同步辐射相衬成像在透X线栓塞剂栓塞肝血管成像中的应用价值研究

Hepatic artery embolization (HAE) is a widely used interventional therapeutic technique in clinic. The effect will be better if the embolic agents selectively block the blood supply that feeds the lesion. Accordingly, in order to improve the curative effect and prognosis, it is crucial to understand the distribution of embolic agents inside target liver during and after the HAE procedure. For a long time, the problem has not been well solved due to the radiolucency of embolic agents and the resolution limitation of conventional radiography. Compared with conventional radiography, synchrotron radiation (SR) imaging is characterized by its brilliance, high resolution and small divergence. Using SR, phase contrast imaging (PCI) can provide considerably greater image contrast compared to absorption-based radiography for soft tissues. In the present study, we plan to fabricate 'x-ray transparent' PLGA microspheres as embolic agents and image the HAE in vivo by high-sensitivity and high-resolution SR-PCI. On the basis of pathologic findings, we will evaluate the reliability and potential research applications of PCI for studies of HAE.

肝血管栓塞术是一项临床应用非常广泛的介入治疗技术。选择性地栓塞病变区的供血血管而避免正常肝组织血管的栓塞，是栓塞手术成功与否的关键。因此，为了提高治疗疗效和改善患者的预后，全面地了解术中和术后栓塞剂分布情况对疗效的评估具有重要的意义。很长一段时间以来，由于低密度栓塞剂的透X线特性和常规X线分辨率的限制，这个问题一直未能得到很好的解决。同步辐射成像具有其他射线不能相比的高亮度、 高分辨率和低散射性等优点。通过同步辐射技术，相衬成像可以为软组织提供比吸收成像更明显的衬度差异。本研究拟合成可透X线的PLGA微粒,通过同步辐射相衬成像的高敏感、高分辨率特点，对活体小鼠肝脏动脉栓塞进行成像，结合相应病理等检查结果，探讨该新成像方法在肝血管栓塞成像评估中的研究和应用价值。

肝血管栓塞术是一项常用的临床介入治疗方法。肿瘤的生长主要依靠供应血管来源的营养。因此，通过选择性地栓塞肿瘤供血血管而避免栓塞周围正常肝组织血管，是栓塞手术效果好坏的关键。因此，全面了解术中和术后栓塞剂分布情况对提高肿瘤栓塞疗效和改善患者预后具有非常重要的意义。术中通常将导管选择性插入到肿瘤供血靶动脉后，以适当的速度注入适量的栓塞剂, 使靶动脉闭塞,引起肿瘤组织的缺血坏死。明胶海绵和聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）颗粒是目前临床上广泛使用的栓塞剂。然而，由于明胶海绵和PVA颗粒密度低下，两者在常规X线下表现为可透光特性，因此很难通过常规X线成像将它们显示出来。这些栓塞剂注射时需添加碘对比剂进行成像，通过观察注射碘剂后的血管成像，来引导栓塞剂的注射。通过使用碘剂后图像吸收衬度差异得到了极大的提高，但是由于分辨率的限制，常规DSA成像仍难以显示200微米以下的微细栓塞血管。另外，碘剂容易被稀释，每次观察都需要注射碘对比剂，而过多碘剂易引起肝肾等重要脏器毒性损害，特别是体质较差的肿瘤患者，这些损害更需尽量避免。因此，为了提高血管栓塞的安全性和准确性，研发新的非侵入性的成像技术并使其在不使用对比剂条件下也能够清晰显示低密度栓塞剂分布情况，已成为开展肝血管栓塞手术及判断治疗预后的一个重要环节。.本研究利用同步辐射相衬技术对低密度物质的高敏感、高分辨率和低散射性等优点，利用相位差异进行成像，在不使用对比剂的情况下，通过比较同步辐射吸收成像，发现相衬成像能明显提高不同软组织之间的衬度差异。通过相衬成像能清晰显示常规吸收成像无法观察到的明胶海绵和PVA颗粒；利用相衬成像清晰显示PLGA微球栓塞肝血管。另外，利用相衬CT成像，能清晰显示栓塞后小鼠微细肝脏血管中的低密度FCM栓塞微球的三维分布情况。.总之，该研究首次在不使用对比剂的条件下，对栓塞后肝脏的栓塞剂分布情况进行清晰显示。虽然本研究只是初步的动物基础实验，但毫无疑问它将为今后预临床活体实验提供了有价值的理论支持和数据参考。