斜矢位Care bolus技術(shù)在肝釓塞酸二鈉MRI增強(qiáng)檢查中的應(yīng)用

(陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，重慶 400038)

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是全球第二大與癌癥相關(guān)的死亡原因[1]，是一種由去分化肝細(xì)胞組成的惡性腫瘤，其血管供應(yīng)主要是通過(guò)新生血管生成的動(dòng)脈，幾乎沒有或很少有門脈系統(tǒng)的血液供應(yīng)，在影像學(xué)上表現(xiàn)出快進(jìn)快出的增強(qiáng)特點(diǎn)[2]。目前臨床上HCC的根治方案主要包括手術(shù)切除、肝移植和局部消融等。多項(xiàng)回顧性研究表明，釓塞酸二鈉(gadolinium ethoxybenzyl diethylene-triaminepentaacetic acid，Gd-EOB-DTPA)磁共振肝增強(qiáng)檢查能較大程度決定或改變HCC患者手術(shù)前后治療方案的選擇[3-5]。好的動(dòng)脈晚期圖像有助于HCC病灶的檢出，而個(gè)體的差異性一直是提高動(dòng)脈晚期捕獲率的最大限制因素。

Gd-EOB-DTPA是一種主要通過(guò)肝細(xì)胞代謝的新型磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)對(duì)比劑，其動(dòng)態(tài)成像和肝特異性成像特性能夠更好地檢測(cè)肝細(xì)胞癌和轉(zhuǎn)移癌的局灶性肝病變[6-9]，近幾年被廣泛應(yīng)用于肝占位性病變的診斷。磁共振T1加權(quán)成像序列對(duì)Gd-EOB-DTPA具有高馳豫率的特點(diǎn)，單個(gè)患者使用劑量為5～10 mL[10]；由于其總劑量少且濃度高，為獲得最佳的肝增強(qiáng)效果，使用 1 mL/s的低注射速率可有效增加對(duì)比劑的肝通過(guò)時(shí)間窗，同時(shí)減輕對(duì)比劑產(chǎn)生的截?cái)鄠斡?，獲得優(yōu)異的MRI圖像質(zhì)量[6,11]。好的肝動(dòng)脈晚期對(duì)肝細(xì)胞癌的檢出具有重要的意義，觸發(fā)采集的時(shí)機(jī)是面臨的主要挑戰(zhàn)之一[12-15]。Gd-EOB-DTPA進(jìn)入肝后分別途經(jīng)4個(gè)腔室，即血管內(nèi)間隙、胞外-血管外間隙、胞內(nèi)-肝細(xì)胞間隙和膽管系統(tǒng)[16]。過(guò)早的捕獲會(huì)丟失小病灶檢出，過(guò)晚則會(huì)導(dǎo)致肝實(shí)質(zhì)與HCC之間對(duì)比度較差，不利于病灶檢出和定性，尤其在肝硬化患者中肝功能異常會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)化不均的增強(qiáng)表現(xiàn)。

目前有多種技術(shù)應(yīng)用于捕獲肝動(dòng)脈晚期。定時(shí)延時(shí)法受個(gè)體化差異影響較大，動(dòng)脈晚期捕獲率低下[17]。小劑量測(cè)試法Test bolus是在動(dòng)脈期之前試注射1 mL對(duì)比劑以確定達(dá)峰時(shí)間，可有效排除個(gè)體差異的影響，但Gd-EOB-DTPA的高馳豫特點(diǎn)會(huì)使背景肝受小劑量對(duì)比劑的污染，不利于病灶的檢出[18];磁共振熒光示蹤技術(shù)Care bolus是一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二維熒光序列，可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)脈管系統(tǒng)中對(duì)比劑的到達(dá)情況，已廣泛應(yīng)用于CT、MRI增強(qiáng)檢查的觸發(fā)掃描之中。在已報(bào)道的藥代動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)中，因肝細(xì)胞癌的強(qiáng)化緊跟腹主動(dòng)脈強(qiáng)化，常以第一腰椎水平腹主動(dòng)脈Care bolus冠狀位定位圖來(lái)確定動(dòng)脈期的掃描時(shí)機(jī)[11-12,19]，但是血液流速快的患者，對(duì)比劑會(huì)快速充盈肝動(dòng)脈達(dá)到動(dòng)脈晚期，相反,流速慢的患者會(huì)較晚，這種個(gè)體循環(huán)的差異會(huì)造成動(dòng)脈晚期捕獲失敗情況的出現(xiàn)。到達(dá)腹主動(dòng)脈的血流先經(jīng)肺循環(huán)再開始體循環(huán)，經(jīng)右心房、肺動(dòng)脈、左心室、升主動(dòng)脈和降主動(dòng)脈到達(dá)腹腔干進(jìn)入肝，其血液流速較大程度受心輸出量影響。本研究根據(jù)個(gè)體循環(huán)差異的特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)比劑需途經(jīng)的各個(gè)脈管的整體解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用斜矢位定位法，以期實(shí)時(shí)呈現(xiàn)脈管系統(tǒng)中造影劑到達(dá)情況，從而個(gè)性化選擇每個(gè)患者的觸發(fā)采集時(shí)機(jī)，通過(guò)對(duì)比冠狀位定位法探究是否能進(jìn)一步提高單期動(dòng)脈晚期的捕獲率。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2019年2～4月我院收治的行肝磁共振Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)檢查的220例患者，其中男160例，女60例，年齡24～81歲，平均(54.32±12.57)歲；體質(zhì)量43～90 kg，平均(59.95±8.49)kg；身高148～179 cm。隨機(jī)均分為斜矢位定位組和冠狀位定位組，每組110例。各組患者性別、年齡、身高、體質(zhì)量、HCC分布等比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。納入標(biāo)準(zhǔn)：①已接受肝影像學(xué)的初步評(píng)估(CT或超聲)或者肝功能血清學(xué)檢查，提示原發(fā)性肝癌可能性大；②無(wú)磁共振檢查禁忌證；③在檢查前接受呼吸訓(xùn)練，直至符合最低屏氣時(shí)限要求，且屏氣速度均勻；④閱讀并簽署增強(qiáng)檢查知情同意書，并成功完成整個(gè)檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①肝切除術(shù)患者術(shù)前行肝動(dòng)脈栓塞或射頻消融；②膽管細(xì)胞癌；③經(jīng)呼吸訓(xùn)練無(wú)法完成15 s最低屏氣要求；④肺血循環(huán)障礙。

表1 患者臨床資料比較(n=110)

1.2 MR技術(shù)

使用西門子3.0 T磁共振完成所有檢查，使用8通道體表線圈。每位患者對(duì)比劑用量按照0.025 mmoL/kg(0.1 mL/kg)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備。高壓注射器以1 mL/s的速率在肘靜脈18G留置針處經(jīng)導(dǎo)管勻速注入，待對(duì)比劑注射完后以相同速率追注20 mL生理鹽水。在對(duì)比劑注射之前掃描序列：冠狀位半傅里葉單次激發(fā)快速自旋回波序列(HASTE)，重復(fù)時(shí)間(TR)為1 000 ms，回波時(shí)間(TE)為91 ms，翻轉(zhuǎn)角150°，矩陣320×256，視野358 mm×358 mm，層厚6 mm，2次屏氣采集；橫斷位T1加權(quán)成像(T1WI)同反相位成像序列，TR為206 ms，TE為2.45 ms、3.83 ms，翻轉(zhuǎn)角65°，矩陣256×192，視野為(350～390) mm×(262～292) mm，層厚5 mm，層間距1 mm，單次屏氣采集；橫斷位三維容積內(nèi)插超快速擾相GRE T1WI序列(3D-VIBE)，TR為3.42 ms，TE為1.45，翻轉(zhuǎn)角為9°，矩陣為320×225，視野為(400～420) mm×(280～300) mm，層厚為2.5 mm，層間距為1 mm，單次屏氣掃描。

斜矢位定位組使用斜矢位定位Care bolus 序列，定位相掃描時(shí)額外添加一組包含升主動(dòng)脈和降主動(dòng)脈的單層橫斷定位圖，Care bolus序列定位以該層定位圖為基礎(chǔ)，斜切通過(guò)升主動(dòng)脈干和降主動(dòng)脈干(圖1a)，結(jié)果可見右心房、肺動(dòng)脈、左心室以及升主動(dòng)脈、降主動(dòng)脈和腹主動(dòng)脈全程；冠狀位定位組使用冠狀位定位Care bolus序列，在初始肝橫斷定位相上作通過(guò)腹主動(dòng)脈的人體冠狀面定位線，結(jié)果可見肺動(dòng)脈、部分降主動(dòng)脈和腹主動(dòng)脈(圖1b)。

對(duì)比劑注射的同時(shí)開始Care bolus序列的掃描，Care bolus序列為層厚30 mm，單層面快速梯度回波，TR為7.5 ms，TE為1.2 ms，翻轉(zhuǎn)角為60°,矩陣為256×128，視野為400 mm×400 mm，掃描和間隔時(shí)間均為0.5 s。觀察第一腰椎水平腹主動(dòng)脈明暗程度以確定動(dòng)脈期采集時(shí)機(jī)。斜矢位定位組患者檢查中，從造影劑到達(dá)右心房→肺動(dòng)脈→左心室→升主動(dòng)脈→降主動(dòng)脈→腹主動(dòng)脈，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察對(duì)比劑充盈情況：循環(huán)速度快時(shí)，腹主動(dòng)脈有微弱顯影，同時(shí)可見升主動(dòng)脈有強(qiáng)顯影即可觸發(fā)肝動(dòng)脈期掃描；循環(huán)速度中等程度時(shí)，腹主動(dòng)脈有中度顯影，同時(shí)可見降主動(dòng)脈有強(qiáng)顯影即可開始肝動(dòng)脈期掃描；循環(huán)速度慢時(shí)，腹主動(dòng)脈有高度顯影即開始動(dòng)脈期掃描，見圖1c～e。冠狀位定位組患者檢查中，腹主動(dòng)脈有高度顯影即開始肝動(dòng)脈期掃描，見圖1f。在對(duì)比劑注射之后，依次使用3D-VIBE序列采集動(dòng)脈期、門脈期(60 s)、平衡期(180 s)、5 min延時(shí)期、10 min延時(shí)期和肝膽期(15 min)，在間隔時(shí)間之內(nèi)插入橫斷位HASTE序列、磁敏感序列(SWI)、彌散序列(DWI)以及脂肪定量序列(FAT-TIWI-DIXON)。除動(dòng)脈期圖像外其余未做相關(guān)分析。

a：斜矢狀位定位；b：冠狀位定位；c～e：斜矢位定位組觀察個(gè)體循環(huán)速度分別為快、中、慢三種速率情況下動(dòng)脈期采集時(shí)機(jī)對(duì)應(yīng)圖；f：冠狀位定位組動(dòng)脈期采集時(shí)機(jī)對(duì)應(yīng)圖

圖1 Care bolus定位方式及2 組動(dòng)脈期采集時(shí)機(jī)

1.3 圖像分析

動(dòng)脈晚期：所有序列圖像上傳至PACS系統(tǒng)，由兩位高年資主治醫(yī)師獨(dú)立盲評(píng)動(dòng)脈期所抓捕的時(shí)相(隱去患者性別、身高、體質(zhì)量、病史等基礎(chǔ)信息)。評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：動(dòng)脈早期為肝動(dòng)脈有強(qiáng)化但門靜脈和肝實(shí)質(zhì)無(wú)強(qiáng)化；動(dòng)脈晚期為肝動(dòng)脈強(qiáng)化，門靜脈有輕微強(qiáng)化，沒有肝實(shí)質(zhì)和肝靜脈強(qiáng)化；門脈期為門靜脈強(qiáng)化明顯，肝實(shí)質(zhì)和肝靜脈有強(qiáng)化。記錄所有從開始注射對(duì)比劑到成功獲得動(dòng)脈晚期之間的時(shí)間窗。

測(cè)量2組動(dòng)脈晚期檢出的肝細(xì)胞癌-鄰近肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化信號(hào)對(duì)比度：在HCC病灶最大的橫截面積上涵蓋大部分病灶區(qū)域取ROL興趣區(qū)測(cè)SI增強(qiáng)病灶，同時(shí)取鄰近病灶的肝實(shí)質(zhì)區(qū)域(錯(cuò)開血管)取SI增強(qiáng)實(shí)質(zhì)和SI未增強(qiáng)實(shí)質(zhì)。HCC-肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化對(duì)比度=(SI增強(qiáng)病灶-SI增強(qiáng)實(shí)質(zhì))/SI未增強(qiáng)實(shí)質(zhì)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 動(dòng)脈時(shí)相評(píng)估

斜矢位定位組動(dòng)脈晚期捕獲率明顯高于冠狀位定位組，而門脈期捕獲率低于冠狀位定位組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2；斜矢位定位組獲得抓捕動(dòng)脈晚期的耗時(shí)范圍(14～39 s)大于冠狀位定位組(20～26 s)，斜矢位定位組抓捕動(dòng)脈晚期的時(shí)間窗口平均值大于冠狀位定位組，差異具有極顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見表3、圖2；2組肝細(xì)胞癌-鄰近肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化對(duì)比度比較，斜矢位定位組平均值顯著高于冠狀位定位組，差異具有極顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見圖3。

表2 患者動(dòng)脈期的抓捕情況[n=110,例(%)]

表3 患者從對(duì)比劑注射開始到獲得動(dòng)脈晚期的耗時(shí)情況(s)

*：極端異常值；o：溫和異常值

圖3 HCC-鄰近肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化對(duì)比情況

3 討論

本文基于磁共振熒光示蹤技術(shù)從患者個(gè)體循環(huán)差異化的角度出發(fā)，根據(jù)不同的血液循環(huán)速度選擇動(dòng)脈期的不同觸發(fā)掃描時(shí)機(jī)，結(jié)果顯示，采用斜矢狀位Care bolus定位法，再依據(jù)主動(dòng)脈不同的充盈速率選擇動(dòng)脈期采集時(shí)間點(diǎn)，可以獲得更高的動(dòng)脈晚期捕獲率。本研究2組174例動(dòng)脈晚期樣本中動(dòng)脈獲得時(shí)間窗范圍為14～39 s，中位數(shù)23 s。較大的時(shí)間窗范圍以及極端異常值的出現(xiàn)說(shuō)明個(gè)體之間存在不小的循環(huán)差異，這在很多國(guó)內(nèi)外研究中有過(guò)報(bào)道。Goshima等[20]的研究中，63例樣本的動(dòng)脈晚期獲得的耗時(shí)范圍為21～46 s，中位數(shù)22 s，由個(gè)體心輸出量等差異導(dǎo)致的動(dòng)脈晚期耗時(shí)情況差異與本研究結(jié)果基本具有一致性；高鑫等[21]也從個(gè)體循環(huán)差異的角度出發(fā)，進(jìn)行特異性肝MRI檢查，利用小劑量測(cè)試法獲得腹主動(dòng)脈達(dá)峰時(shí)間從而確定延時(shí)時(shí)間。以上研究結(jié)果說(shuō)明個(gè)體循環(huán)差異情況是成功捕獲動(dòng)脈晚期所需要考慮的關(guān)鍵因素之一。本研究2組患者肝細(xì)胞癌-鄰近肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化對(duì)比度結(jié)果中，斜矢位定位組的平均值顯著高于冠狀位定位組，2組最大值相近,最小值斜矢位定位組高于冠狀位定位組。肝細(xì)胞癌-鄰近肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化對(duì)比度越高，診斷準(zhǔn)確率越高，從HCC的血液動(dòng)力學(xué)角度考慮，好的動(dòng)脈晚期才能提高肝細(xì)胞-鄰近肝實(shí)質(zhì)對(duì)比度。在2組患者動(dòng)脈期抓捕情況中，同組門脈期時(shí)相獲得比例高于動(dòng)脈早期時(shí)相，且冠狀位定位組門脈期時(shí)相獲得比例顯著高于斜矢位定位組，表明在單期動(dòng)脈期采集過(guò)程中，往往容易造成動(dòng)脈晚期的觸發(fā)時(shí)機(jī)過(guò)晚，除患者自身循環(huán)因素外，在觸發(fā)掃描之前患者需要接收屏氣指令，執(zhí)行屏氣動(dòng)作，再開始掃描，這也會(huì)增加一部分時(shí)間損耗。斜矢狀位的Care bolus實(shí)時(shí)充盈圖可提前發(fā)現(xiàn)患者血液循環(huán)情況，將有助于根據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間損耗情況確定最佳的動(dòng)脈觸發(fā)時(shí)機(jī)，捕獲到動(dòng)脈晚期。

多項(xiàng)研究報(bào)道，快速平行梯度回波序列多期動(dòng)脈期掃描(每次4～6 s，采集3～4次)在肝磁共振Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)檢查中可以獲得非常高的動(dòng)脈晚期捕獲率，同時(shí)可減少患者呼吸運(yùn)動(dòng)偽影[5]，以高的時(shí)間分辨率實(shí)現(xiàn)動(dòng)脈早、中、晚期時(shí)間窗的全覆蓋，動(dòng)脈晚期捕獲率甚至可達(dá)到98.5%[22]。但是由于設(shè)備條件的限制，僅利用單次閉氣單期動(dòng)脈期抓捕動(dòng)脈晚期，將需要充分考慮注射速率、對(duì)比劑稀釋情況、K空間填充時(shí)間窗以及個(gè)體差異等多項(xiàng)因素。單期動(dòng)脈期掃描依據(jù)個(gè)體心輸出量差異等引起的血液循環(huán)速度來(lái)差異化觸發(fā)掃描時(shí)機(jī)，這在以往的研究中未見報(bào)道。本文根據(jù)主動(dòng)脈解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)定位出斜矢狀位的Care bolus主動(dòng)脈監(jiān)測(cè)圖，再利用其熒光透視效果獲得主動(dòng)脈中對(duì)比劑隨血液實(shí)時(shí)流動(dòng)的快慢情況，可有效觀察并預(yù)估每個(gè)患者的血液循環(huán)速度，尤其針對(duì)循環(huán)差異性較大(過(guò)小或過(guò)大)的患者，在動(dòng)脈期采集時(shí)機(jī)的選擇上針對(duì)性地進(jìn)行延遲或提前，與常規(guī)方法中根據(jù)第一腰椎水平腹主動(dòng)脈達(dá)峰開始觸發(fā)掃描相比，將會(huì)有更大的概率捕獲到動(dòng)脈晚期。以往常規(guī)采用的方法為對(duì)比劑到達(dá)腹主動(dòng)脈即開始動(dòng)脈期的采集，對(duì)于心輸出量過(guò)大或過(guò)小的患者，動(dòng)脈晚期的捕獲容易失敗，改變觸發(fā)掃描的時(shí)機(jī)可有效針對(duì)心輸出量差異大的患者捕獲到動(dòng)脈晚期。在實(shí)際工作中，部分患者亦會(huì)因?yàn)橛拈]空間、屏氣要求或者對(duì)比劑的突然注入等因素而產(chǎn)生緊張情緒，導(dǎo)致心率加快，給動(dòng)脈期的抓捕帶來(lái)挑戰(zhàn)，通過(guò)斜矢位Care bolus定位觀察個(gè)體循環(huán)狀況，精準(zhǔn)選擇動(dòng)脈期觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)將能避免這些因素，從而增加晚期動(dòng)脈相的捕獲率。

本研究存在一定的局限性，如樣本量較少，沒有腹主動(dòng)脈血液流速的數(shù)據(jù)，在Gd-EOB-DTPA充盈主動(dòng)脈過(guò)程中沒有對(duì)腹主動(dòng)脈強(qiáng)化程度進(jìn)行定量測(cè)量分析。精準(zhǔn)判斷每個(gè)患者腹主動(dòng)脈不同血液速度的具體掃描時(shí)機(jī)，將有可能更大程度提高單期動(dòng)脈相中動(dòng)脈晚期的捕獲率，有待進(jìn)一步的研究。