肝細(xì)胞癌1.5T 1 H-MRS波峰形態(tài)特征分析

磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy, MRS)是目前唯一能從分子水平上非侵入性檢測在體組織和器官代謝情況的磁共振功能成像技術(shù)[1]。目前在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、乳腺等疾病的研究中應(yīng)用較多,尤其在前列腺癌診斷中的應(yīng)用比較成熟[1～4]。近年來在體肝的波譜研究已經(jīng)從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段過渡到臨床研究初步階段,并顯示出了重要價(jià)值,但對(duì)局灶性占位性病變的研究相對(duì)滯后,為此我們進(jìn)行了初步探索,報(bào)告如下。

1 資料和方法

1.1 臨床資料 2009-12～2010-05對(duì)山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院45例肝局灶性占位性病變患者進(jìn)行了單體素1H-MRS檢查。①分組:肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)患者24例(HCC組),男9例、女15例,年齡40～74歲,中位年齡55歲;HCC病灶大小3.0～6.2cm。良性肝腫瘤患者21例(良性組),男6例、女15例,年齡25～40歲,中位年齡32歲;6例肝腺瘤,病灶大小2.8～7.4cm,3例肝局灶性結(jié)節(jié)增生(focal nodu lar hyperplasia,FNH),病灶大小2.6～5.2cm;12例血管瘤,病灶大小3.0～9.2cm。所有病人在波譜檢查前均未接受治療和穿刺活檢。②納入標(biāo)準(zhǔn):肝血管瘤手術(shù)經(jīng)證實(shí)5例,7例經(jīng)超聲、CT、MR及DSA并結(jié)合臨床資料綜合診斷;HCC、肝腺瘤及FNH均在1HMRS檢查后通過手術(shù)或穿刺活檢病理證實(shí)。

1.2 研究方法

1.2.1 單體素1H-MRS掃描參數(shù)設(shè)置 使用GE Signa EXCITE 1.5T HD Tw inspeed超導(dǎo)磁共振儀,以軸位 T2W I脂肪抑制像(TR/TE 6 667m s, 84.7m s;NEX 2;FOV 38cm×38cm;矩陣288×224)作為定位像,采用單體素PRESS序列。掃描參數(shù): FOV 38cm×38cm,TR/TE 3 650/35ms,NEX 8,感興趣區(qū)(ROI)體素為2×2×2cm3。選擇感興趣區(qū)時(shí)盡可能避開病灶囊變、出血及壞死區(qū)。在ROI上下、左右、前后加預(yù)飽和帶。機(jī)器默認(rèn)中心頻率為水,先手動(dòng)預(yù)掃描觀察中心頻率有無漂移,如有則進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整,然后自動(dòng)預(yù)掃描進(jìn)行嚴(yán)格的抑水及勻場,并觀察水峰的半高全寬(fullw idth at halfmax,FWHM)、抑水率(w ater supp ression,WS)等指標(biāo),達(dá)到FWHM≤15Hz和WS≥95%時(shí)方可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。如果預(yù)掃描不達(dá)標(biāo)時(shí),有時(shí)通過調(diào)整感興趣區(qū)位置便可達(dá)標(biāo),必要時(shí)可進(jìn)行高階勻場。波譜采集采用呼吸觸發(fā)技術(shù),一次波譜采集時(shí)間3分30秒。

1.2.2 MRS波峰形態(tài)學(xué)分析 化學(xué)位移相鄰的糖原-葡萄糖復(fù)合物(G lyu,化學(xué)位移3.6～3.9ppm)與膽堿(Cho,化學(xué)位移3.1～3.3ppm)的波峰同時(shí)升高,即形成“M”型波峰,據(jù)此將肝局灶性占位性病變的MRS波形分為Ⅰ型(無型波峰)和Ⅱ型(含“M”型波峰),然后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄和比較。列入統(tǒng)計(jì)的譜線要求基線平穩(wěn)、信噪比高、主要波峰可辨認(rèn)。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)軟件包對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,采用χ2檢驗(yàn)及連續(xù)性校正公式分析并統(tǒng)計(jì)兩種波峰所代表的病變性質(zhì)與其形態(tài)特征的相關(guān)性,以P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P＜0.01有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組MRS波峰特征 2例HCC及1例血管瘤因所得譜線的噪聲過大、基線不穩(wěn)、重要波峰難以辨認(rèn)被排除,余42例患者均得到了可用于分析的譜線,波譜的成功率為93.3%。①HCC組:與良性肝病變組比較,15例Cho和Glyu峰均見升高,表現(xiàn)為Ⅱ型波峰(圖1);7例Cho峰升高,Glyu峰升高不明顯,表現(xiàn)為Ⅰ型波峰。②良性肝病變組:6例肝腺瘤均未見Glyu峰,Cho峰很低(圖2),未見“M”型波峰;11例血管瘤脂肪亞甲基峰(化學(xué)位移1.1～1.5ppm)明顯,其余波峰均不明顯,呈"單峰"型(圖3);3例FNH中有2例呈Ⅱ型波峰,1例未見“M”型波峰。

2.2 MRS波峰形態(tài)學(xué)分類結(jié)果(表1)

表1 HCC組、肝良性病變組MRS形態(tài)學(xué)分類比較

圖1 患者,男性,70歲,較大HCC患者1 H-M RS圖像 A.波譜采集像素(白色方格內(nèi))橫斷面定位圖像;B.采集的1 H-M RS波譜圖:膽堿及糖原復(fù)合物峰升高,形成“M”型波峰

圖2 患者,女性,29歲,肝腺瘤患者1 H-MRS圖像 A.波譜采集像素(白色方格內(nèi))橫斷面定位圖像;B.采集的1 HMRS波譜圖,未見糖原復(fù)合物峰,膽堿峰很低

圖3 患者,女性,40歲,肝血管瘤患者1 H-MRS圖像 A.波譜采集像素(白色方格內(nèi))橫斷面定位圖像;B.采集的1 H-M RS波譜圖,脂肪亞甲基峰明顯,其余波峰均不明顯,呈“單峰”型

3 討論

肝細(xì)胞癌(hepatocellu lar carcinoma,HCC)是最常見的肝原發(fā)惡性腫瘤,以亞太地區(qū)居多,惡性度高,嚴(yán)重威脅人類健康[6]。早期診斷和治療可顯著提高HCC患者的生存率。肝穿刺活檢可提高肝局灶性病變的診斷準(zhǔn)確性,但其有創(chuàng)性限制了臨床的廣泛應(yīng)用。MRS是一種無創(chuàng)的MR新技術(shù),能從分子水平檢測活體內(nèi)物質(zhì)代謝和生化成分[7],為HCC的診斷、鑒別診斷以及預(yù)后評(píng)價(jià)提供了一種新的輔助診斷方法。

本組波譜掃描成功率較文獻(xiàn)報(bào)道高,分析原因可能與我們在波譜采集前手動(dòng)預(yù)掃描觀察中心頻率有無漂移,并對(duì)漂移的中心頻率進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整有關(guān)。因此,我們建議在掃描前要常規(guī)觀察中心頻率,并對(duì)漂移的中心頻率進(jìn)行調(diào)整。

本組可用于分析的42例肝腫瘤的譜線中,有15例形成寬大的“M”型波峰,HCC的Cho和G lyu升高,因此我們將肝腫瘤的MRS波形籠統(tǒng)分為Ⅰ型(無“M”型波峰)和Ⅱ型(含“M”型波峰)。統(tǒng)計(jì)分析兩種波峰所代表的病變性質(zhì)與其形態(tài)特征的相關(guān)性,結(jié)果顯示:HCC組Ⅱ型波型的發(fā)生率(68.2%)高于良性肝病變組(10%),二者差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01),提示Ⅱ型波型的出現(xiàn)對(duì)HCC的診斷具有一定的價(jià)值。Ⅱ型波型的出現(xiàn),與Cho和Glyu同時(shí)升高有關(guān),HCC的膽堿峰升高可能與腫瘤組織細(xì)胞數(shù)目增多、增值活躍及細(xì)胞膜磷脂代謝旺盛有關(guān),同時(shí)Glyu峰升高的原因推測可能與HCC存在糖利用障礙從而導(dǎo)致糖原蓄積有關(guān)[11]。L CW[8]、張靜[10]等對(duì)人HCC的1H-M RS的定量研究表明:與正常組織、良性腫瘤相比,HCC的Cho含量升高。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也表明在肝癌的發(fā)生及發(fā)展中,尤其是中、晚期存在膽堿和糖原含量的異常,早期不明顯[9、11]。本組實(shí)驗(yàn)顯示,大多數(shù)HCC的膽堿峰升高,部分甚至明顯升高,7例HCC雖未見Ⅱ型波型,但與良性腫瘤相比Cho峰升高,具有一定的特征性。董愛生[12]等研究結(jié)果表明,1H-MRS表現(xiàn)與HCC的病理特點(diǎn)有一定相關(guān)性, Cho峰顯著升高的HCC無明顯出血、壞死,質(zhì)地較均一,亦無明顯脂肪變性和透明變性;Cho峰輕度升高的HCC存在散在的壞死灶。肝血管瘤為非肝細(xì)胞性腫瘤,內(nèi)含大量的血液;肝腺瘤鏡下表現(xiàn)與正常肝細(xì)胞類似,只是體積稍大。因此良性腫瘤細(xì)胞增殖相對(duì)緩慢,均與病理表現(xiàn)相一致?？傊?本實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步顯示:通過觀察MRS波形特點(diǎn),可大致將肝良性病變和HCC區(qū)分開,但尚有個(gè)別HCC[12](包括脂肪變性和透明變性的HCC)膽堿峰較低,因此,必須密切結(jié)合其他影像學(xué)檢查方法及臨床綜合診斷。

通過觀察肝良性病變的1H-MRS波形特點(diǎn),我們發(fā)現(xiàn):1H-MRS波形對(duì)肝良性病變的診斷及鑒別診斷也具有一定的價(jià)值。本組6例肝腺瘤均未見Glyu峰,膽堿峰低,與HCC明顯不同;此外本組有2例FNH呈“M”型波峰,但 Cho峰并無明顯升高,與HCC的Cho峰升高不同。以上特征可能具有鑒別診斷價(jià)值。本組11例血管瘤脂肪亞甲基峰明顯,余波峰均不明顯,初步提示此種波形特點(diǎn)可能從代謝方面為肝血管瘤的診斷提供新的輔助診斷方法。

本組實(shí)驗(yàn)作為初步研究,有以下不足:①只對(duì)肝的主要代謝物波形特點(diǎn)進(jìn)行分析,未對(duì)其進(jìn)行定量分析;②單體素波譜體素較大以及空間分辨率較低,因此對(duì)代謝物含量的變化檢測敏感性低,可能檢測不出肝主要代謝物的微小變化而得出錯(cuò)誤的結(jié)論;③設(shè)置的感興趣容積的大小為2×2×2cm3,不適用于較小的肝局灶性占位性病變(如肝硬化再生結(jié)節(jié)、增生不良結(jié)節(jié))的應(yīng)用,有一定的局限性;④本組實(shí)驗(yàn)樣本量較少,屬于初步研究,其結(jié)果只是初步結(jié)論,需要大樣本資料的進(jìn)一步驗(yàn)證?？傊?我們的研究結(jié)果初步提示:1H-M RS波形可作為常規(guī)MR的輔助檢查手段,Ⅱ型波型的出現(xiàn)和(或)Cho峰升高對(duì)診斷HCC具有一定的價(jià)值。MRS作為一種新的磁共振功能成像技術(shù),目前尚存在一些不足,但我們相信隨著MR軟、硬件的改進(jìn)以及大量樣本實(shí)驗(yàn)的深入研究,1H-MRS在肝局灶性占位性病變的診斷和鑒別診斷中潛在而獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值將會(huì)充分的顯現(xiàn),肝1H-MRS必將進(jìn)入臨床實(shí)用階段。

[1] Wang YZH,Song ZHY.Research p rogress o f magnetic resonance spectroscopy in liver disease.Int J Dig Dis, 2009,29(1):42-44.

[2] 張麗,胡道予,饒晶晶,等.正常人肝單體素1.5T1HM RS.研究放射學(xué)實(shí)踐,2007,22(4):391-394.

[3] 王秋實(shí),劉輝,梁長虹.3例活體肝磁共振氫質(zhì)子波譜分析.山東醫(yī)藥,2007,47(23):67-68.

[4] Machann J,Thamer C,Schnoedt B,et al.Hepatic lipid accumu lation in healthy sub jects:a comparative study using spectral fat-selective M RI and volume-localized1H-MR spectroscopy.Magn Reson Med,2006,55(4):913-917.

[5] 范明霞,田建明,陸建平,等.活體1H磁共振波譜分析在大鼠脂肪肝中應(yīng)用價(jià)值的初步研究.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2004,20(10):1503-1505.

[6] 周耀相,黃飛舟.肝細(xì)胞性肝癌的臨床病理特點(diǎn)及術(shù)后預(yù)后因素的探討.現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生,2009,25(9):1324-1325.

[7] Li BP,Liu Q,et al.The research status and trend on magnetic resonance spectroscopic imaging techno logy of liver tumor.JMed Imging,2008,18(12):1461-1463.

[8] LiCW,Kuo YC,Chen CY,et al.Quantification o f choline compounds in human hepatic tumors by p roton M R spectroscopy at 3T.Magn Reson Med,2005,53(4):770-776.

[9] 趙衛(wèi)東,管生,周康榮,等.新型1.5T M R對(duì)大鼠誘發(fā)肝癌進(jìn)行1H-MRS掃描可行性的初步分析.中國癌癥雜志,2004,14(4):329-332.

[10]張靜,劉鐵芳,葉慧義,等.3.0T質(zhì)子MRS診斷肝腫瘤的應(yīng)用研究.中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2008,16(1):32-33.

[11]Zhao WD,Guan S,Zhou KR,et al.In V ivo Detection of Metabolic Changes by1H-M RS in the DEN-induced H epatocellular Carcinoma in W istar Rat.J cancer Res Clin Oncol,2005,131(9):597-602.

[12]董愛生,田建明,陸建平,等.肝細(xì)胞癌和膽管細(xì)胞癌活體氫質(zhì)子磁共振波譜分析.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào),2009,31 (2):151-154.