MRI評(píng)價(jià)肝癌熱消融療效的研究進(jìn)展

胡海， 楊東均, 王雪梅， 孫清泉， 楊漢豐， 杜勇

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·綜述·

MRI評(píng)價(jià)肝癌熱消融療效的研究進(jìn)展

胡海， 楊東均, 王雪梅， 孫清泉， 楊漢豐， 杜勇

肝癌熱消融治療(TAT)在臨床上應(yīng)用較為廣泛，MRI在其療效評(píng)價(jià)方面有重要作用，尤其是隨著功能磁共振成像技術(shù)如擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)、灌注成像(PWI)及磁共振波譜成像(MRS)的發(fā)展，以及一些特異性對(duì)比劑的使用，使得MRI在肝癌熱消融療效評(píng)價(jià)方面的優(yōu)勢(shì)更加明顯。大量研究顯示，MRI有助于TAT治療后對(duì)消融灶與周邊組織的鑒別，能更早期發(fā)現(xiàn)腫瘤殘余或復(fù)發(fā)。本文就MRI在肝癌熱消融術(shù)療效評(píng)價(jià)方面的研究進(jìn)展進(jìn)行敘述。

肝癌； 熱消融術(shù)； 磁共振成像； 擴(kuò)散加權(quán)成像

肝癌是我國(guó)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，其病死率居癌癥病死率第二位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年全球有695900例患者死于肝癌，其中一半來(lái)自中國(guó)[1]。根據(jù)美國(guó)肝病學(xué)會(huì)2005年肝細(xì)胞癌診療指南推薦，對(duì)于不適于腫瘤切除術(shù)或肝移植的早期肝癌患者，經(jīng)皮消融術(shù)是其最佳的治療選擇[2]。經(jīng)皮消融術(shù)主要是通過(guò)經(jīng)皮膚注射化學(xué)物質(zhì)(乙醇、 醋酸)或調(diào)節(jié)溫度(射頻、微波、激光、冷凍療法)來(lái)破壞腫瘤細(xì)胞。亦有大量研究證實(shí)以射頻消融(radio frequency ablation，RFA)和微波消融(microwave ablation，MWA)為代表的熱消融治療(thermal ablate therapy，TAT)是一種微創(chuàng)且安全有效的治療方法[3-5]。

對(duì)于肝癌患者TAT治療效果的評(píng)估，目前主要的影像學(xué)檢查手段是CT和MRI。CT增強(qiáng)掃描是評(píng)估TAT療效的一種相當(dāng)有效且最常用的方法，但是有研究表明，CT增強(qiáng)掃描對(duì)TAT療效的評(píng)估可鞥存在漏幀的情況，尤其是在治療后早期階段(3個(gè)月內(nèi))[6-7]。與CT相比，MRI因其良好的組織分辨率及多序列成像的優(yōu)勢(shì)，能更好地識(shí)別殘余腫瘤及判斷消融范圍[8]。而且，近年來(lái)隨著功能磁共振成像技術(shù)如擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)、灌注成像(perfusion weighted imaging，PWI)及波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)等及一些特異性對(duì)比劑的應(yīng)用，為評(píng)估腫瘤熱消融術(shù)的療效提供了更多的信息，多個(gè)微觀水平的功能性量化指標(biāo)將會(huì)提高局部微創(chuàng)治療后腫瘤療效評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，有助于更早期發(fā)現(xiàn)殘余或復(fù)發(fā)腫瘤[8-9]。因此，MRI對(duì)于僅評(píng)估腫瘤大小和強(qiáng)化程度的實(shí)體腫瘤療效評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)(response evaluation criteria in solid tumors，RECIST)和歐洲肝病協(xié)會(huì)診斷標(biāo)準(zhǔn)(European Association for the Study of the Liver，EASL)能起到很好的補(bǔ)充作用。

熱消融后 MRI表現(xiàn)

1.常規(guī)MRI表現(xiàn)

通常，肝癌TAT后2周內(nèi)T1WI顯示消融區(qū)可呈低信號(hào)～高信號(hào)，隨后(3～6個(gè)月)消融區(qū)顯示等～低信號(hào)，信號(hào)強(qiáng)度比逐漸降低，T2WI上消融區(qū)呈低信號(hào)，如病灶內(nèi)部有出血、液化壞死，病灶內(nèi)相應(yīng)部位會(huì)表現(xiàn)為高信號(hào)；增強(qiáng)掃描消融區(qū)內(nèi)無(wú)增強(qiáng)，呈低信號(hào)。殘存腫瘤表現(xiàn)為不規(guī)則的灶狀或結(jié)節(jié)影，T1WI上呈低信號(hào)，T2WI上呈稍高信號(hào)，注射Gd-DTPA后，動(dòng)脈期輕度至明顯強(qiáng)化，且強(qiáng)化呈快進(jìn)快出表現(xiàn)。在治療后早期MRI上也可以見(jiàn)到環(huán)繞消融區(qū)的異常信號(hào)帶，T2WI上呈高信號(hào)，T1WI上表現(xiàn)為低信號(hào)，增強(qiáng)掃描后呈環(huán)形強(qiáng)化，3個(gè)月后環(huán)形強(qiáng)化逐漸減弱甚至消失[9-12]。環(huán)形強(qiáng)化的病理基礎(chǔ)是治療后局部肝實(shí)質(zhì)炎性充血、腫瘤旁肉芽組織、纖維化、門(mén)靜脈內(nèi)血栓形成致肝動(dòng)脈血供代償性增多有關(guān)[13-14]。

2.DWI表現(xiàn)

DWI是一種能在活體組織內(nèi)無(wú)創(chuàng)性探測(cè)水分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，并可以對(duì)其進(jìn)行定量分析的方法。在活體組織中，DWI受到血流灌注、呼吸運(yùn)動(dòng)、脈搏以及細(xì)胞膜等生理因素的影響，故實(shí)際常采用表觀擴(kuò)散常數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)來(lái)代替實(shí)際擴(kuò)散常數(shù)。掃描過(guò)程中選用合適的b值，得到的ADC值能夠真實(shí)反映水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)肝癌治療前后的情況進(jìn)行量化。b值太小時(shí)水分子擴(kuò)散受血流灌注的影響較大，而b值太大則會(huì)對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，影響ADC值的測(cè)量以及圖像觀察。肝臟DWI最合適的b值目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一般認(rèn)為應(yīng)該在1000s/mm2以內(nèi)[15]，在肝癌熱消融療效評(píng)估示b值應(yīng)取500s/mm2左右[16-20]。研究表明，DWI能夠在形態(tài)學(xué)改變之前檢測(cè)到腫瘤對(duì)治療的反應(yīng)，并且可以識(shí)別消融灶內(nèi)不同組織成分，ADC值可用于鑒別肝癌TAT治療后壞死組織與復(fù)發(fā)或殘留的腫瘤組織[19-20]。

潘晶晶等[19]利用DWI評(píng)價(jià)肝癌熱消融術(shù)的早期療效，結(jié)果顯示對(duì)于同一 b值， 腫瘤消融后即刻的ADC值均較消融前顯著升高(P<0.05)，隨著b值升高，ADC值逐漸降低。利用完全壞死組消融前活性腫瘤與消融后即刻壞死組織的ADC值繪制ROC曲線，發(fā)現(xiàn)b值為800s/mm2和1000s/mm2時(shí)，ADC值用于判斷組織完全壞死有意義。鄭曉林等[20]利用DWI和常規(guī)MRI評(píng)價(jià)肝臟腫瘤經(jīng)TAT后的治療療效，結(jié)果發(fā)現(xiàn)常規(guī)MRI不能準(zhǔn)確區(qū)分消融灶內(nèi)的組織成分，而在DWI上，完全壞死區(qū)域 DWI呈低信號(hào)影，有病灶殘存或復(fù)發(fā)時(shí)為高信號(hào)影，這是因?yàn)閴乃赖哪[瘤細(xì)胞膜受到破壞，水分子的擴(kuò)散增加，ADC值增高，而殘存或復(fù)發(fā)的腫瘤組織細(xì)胞具有完整的細(xì)胞膜，水分子擴(kuò)散受限，ADC值減低。他們認(rèn)為DWI對(duì)存活腫瘤的檢出數(shù)、顯示清晰程度均高于常規(guī)MRI。壞死組織、肝充血、肉芽組織、存活腫瘤、肝臟組織間ADC值均具有差異性，DWI能夠?qū)Ω闻K消融灶各組織成分定性。

盡管DWI在臨床上已經(jīng)得到了大量的運(yùn)用，但仍存在著許多不足。由于肝臟DWI常采用單次激勵(lì)自旋回波平面回波成像，容易受到各種偽影的影響，導(dǎo)致了圖像質(zhì)量的下降。ADC值也因?yàn)镸R掃描設(shè)備、掃描參數(shù)及感興趣區(qū)等因素的影響而有所不同，導(dǎo)致可重復(fù)性不佳，目前尚沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的ADC診斷標(biāo)準(zhǔn)。有研究表明，組織DWI信號(hào)衰減除取決于水分子擴(kuò)散以外，還受微循環(huán)血流影響，導(dǎo)致組織ADC值偏高[21]。另外，體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion，IVIM)雙指數(shù)模型是描述DWI信號(hào)非單指數(shù)衰減最常用的模型。已有研究顯示，雙指數(shù)模型DWI可用于索拉菲尼治療肝癌后的療效評(píng)價(jià)[22]。但在肝癌TAT治療后評(píng)價(jià)方面，仍未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

3.PWI

由于肝癌TAT治療后消融區(qū)周圍結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜[13-14]，常規(guī)的CT及MRI難以區(qū)分良性強(qiáng)化和殘余腫瘤，而PWI憑借其出色的時(shí)間分辨力及無(wú)創(chuàng)性評(píng)價(jià)組織微循環(huán)的能力，使得其在鑒別腫瘤殘留方面更具優(yōu)勢(shì)[12]。PWI主要有3種基本原理，及動(dòng)脈血質(zhì)子自旋標(biāo)記法、血氧水平依賴對(duì)比增強(qiáng)技術(shù)和對(duì)比劑首過(guò)法。對(duì)比劑首過(guò)法是臨床上運(yùn)用最多的方法，它是利用靜脈團(tuán)注順磁性對(duì)比劑(如Gd-DTPA)以后，對(duì)比劑通過(guò)毛細(xì)血管床時(shí)，局部磁場(chǎng)由于血管內(nèi)磁敏感性增加而變得不均勻，引起質(zhì)子自旋去相位，導(dǎo)致組織的T1、T2或T2*明顯縮短，隨后利用快速成像序列掃描獲得一系列動(dòng)態(tài)圖像，這就是是利用對(duì)比劑首過(guò)效應(yīng)來(lái)分析肝實(shí)質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度的變化規(guī)律[23]。由于肝臟血供較為復(fù)雜，PWI為獲得血流灌注的即時(shí)信息，需要選擇快速或超快速成像序列來(lái)連續(xù)多層、快速采集圖像。目前常用于肝臟灌注成像的快速掃描序列包括快速或超快速梯度回波序列和回波平面成像(echo planar imaging，EPI)序列[24-25]。肝臟PWI的主要參數(shù)有肝動(dòng)脈灌注指數(shù)(hepatic perfusion index，HPI)、肝動(dòng)脈灌注量(hepatic arterial perfusion，HAP)、門(mén)靜脈灌注量(hepatic portal perfusion，HPP；或portal vein perfusion，PVP)、平均通過(guò)時(shí)間(mean transit time，MTT)、對(duì)比劑達(dá)峰時(shí)間(time to peak，TP)、肝血容量(hepatic blood volume，HBV)、病灶增強(qiáng)百分率(percentage of enhancement，PE)、最大上升斜率(maximum slop of increase，MSI)、最大下降斜率(maximum slope of decrease，MSD)、正性增強(qiáng)積分( positive enhancement integral，PEI)、負(fù)性增強(qiáng)積分(Negative enhancement integral，NEI)、平均強(qiáng)化時(shí)間(mean time to enhance，MTE)等。MR灌注成像可分為動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像(DCE)和動(dòng)態(tài)磁化率對(duì)比(dynamic magnetic contrast，DSC)MRI，其利用不同的生理特性來(lái)估計(jì)不同的灌注參數(shù)[26]。DCE-MRI運(yùn)用的是T1WI，其對(duì)存在于血管外細(xì)胞外間隙的對(duì)比劑敏感，主要反映組織的微血管密度、滲透性和細(xì)胞外滲漏區(qū)。而DSC-MRI運(yùn)用的是T2*加權(quán)圖像，對(duì)比劑擴(kuò)散的整個(gè)血管像比較敏感，主要反映組織灌注的血容量和血流量情況。DSC-MRI 能更好地運(yùn)用于具有完整血腦屏障的腦組織，因?yàn)閷?duì)比劑能夠大部分保留在血管內(nèi)。研究表明，肝內(nèi)血液流入血竇，并通過(guò) Disse間隙和組織間隙自由交通，應(yīng)用DCE-MRI進(jìn)行觀察更為合適[27]。

陳曌等[12]利用PWI對(duì)采用TACE及MWA治療肝癌的療效進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療后殘余腫瘤與良性改變的強(qiáng)化MSI差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線方面，良性強(qiáng)化呈緩慢上升型，殘余腫瘤為快速上升型；PWI對(duì)肝癌介入治療后腫瘤殘余及復(fù)發(fā)的診斷敏感度為0.89，特異度為0.73。他們認(rèn)為，PWI對(duì)肝臟腫瘤癌介入治療后肝內(nèi)各種病變組織學(xué)類型的鑒別是一種非常敏感的功能成像技術(shù)，能早期監(jiān)測(cè)肝癌介入治療后腫瘤殘留及復(fù)發(fā)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也表明，PWI可定量分析肝癌TAT后的術(shù)后改變、周圍肝實(shí)質(zhì)及腫瘤殘留[24-26]，量化指標(biāo)MSI與TAT治療后各種組織的病理結(jié)果相吻合，可更為準(zhǔn)確地量化反映病變組織病理狀態(tài)的改變[25]。

TAT治療后腫瘤組織內(nèi)新生血管的形成和血供的恢復(fù)是腫瘤再生的標(biāo)志[25]。PWI可無(wú)創(chuàng)性評(píng)價(jià)組織微循環(huán)狀況，在MWA后療效評(píng)價(jià)方面有重要價(jià)值。然而現(xiàn)在有關(guān)PWI評(píng)價(jià)肝癌TAT療效的研究還很少，仍有待進(jìn)一步研究。

4.MRS

MRS是基于化學(xué)位移現(xiàn)象(1H或31P等原子在磁場(chǎng)中的Larmour共振頻率)來(lái)檢測(cè)組織中代謝物及其濃度的一種磁共振功能成像技術(shù)[28]，通過(guò)數(shù)值和圖譜來(lái)定量反映組織中代謝物的化學(xué)信息。在磁共振波譜分析中，常用到以下指標(biāo)：化學(xué)位移、波峰積分面積、峰值和半高寬等。肝臟MRS分析中用到的原子核主要有1H和31P。1H-MRS可檢測(cè)到膽堿(Cho)、脂質(zhì)(Lip)、肌醇(Ins)、乳酸(Lac)、谷氨酰胺和谷氨酸復(fù)合物(Glx)等。其中，膽堿(Cho)的檢測(cè)極為重要，Cho參與細(xì)胞膜的合成與降解，可反映細(xì)胞膜的完整性及細(xì)胞密度、評(píng)估細(xì)胞的生長(zhǎng)情況，因而可用來(lái)評(píng)估腫瘤生長(zhǎng)速度及炎癥反應(yīng)的程度；而Lip可反映細(xì)胞壞死和細(xì)胞膜的破壞[29]。通常，肝臟31P-MRS主要可以檢測(cè)出6個(gè)不同的共振峰，即磷酸單脂(PME)、磷酸二脂(PDE)、無(wú)機(jī)磷(Pi)和三磷酸腺苷(ATP)中的α-ATP、β-ATP、γ-ATP三種磷酸鹽。由于肝臟中許多化合物都含有31P，而且這些化合物參與細(xì)胞的能量代謝和與生物膜有關(guān)的磷脂代謝[30]，當(dāng)這些代謝過(guò)程發(fā)生改變時(shí)，如腫瘤生長(zhǎng)及炎癥等，31P-MRS上可見(jiàn)相應(yīng)波峰發(fā)生改變。

潘晶晶等[31]利用1H-MRS對(duì)肝癌熱消融的早期療效進(jìn)行評(píng)價(jià)，于消融前1周內(nèi)及消融后24h內(nèi)對(duì)17例高度懷疑為肝癌的患者行MRI及MRS檢查。結(jié)果顯示，在確診為肝癌的患者中，消融前后Cho峰值及Cho/Lip的改變均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。1H-MRS能夠發(fā)現(xiàn)消融前后HCC的代謝變化，在早期評(píng)估消融療效方面有潛在價(jià)值。現(xiàn)國(guó)內(nèi)外有關(guān)MRS評(píng)價(jià)肝癌TAT療效的相關(guān)研究還很少，仍需要進(jìn)一步研究。

5.特異性對(duì)比劑的應(yīng)用

近年來(lái)，國(guó)外學(xué)者對(duì)MRI特異性對(duì)比劑評(píng)估肝癌熱消融后病灶的邊界進(jìn)行了初步研究，Mori等[32]借助一種新型MRI對(duì)比劑(鐵羧葡胺)來(lái)評(píng)估肝癌RFA治療后消融灶的邊界，利用肝癌細(xì)胞與正常肝細(xì)胞對(duì)鐵羧葡胺攝取能力的差異及消融術(shù)后消融邊界部位的肝組織廓清鐵羧葡胺能力受損的特點(diǎn)，對(duì)消融邊界進(jìn)行特異性顯像。消融后3～5d，完全消融的病灶在鐵羧葡胺增強(qiáng)T2*WI上表現(xiàn)為由均勻低信號(hào)環(huán)包繞的高信號(hào)區(qū)，低信號(hào)環(huán)不連續(xù)或缺失提示腫瘤殘留。Okubo等[33]報(bào)道了一種類似于鐵羧葡胺的肝臟特異性對(duì)比劑釓塞酸二鈉(Gd-EOB-DTPA，普美顯)也可特異性顯示消融灶的邊界，但因其排泄期時(shí)間只有40min，難以很好地運(yùn)用于臨床。許多研究均表明鐵羧葡胺在肝癌熱消融灶的評(píng)估方面顯示出了較高的價(jià)值[32-33]。但由于藥物潛在的致病性問(wèn)題，使其在臨床上的應(yīng)用受到了限制。

綜上所述， MRI 在肝癌TAT治療的療效評(píng)價(jià)方面有重要作用，特別是隨著各種新興的功能MRI技術(shù)以及一些特異性對(duì)比劑在臨床上的使用，使MRI對(duì)肝癌TAT后的療效評(píng)價(jià)也日益準(zhǔn)確。但是，仍有很多新技術(shù)仍處于試驗(yàn)階段，在臨床上應(yīng)用甚少或還尚未投入臨床應(yīng)用，相信未來(lái)隨著這些新技術(shù)的發(fā)展和成熟。未來(lái)的研究將更加廣泛和深入，從而有望建立一套能準(zhǔn)確有效評(píng)估肝癌TAT療效的MRI診斷標(biāo)準(zhǔn)。

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637000 四川，川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科

胡海(1991-)，男，四川 夾江人，碩士研究生，住院醫(yī)師，主要從事腹部CT和MRI診斷及CT介入治療工作。

杜勇

R445.2； R735.7

A

1000-0313(2015)08-0885-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2015.08.020

2015-01-28)