肝细胞性肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是成人原发性肝癌最常见的组织学类型，也是全球癌症死亡的第二大原因^[1]，五年存活率低至12%^[2]。HCC根治性治疗方法包括肝切除、肝移植及经皮消融。然而，只有9%～27%的HCC患者符合手术切除和肝移植适应证^[3]。当HCC患者存在合并症、肝功能障碍或手术禁忌时，局部热消融被认为是小肝癌患者的一线治疗选择^[4]。但临床工作中发现，当肿瘤位于大血管旁时，由于热沉效应造成一部分能量损失，以及消融后血管损伤等，消融治疗往往存在术后并发症发生率高、消融不彻底、复发率高等情况^[5]。Cao等^[6]研究证明射频消融(radiofrequency ablation，RFA)术后肿瘤复发或进展的风险增加与肝癌位于门静脉周围显著相关。也有研究表明肿瘤大小(＞2～3 cm)和肿瘤周围存在大血管是肿瘤局部复发的两个主要危险因素^[7]。因此，通过对消融方式的改进、联合介入方法以及免疫治疗等研究，来提高大血管旁肝癌的疗效，具有重要的临床意义，而建立一种安全、高效的肝脏大血管旁肿瘤模型是开展该领域相关研究的前提，具有非常重要的临床及科研价值。

       常用且成熟的肝癌模型是兔VX2肝癌模型，其成功率高、应用广泛^[8]。目前常用影像引导经皮接种，引导方式包括超声、CT、MR引导^[9]。在以往实验报道，我们发现单独应用CT或MR引导两种引导方式不仅会影响建模成功率和动物实验经费，有时也会影响研究结果^{[10, 11, 12, 13, 14]}。目前关于对比CT与MR引导下经皮穿刺肝脏大血管旁建立肿瘤模型尚未见文献报道。本研究通过对比1.5 T封闭式MR与CT两种引导方式，经皮穿刺至兔肝脏大血管旁，建立VX2肿瘤模型，以MR扫描复查验证，旨在评价两种引导方式的肿瘤模型制作成功率、穿刺针显影情况、针尖周围血管显影情况、手术时间及安全性，探索一种更理想的肝脏大血管旁肿瘤建模方法。

1 资料与方法

1.1 实验动物

       本研究经过川北医学院动物伦理委员会批准[批准文号：NSMC伦理动物审(2021)51号]，共计60只新西兰大白兔纳入实验研究。实验用新西兰大白兔由川北医学院实验动物中心[许可证号：SYXK (川)2018-076]提供，体质量2.5～3.5 kg，4～6月龄，限雄性，具备健康检疫合格证书。实验前先行常规MR扫描排除实验兔影响实验结果相关疾病及先天性变异等，常规饲养7天，并观察有无行为学异常。实验前12 h禁食，自由饮水。

1.2 VX2瘤块制备

       术前将大腿VX2荷瘤新西兰大白兔进行称重，耳缘静脉推入3%戊巴比妥钠麻醉(1 mL/kg)，麻醉后仰卧位固定到自制实验手术台上。使用脱毛膏将新西兰大白兔术区脱毛、备皮，消毒、铺无菌洞巾、贴无菌手术巾。用手术刀逐层剥离，同时钝性分离肌纤维暴露肿瘤，切取预定区域肿瘤边缘生长旺盛组织。去除坏死组织、筋膜组织及其他结缔组织，只留下白色、透明鱼肉样肿瘤组织。将肿瘤组织切碎为1 mm³大小的瘤块，浸泡于1∶40比例的青霉素和生理盐水的培养皿中备用。

1.3 设备及器械

1.3.1 设备

       MR设备：1.5 T磁共振扫描仪(Area，Siemens，德国)，动物实验专用线圈；CT设备：16排螺旋CT扫描仪(MX16,飞利浦,飞利浦医疗有限公司，荷兰)。

1.3.2 手术器械

       20 G磁共振兼容同轴穿刺针(CCZ-20G×150，安迈，中国)；20 G同轴穿刺针(MN2020，巴德，美国)；明胶海绵；脱毛膏、手术刀、镊子等。

1.4 兔VX2肝脏血管旁肿瘤模型制作

1.4.1 MR引导下兔VX2肝脏血管旁肿瘤造模方案

       术前随机选30只实验兔进行称重，禁食12 h，不限制饮水，于实验兔耳缘静脉推入3%戊巴比妥钠麻醉(1 mL/kg)，待全麻后将实验兔仰卧固定于自制实验手术台上。常规剑突下术区脱毛膏脱毛，将自制鱼肝油定位器标记放置于脱毛区域，将动物环形线圈置于剑突下穿刺区域。并行MR扫描，拟定肝左叶直径大于3 mm的血管旁为接种部位，选择最佳穿刺点、规划穿刺路径(角度、方向及深度)。术区消毒、铺无菌洞巾、贴无菌手术巾。用20 G磁共振兼容同轴穿刺针沿规划路径分次进针，术中多次行T1WI Vibe Dixon扫描序列确定穿刺角度、方向及深度，直至穿刺针针尖穿刺至目标区域，拔掉针芯后用5 mL注射器抽吸无回血。固定穿刺针，用眼科镊夹两块瘤块放入针鞘内，用针芯反复将瘤块推入肝内，随后将一小块明胶海绵用针芯沿针鞘推入肝内封堵针道，快速拔出穿刺针，加压按压1～2 min，确认无出血后去除手术巾后常规消毒。术后复查MR了解有无包膜下血肿等并发症(图1)。术后连续3天肌注40万U青霉素，预防感染。本研究中使用的MR扫描序列和参数列于表1。

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图1  MR引导经皮兔VX2肝脏血管旁肿瘤种植术中及术后2周。1A：T1WI Vibe Dixon序列兔肝横轴位图像，MR兼容同轴穿刺针针尖(箭)进针到血管旁，植入肿瘤组织；1B：种植２周后行MR扫描，T2WI示肝脏血管旁一稍高信号结节(箭)；1C：DWI序列见血管旁一高信号结节(箭)；1D：增强扫描门脉期血管旁见一强化结节(箭)。
图2  CT引导经皮兔VX2肝脏血管旁肿瘤种植术中及术后2周。2A：CT兔肝横轴位图像，CT同轴穿刺针针尖(箭)进针到血管旁，植入肿瘤组织。2B：种植２周后行MR扫描，T2WI示肝脏血管旁一稍高信号结节(箭)；2C：DWI序列见血管旁一高信号结节(箭)；2D：增强扫描门脉期血管旁见一强化结节(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).

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表1  磁共振扫描序列和参数
Tab. 1  The sequences and parameters of MRI

1.4.2 CT引导下兔VX2肝脏血管旁肿瘤造模方案

       术前准备同1.4.1，将自制CT定位标记放置于脱毛区域，并行CT扫描，拟定肝左叶直径大于3 mm的血管旁为接种部位，选择最佳穿刺点、规划穿刺路径(角度、方向及深度)。常规消毒铺巾。用20 G同轴穿刺针沿规划路径分次进针，术中多次CT扫描确定穿刺角度、方向及深度，直至穿刺针针尖穿刺至目标区域，拔掉针芯后用5 mL注射器抽吸无回血。以下步骤同1.4.1 (图2)。

1.4.3 评价标准

       兔VX2肝脏血管旁肿瘤模型制作成功定义为兔肝脏单发肿瘤，位于肝左叶，且邻近大血管，肝外未发现其他种植肿瘤生长，用于评价技术成功率。伪影倍数定义为同轴穿刺针在MR、CT图像上的显示直径与其真实外径的比值，用于评价穿刺针显影情况。手术时间定义为自全麻开始至种瘤结束。并发症包括胸、腹腔积液、肝周血肿、断针、肝脓肿、大出血等，以评价技术安全性。

1.4.4 随访

       种植后2周行肝脏MR扫描，监测实验兔目标区域肿瘤种植是否成功，有无转移病灶及并发症。扫描完成后，随机处死两只实验兔，将肿瘤剥离用甲醛水溶液固定，送病理检查。

1.5 统计学分析

       采用SPSS 21.0统计分析软件。所有计量资料使用均数±标准差(x¯±s)，分别用独立样本t检验和卡方检验评估两组连续性样本和计数资料的差异，P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 技术成功率及手术时间

       由2名放射科中级职称医师随机完成。MR引导组29只(96.7%)兔肝肿瘤种植成功，病灶个数31个，1只于腹壁出现针道转移；CT引导组24只(80.0%)兔肝肿瘤种植成功，2只出现针道转移，3只肝脏其他部位出现转移灶，1只不明原因死亡，病灶个数38个，两组技术成功率差异有统计学意义(P=0.044)。MR引导组和CT引导组肿瘤最大直径分别为(1.74±0.38) cm、(1.67±0.26) cm，差异无统计学意义(P=0.410)。MR引导组手术时间(13.32±2.45) min，CT引导组手术时间(8.42±1.46) min，差异有统计学意义(P＜0.001) (表2)。

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表2  MR、CT引导下经皮兔VX2肝脏肿瘤造模情况

2.2 穿刺针显影情况及针尖周围血管显影情况

       穿刺针在MR各序列中均显示为条状低信号影，针尖显影清晰。20 G磁共振兼容同轴穿刺针的真实外径为0.9 mm，在T1上的显影直径为(6.54±0.35) mm，伪影倍数为(7.26±0.38)倍。穿刺针在CT图像显示为高密度，20 G同轴穿刺针的真实外径为0.9 mm，在CT图像显影直径为(2.26±0.52) mm，伪影倍数为(2.51±0.57)倍,两组差异有统计学意义(P＜0.01)。27只(90.0%)兔MR针尖周围血管显示清晰；17只(56.7%)兔CT针尖周围血管显示清晰，部分针尖周围会出现星芒状低密度伪影，周围血管及胆管显影明显受影响,差异有统计学意义(χ²=8.523，P＜0.01)。同时，实验兔在MR、CT扫描过程中均无法避免呼吸运动伪影。

2.3 并发症

       CT引导组中2例出现少量腹腔积液，经对症治疗后复查吸收。两组均未见肝脓肿、黄疸及膈肌穿孔等严重并发症。

3 讨论

       本研究通过对比1.5 T封闭式MR与CT两种引导方式，经皮穿刺至兔肝脏大血管旁，建立VX2肿瘤模型，术后2周行肝脏MR扫描验证模型建立情况。发现MR引导比CT引导具有更高的造模成功率，虽然穿刺针伪影倍数大、手术耗时长，但是针尖周围血管显影清晰，并发症发生率低。肝脏大血管旁肿瘤是局部消融治疗的高危部位，其术后并发症发生率、不完全消融率及局部进展率相对较高^[5]。目前对于肝脏大血管旁高危部位肿瘤消融治疗的安全性、有效性仍存在争议。同时，关于对比CT与MR引导下经皮穿刺兔肝脏大血管旁建立肿瘤模型尚未见文献报道。本研究探索更高效、安全建立兔肝脏大血管旁肿瘤模型的引导方式，为后续消融治疗肝脏大血管旁肿瘤相关研究提供实验基础，具有重要的科研和临床应用价值。

3.1 CT、MR引导兔肝脏种瘤的优缺点

       目前超声、CT和MRI是经皮肝脏穿刺接种法的主要引导方式^[9]。CT引导下经皮穿刺瘤块接种法是目前相对成熟的兔VX2肝癌模型制作方法，通过CT引导运用穿刺针将瘤组织种植到肝脏目标区域。CT引导无需开腹、缝合等复杂操作，所需药品和器械较少，操作简便、快捷、省时，而且对肝脏损伤小、术后恢复快、感染率低，肿瘤不易发生移位种植^[15]。虽然CT引导的图像具有高密度分辨率，但对于血管和胆道结构显示不如MR^[16]。理论上，MR引导具有组织分辨率高，不受气体和骨的影响，多方位多平面扫描成像，血管成像无需对比剂，对肝脏创伤小，且无辐射，能更准确地定位特殊部位小肿瘤^{[17, 18]}，以及术中能避开大血管和胆道等优点，然而存在成像时间长，术中操作复杂，价格昂贵，不如CT或超声引导便捷、便宜等缺点^{[19, 20]}。

3.2 CT、MR引导兔肝脏大血管旁肿瘤建模技术成功率

       本研究显示，MR引导比CT引导经皮肝脏大血管旁肿瘤建模成功率高，并且有效控制肿瘤生长部位。导致CT引导组出现针道转移和肝内转移发生率较高的原因可能是CT对肝脏血管、胆管显影不及MR，CT引导穿刺过程中可能损伤重要解剖结构^[21]，肿瘤组织不仅可以种植于肝实质，还可以进入胆道及肝血管，甚至沿穿刺针道渗出。

       本研究MR引导技术成功率(96.7%)与万仁均等^[10]报道造模成功率(90.9%)相似。两项研究均采用了明胶海绵封堵针道技术，有效防止瘤块脱落至腹腔或穿刺路径，保障高建模成功率。本研究CT引导技术成功率(80.0%)低于以往文献报道造模成功率95%～100%^{[11, 12, 13, 14]}。我们分析有三个原因：第一，本研究所建立的肝脏大血管旁VX2肿瘤模型，特殊部位是造成造模成功率稍低的主要原因；第二，兔的肝脏体积较小，活动度大，对术者穿刺技术的熟练程度要求较高；第三，本研究后续干预措施是消融治疗，对于肿瘤的形态、数量、大小及位置有特殊要求，比如当肿瘤紧贴或凸出于肝包膜、肿瘤邻近胃肠道距离过近均会影响消融效果、增加并发症和提高死亡率^[22]，所以我们将这部分模型视为造模失败。

3.3 CT、MR引导伪影倍数及手术时间

       穿刺针合适的伪影倍数是保障穿刺精准性和安全性的关键。本研究发现，MR穿刺针伪影倍数明显高于CT穿刺针。MR穿刺针伪影与CT不同，实质是磁敏感伪影所形成的线性信号缺失，伪影大小与穿刺针材质工艺、扫描序列等因素有关^[23]。MR穿刺针伪影表现为直径明显增厚，但针尖周围无伪影干扰，针尖周围血管和胆管显示明显优于CT，对穿刺手术的安全性和准确性无显著影响。本研究认为MR穿刺针伪影倍数属于临床应用合理的参数值。

       虽然MR引导肿瘤建模技术成功率更高，但仍然存在一些缺陷。MR引导手术耗时明显高于CT引导，主要由于MR扫描时间较CT长。本研究已在保证肝组织和穿刺针清楚显示的情况下，优化常规肝脏成像序列缩短扫描时间，但扫描时间仍明显长于CT。

3.4 局限性

       本研究存在一些局限性：首先，我们没有同时比较开腹及引导下兔肝脏大血管旁VX2肿瘤建模方法，未来研究中进行完善；其次，本研究中使用的动物数量较少，降低了结果的统计效力，进一步研究需要增大样本量；另外，MR引导下穿刺扫描时间仍然较长，未来进一步优化MR引导下穿刺序列，缩短扫描时长同时保障MR图像质量。

       综上所述，CT及MR引导下经皮兔肝血管旁肿瘤种植均是安全、可行的造模方法。MR引导肝脏肿瘤模型具有制作成功率更高，穿刺针针尖伪影倍数满足临床应用要求，并发症发生率低，术中无辐射等优点，但仍然存在扫描时间及手术耗时长、价格昂贵、对器械要求高等缺陷。CT引导扫描时间及手术耗时短。总体来说，研究者可根据实际情况，选择合适的影像引导方法来建立兔VX2肝癌模型。