DP-CBCT(Dual-phase cone-beam computed tomography)는 간세포 암종의 약물 용출 비드를 사용한 경동맥 화학색전술 치료를 위한 유용한 시술 내 이미징 기술입니다. DP-CBCT는 종양 중재적 방사선학에서 종양 국소화(SEE), 항행 및 시술 내 카테터 유도(REACH), 치료 성공에 대한 시술 내 평가(TREAT)의 세 가지 주요 단계를 수행하는 데 사용되었습니다.
방법 논문
DP-CBCT(Dual-phase cone-beam computed tomography)는 간세포 암종의 약물 용출 비드를 사용한 경동맥 화학색전술 치료를 위한 유용한 시술 내 이미징 기술입니다. DP-CBCT는 종양 중재적 방사선학에서 종양 국소화(SEE), 항행 및 시술 내 카테터 유도(REACH), 치료 성공에 대한 시술 내 평가(TREAT)의 세 가지 주요 단계를 수행하는 데 사용되었습니다.
혈관 조영술 제품군에서 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영(CBCT)의 출현은 중재적 방사선학에서 혁명적이었습니다. CBCT는 중재 제품군에서 3차원(3D) 진단 영상을 제공하며 2D 혈관 조영술만의 한계를 넘어 최소 침습 요법을 향상시킬 수 있습니다. CBCT의 역할은 간세포 암종(HCC)의 경동맥 화학색전술(TACE) 치료에서 인정받고 있습니다. 최근 도입된 CBCT 기술인 이중상 CBCT(DP-CBCT)는 약물 용출 비드(DEB-TACE)를 사용한 동맥 내 간암 치료를 개선합니다. DP-CBCT는 다단계 다중검출기 컴퓨터 단층촬영(M-MDCT) 및 조영제 강화 자기공명영상(CE-MRI)(종양 참조)의 진단 정확도로 간 종양의 위치를 파악하고, 동맥 내 가이드와이어 및 마이크로 카테터를 선택적 치료(종양 도달)를 위해 원하는 위치로 안내하고, 시술 중 치료 성공을 평가(종양 치료)하는 데 사용할 수 있습니다. 이 원고의 목적은 DEB-TACE에서 DP-CBCT가 HCC를 보고, 도달하고, 치료하는 데 어떻게 사용되는지 설명하는 것입니다.
영상 안내는 중재적 방사선학의 근간입니다. X선 혈관 조영술 장비의 비교적 최근에 개발된 두 가지 기능은 3차원(3D) 회전 혈관 조영술과 C-arm 원뿔형 빔 컴퓨터 단층 촬영(CBCT)입니다. CBCT는 C-arm, 평판 검출기 및 Feldkamp 백 프로젝션 알고리즘1,2의 출현으로 혈관 조영술 제품군에서 3D 체적 이미징을 획득할 수 있게 되었습니다. 이러한 새로운 이미지 획득 기능을 통해 임상의는 기존의 형광투시법 또는 디지털 감산 혈관 조영술만으로는 불가능한 절차를 수행할 수 있습니다3-7. 최근 영상 품질의 개선으로 CBCT 영상과 진단 영상의 비교가 가능해졌다8,9. 더욱이, 이러한 최신 도구들은 점점 더 다양해지는 중재의 정확성을 향상시킬 수 있다5,7.
경동맥 화학색전술(TACE)은 Barcelona Clinic Liver Cancer 병기 결정 및 치료 알고리즘10에 따라 간세포 암종(HCC)에 대한 치료 옵션입니다. 시술 중 영상은 이 중재적 종양학 절차를 직접 안내합니다. 중재 계획은 시술에 필요한 장치를 최적화하고, 종양에 도달하기 위한 최상의 시야를 결정하고, 잠재적으로 표적 종양에 대한 약물 전달을 개선하고, 이론적으로 잠재적인 합병증을 줄이기 위한 핵심 단계입니다. 이미지 획득, 시술 내 안내 및 치료 반응 평가를 위한 도구는 TACE를 최적화하기 위해 TACE 중에 사용할 수 있도록 개발되었습니다. 특히 약물 용출 비드(DEB-TACE)를 사용한 TACE 중 이중 위상 CBCT(DP-CBCT)를 사용하면 기존 형광투시법, 조영제 주사가 없는 CBCT 또는 단상 강화 CBCT11보다 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다. 실제로, DP-CBCT는 1회 동맥 내 주사 1회 동안 시술 내에서 수행되는 두 번의 5초 CBCT 스캔(초기 동맥 및 지연된 정맥 단계)입니다17,21-23. DP-CBCT는 매일 TACE 접근법을 표준화하기 위한 중재적 종양 전문의의 무기에서 필수적인 도구로 설명할 수 있습니다.
첫째, DP-CBCT 이미징은 HCC를 감지하는 데 매우 민감하고 특이적입니다. 이는 기존의 황금 표준, 조영제 강화 자기 공명 영상(CE-MRI) 및 다상 다중 검출기 컴퓨터 단층 촬영(M-MDCT)8,9,12에 비해 유리합니다. 정확한 검출 및 종양 부피 분할은 CBCT 이미지에서 얻을 수 있으며, 동맥 단계에서 더 나은 시각화가 이루어지지 않는 한 종종 지연된 정맥 상 스캔을 얻을 수 있습니다8,13,14. 둘째. DP-CBCT는 영양 혈관의 과선택적 카테터 삽입과 식별 및 색전술을 위한 로드맵을 생성할 수 있습니다. 최근 데이터에 따르면 과선택성 화학요법 전달은 합병증 감소 및 결과 개선과 관련이 있다 15-17. 마지막으로, DP-CBCT는 동맥 내 치료 후 간 종양(HCC) 반응에 대한 시술 내 예측 평가를 제공하고 6주 추적 관찰 CE-MRI18을 증가시키거나 예측할 수 있습니다. TACE 중 CBCT 영상의 사용은 생존율을 증가시키는 것으로 나타났습니다19.
이 원고의 목적은 CBCT를 사용하여 DEB-TACE의 단계, 즉 간 종양을 보고, 도달하고, 치료하는 단계를 설명하는 것입니다. DP-CBCT 정보를 기반으로 DEB-TACE를 수정하는 것은 일반적인 임상 시나리오입니다.
1. 환자 선택
2. 종양을 "보다"
3. 개입 계획: 종양 감지, 종양 세분화, 3D 로드맵
4. 종양에 도달
5. 종양 치료 - 치료 성공 측정
시술 중 C-arm CBCT 영상을 사용하여 HCC DEB-TACE 치료의 3가지 주요 단계인 HCC 확인(see), 도달(reach), 치료(treat)를 위한 3D 볼륨 이미지 세트를 획득하였습니다. CBCT 영상은 C-arm CT에 고정된 평판 검출기를 통해 얻었습니다(그림 1).
간의 segment 7에 위치한 8.9 cm 크기의 절제 불가능한 HCC를 가진 64세 남성 사례를 통해 대표적인 결과를 설명하였습니다. 먼저, 표적 종양을 확인하기 위해 카테터를 우간동맥 선택적 부위에 배치한 상태에서 시술 중 사전 처리 DPCBCT를 시행하였으며, 마이크로카테터를 통해 단일 동맥 내 조영제를 주입한 후 두 번의 CBCT 스캔(조기 동맥기 및 지연 정맥기)을 획득하였습니다. 두 스캔 영상은 CBCT 스캔 후 1분 이내에 워크스테이션에서 재구성되었습니다(그림 2). 두 CBCT 스캔의 등록 및 중첩은 자동으로 수행되었으며, 의사가 세 가지 평면(축상면, 관상면, 시상면)에서 두 CBCT 획득 영상이 서로 일치하도록 수동으로 등록, 중첩 및 검증하기로 결정한 경우는 예외로 하였습니다(그림 3).
의사는 시술 전 진단 영상(CE-MRI 또는 M-MDCT)을 사용하여 치료할 표적 종양을 정의하고, 이를 시술 중 TACE 전 DPCBCT 스캔 영상과 대조하였습니다. 의사는 병변이 가장 잘 나타난 정맥기 CBCT 단계에서 표적 종양(파란색 구체)을 3D로 분할하였습니다(그림 4). 공급 동맥(색상선)은 소프트웨어에 의해 자동으로 검출 및 표시되었습니다(그림 5). 의사는 카테터 내비게이션을 검증하고 시작하기 전, 자동 종양 공급 동맥 검출 상태를 확인하였습니다. 종양 분할 및 종양 공급 동맥은 실시간 투시 영상 위에 중첩되었습니다(그림 6). 의사는 자동 검출 과정을 제어하였습니다. 3D 로드맵을 통해 조영된 모든 혈관을 구체적으로 표시함으로써, 분할된 모든 종양의 종양 혈관 공급원을 격리할 수 있었습니다.
3D 로드맵이 실시간 투시 영상에 중첩되면(그림 6), 표적 종양의 카테터 삽입을 시작할 수 있었습니다. 필요한 경우, 시술 중 환자의 움직임이 있을 때 3D 로드맵을 시술 중에 수동으로 조정하였습니다. 카테터 삽입은 2D 실시간 투시 영상 위에 중첩된 3D 로드맵을 사용하여 수행되었습니다. 시술자는 3D 로드맵 동기화를 통해 테이블과 C-arm 위치를 이동시켜 굴곡진 혈관의 가시성을 개선할 수 있었습니다.
마이크로카테터가 적절한 치료 위치에 배치되었을 때, 2D 투시 영상에서 정체가 관찰되고 역류가 감지되기 전까지 약물 방출 비드 제제를 주입하였습니다.
표적 종양에 DEB-TACE 색전술을 시행한 후, 치료의 완전성을 평가하기 위해 다시 DP-CBCT를 수행하였습니다. 본 HCC DEB-TACE 사례에서는 TACE 전 DP-CBCT의 지연 정맥기(delayed venous phase)와 비교했을 때, TACE 후 DP-CBCT의 지연 정맥기에서 조영 증강 결손이 감지되었습니다(그림 7).

그림 1. TACE를 시행하고 있는 의사들이 있는 혈관 조영술실. 오른쪽 모니터의 3D 로드맵이 카테터 삽입 위치를 안내하는 데 사용되고 있습니다.

그림 2. 색전술 전, 시술 중에 얻은 한 건의 DP-CBCT 두 단계의 대표 축상 이미지. (A)는 동맥기를 나타내며, 이미지 (B)는 정맥기를 묘사한다. 첫 번째 단계에서는 간의 동맥계와 단일 간세포암(흰색 화살표)으로 이어지는 공급 동맥의 조영 증강이 나타나며, 두 번째 단계에서는 간종양의 경계(흰색 화살표)가 나타난다.

그림 3. 두 스캔의 정합은 관상면, 시상면 및 축상면에서 수행할 수 있습니다. 축상면에서 표시된 빨간색 음영은 기본 볼륨(조기 단계)을 나타내며, 회색조 영상은 보조 볼륨(지연 단계)을 나타냅니다. 문맥 가속기는 이상적인 종양 시각화를 위해 아직 충분히 혼합되거나 윈도잉되지 않은 상태입니다.

그림 4. 워크스테이션에 표시된 3개 평면의 지연 정맥기 CBCT 스캔 영상이며, 더욱 정밀한 3D 종양 분할이 가능함을 보여준다 (A). 종양 부피는 3개 평면에서 파란색 원으로 표시되어 있다. 분할 작업은 관상면(B), 시상면(C), 그리고 횡단면(D)의 3가지 축 중 어느 곳에서나 수행할 수 있다.

그림 5. 초기 동맥기 스캔이 관상면(B), 시상면(C), 횡단면(D)의 세 가지 평면으로 표시되어 있다. 동맥계와 종양 공급 동맥이 모든 평면에서 시각화되었다. 공급 동맥은 서로 다른 색상으로 표시될 수 있으며, 위와 같이 모든 뷰에서 나타날 수 있다. 분할된 종양은 이 모든 이미지 위에 자동으로 오버레이된다. 종양 분할 및 추출된 색상 혈관은 첫 번째 이미지(A)에 표시되어 있다.

그림 6. 두 데이터 세트의 오버레이가 완료된 후, 3D 로드맵이 실시간 투시 영상 위에 겹쳐진다. 회색조 배경은 투시 영상이며, 빨간색 오버레이는 동맥계, 파란색 오버레이는 표적 간 종양을 나타낸다. 이 3D 로드맵은 약물 전달 전 종양에 도달하기 위해 사용된다. 본 사례는 파란색으로 표시된 7번 구역의 표적 종양을 보여준다. 카테터는 총간동맥에, 마이크로카테터는 7번 구역 간동맥에 위치해 있다.

그림 7. 이는 첫 번째(A) 및 두 번째(B) 스캔 단계에서 색전술 전후 DP-CBCT 영상의 종양 조영 증강 변화를 보여주는 사례 예시입니다. Lipiodol은 사용되지 않았습니다.
DP-CBCT는 동맥 내 간 치료의 세 가지 주요 단계인 종양 국소화(참조), 카테터 삽입을 위한 탐색 계획 및 시술 중 지침(REACH), 치료 목표 및 성공에 대한 시술 중 평가(TREAT)를 용이하게 하는 유용한 도구입니다.
첫째, DP-CBCT는 조영 증강 MRI 및 MDCT8을 포함한 현재의 표준 이미징 기술만큼 간세포암종 검출에 동등하게 민감하고 특이적입니다. 또한 DP-CBCT의 종양 분할 및 부피 계산은 정확하고 재현 가능합니다13. 또한, CBCT 및 MRI에서 표적 병변의 부피와 공간적 국소화는 강한 상관관계가 있습니다13. 가장 중요한 것은 이 정보가 가장 필요할 때 절차 중에 사용할 수 있다는 것입니다.
둘째, DP-CBCT는 어려운 병변에 도달하기 위해 탐색 "지도"를 생성하는 데 사용할 수 있으며 종양 표적화를 개선하면 비표적 색전술이 감소하고 종양 범위가 증가하며 정상 간 조직이 보존됩니다.
셋째, 치료 직후 DP-CBCT를 사용하면 치료 성공을 예측할 수 있으며 치료 완전성을 평가하기 위해 6주 MRI 또는 MDCT 대신 사용할 수 있습니다18.
호흡 운동은 이미지 등록에서 정렬 불량을 유발할 수 있지만 3D 로드맵은 시술자가 형광투시에서 카테터의 위치를 참조로 사용하여 시각적으로 조정할 수 있습니다. 또한 뼈 랜드마크 또는 카테터를 참조로 사용하여 실시간 형광투시에서 3D 로드맵을 이동하여 더 중요한 환자 움직임을 수동으로 교정할 수 있습니다. 시각적 게이팅은 카테터 조작을 하기 위해 일치하는 호흡 주기를 기다리면서 이러한 방식으로 수행할 수 있습니다. 환자의 편안함은 필수적이며 심각한 모션 아티팩트와 심각한 이미지 품질 저하를 방지하기 위해 8초 동안 숨을 참아야 합니다. 필요한 경우 호흡 참기의 불편함을 최소화하기 위해 획득하는 동안 환자에게 산소를 투여할 수 있습니다.
CBCT의 한계에는 이미징 아티팩트 및 X선 노출이 포함됩니다. CBCT 이미지는 노이즈, 산란, 부분 볼륨 효과, 빔 경화, 링잉 및 모션과 같은 여러 소스로 인한 아티팩트를 나타냅니다. 재구성 중 노이즈를 줄이거나, X선 스펙트럼을 수정하거나, 모션 아티팩트20-26을 줄이기 위해 여러 알고리즘이 개발되었습니다. DEB-TACE 동안 이러한 인공물의 직접적인 영향은 저자가 아는 한 설명되지 않았습니다. CBCT X선 노출은 일반적으로 유사한 프로토콜의 MDCT보다 적습니다. 미만성 간 질환의 경우 근위 위치에서 색전술을 시행할 수 있습니다. 이러한 경우 3D 로드맵이 필요하지 않을 수 있습니다. 그런 다음 MDCT 또는 MRI 시술 전 이미지를 사용하여 적절한 간동맥 카테터 삽입을 위한 3D 로드맵을 생성할 수 있습니다. 시술 중 DP-CBCT 후 요법은 약물 회피 비드를 사용할 때 치료 성공을 예측하는 데 여전히 사용할 수 있습니다
DP-CBCT는 DEB-TACE 절차를 표준화하는 데 사용할 수 있는 중재적 종양학에서 유용한 도구입니다. DP-CBCT는 TACE 절차의 세 가지 주요 단계인 간 종양 관찰, 도달 및 치료를 개선하는 정보를 제공합니다.
M. Lin, A. Radaelli, B. Carelsen 및 N. Noordhoek: 필립스 직원. J.F. Geschwind: 본 기사와 관련된 금융 활동: 필립스 헬스케어. 본 기사와 관련되지 않은 금융 활동: J.F. Geschwind는 Biocompatibles, Bayer Healthcare, Guerbet, Nordion, Merit, Abbott 및 Jennerex의 유료 컨설턴트입니다. 기관은 Biocompatibles, Genentech, Bayer Healthcare, Nordion, Context Vision 및 CeloNova로부터 보조금 또는 보조금을 보유하고 있습니다. BJW는 필립스 헬스케어 및 생체적합성과 협력 연구 개발 계약을 맺고 있으며 NIH 교내 연구 프로그램 및 NIH 보조금 Z1A BC-011242-04의 지원을 받습니다. 다른 저자는 관련 재정적 관계를 공개하지 않았습니다.
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저자는 NIH/NCI R01 CA160771, P30 CA006973, Philips Research North America, Briarcliff Manor, NY, USA 및 French Society of Radiology(SFR)의 재정적 지원에 감사드립니다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 혈관 조영 시스템(Allura Xper FD20) | Philips Healthcare, Best, 네덜란드 | C-arm 컴퓨터 단층 촬영(CBCT) 및 평면 패널 검출기로 만든 혈관 조영 시스템 | |
| 워크스테이션(XtraVision 8) | Philips Healthcare, Best, 네덜란드 | CBCT 이미지 재구성 및 후처리를 위한 워크스테이션 | |
| 조영제: Oxilan 300 (Ioxilan) | Guerbet LLC, Bloomington, IN, USA | DP-CBCT 이미지 획득에 사용되는 조영제 | |
| Sheath | (5Fr) | ||
| Catheter | Terumo Medical, Somerset, NJ, USA | Glide Simmons 1 (5Fr) | |
| Microcatheter | Boston Scientific, Natick, MA, USA | Renegade Hi-Flow(3Fr) | |
| 조종 가능한 가이드와이어 | Boston Scientific, Natick, MA, USA | 패덤 와이어(0.018인치) |