[2] 支欣,钱林学,耿慧英,胡向东.剪切波弹性成像技术临床应用进展[J].中国医学装备,2016,13(12):66-70.

责任编辑：JMG
排版编辑：JMG

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2021年09月04日

袁素娟

复旦大学附属金山医院 | 肿瘤科

该技术能够比脑外科医生的自身判断更敏感，比“金标准” 核磁共振（MRI）要更快速且更经济，可提高脑肿瘤手术预后且降低患者复发风险