磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在肝癌微波消融預(yù)后評估中的應(yīng)用研究

劉鐵芳，藏曉，李萌，胡堅(jiān)興，張德康，張朝赫

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是全球第五位最常見的惡性腫瘤和第三位的惡性腫瘤死亡病因[1-2]。根治性切除術(shù)是肝癌的首選治療策略，然而受到患者肝功能儲備以及部分病灶位置特殊的制約，僅有約20%的患者適合手術(shù)切除[3]。微波消融(microwave ablation，MVA)具有熱效率高、可多點(diǎn)消融、重復(fù)操作等優(yōu)勢，可以在原位滅活腫瘤的基礎(chǔ)上最大程度地保留正常肝組織。國內(nèi)外各大肝癌診療指南也將MVA 作為早期肝癌的一線治療手段之一[4-5]。然而MVA 術(shù)后的早期復(fù)發(fā)依然是臨床中的巨大挑戰(zhàn)。一方面MVA 術(shù)后腫瘤及瘤周急性炎癥滲出往往可以模擬腫瘤的增強(qiáng)模式，為消融療效評估帶來巨大挑戰(zhàn)；另外穿刺活檢雖然是MVA 術(shù)后療效評估的金標(biāo)準(zhǔn)，但是其有創(chuàng)性使其難以廣泛應(yīng)用[6]。尋找合適的療效預(yù)測因子對改善患者預(yù)后及診療決策有著重要意義。擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)通過評估腫瘤內(nèi)部水分子的布朗運(yùn)動來反映腫瘤組織結(jié)構(gòu)和生理特性，可以在腫瘤出現(xiàn)宏觀改變前發(fā)現(xiàn)腫瘤的微觀異常，同時(shí)DWI具有無需對比劑、敏感性高、定量分析等優(yōu)勢，在肝臟腫瘤的鑒別診斷、病理分級、療效預(yù)測方面顯示出了巨大潛能[7-8]。本研究旨在分析DWI 定量參數(shù)與肝癌MVA 術(shù)后早期復(fù)發(fā)的相關(guān)性，進(jìn)一步探討DWI在肝癌MVA術(shù)后隨訪中的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

本研究回顧性分析2017年6月至2018年8月解放軍總醫(yī)院介入超聲科連續(xù)收治的62例穿刺病理診斷為HCC并擬行超聲引導(dǎo)下MVA 患者的臨床及影像資料，男35 例，女27 例，年齡(57.8±3.56)歲。本研究經(jīng)解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心倫理委員會批準(zhǔn)，免除受試者知情同意，批準(zhǔn)文號：91859201。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)單個(gè)腫瘤最大直徑≤5 cm，或腫瘤結(jié)節(jié)＜3 個(gè)、最大直徑≤3 cm；(2)肝功能Child-Pugh A 或B 級；(3)治療之前未接受過其他腫瘤相關(guān)治療；(4)血小板＞50×109/L；(5) MVA前后均行MRI 評估。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)存在門靜脈侵犯或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移；(2)合并嚴(yán)重的心腦血管疾病者；(3)圖像質(zhì)量不佳，嚴(yán)重影響消融前后患者評估的患者；(4)術(shù)后未進(jìn)行規(guī)律隨訪。

1.2 MR檢查方法

采用GE signa 3.0 T HDX TWINSP 磁共振掃描系統(tǒng)，掃描前患者禁食水4 h 并訓(xùn)練呼吸。使用8 通道體部相控陣線圈。MRI 平掃：軸位T2WI、T1WI 脂肪抑制序列，雙回波T1 同反相位以及冠狀位、矢狀位T2WI。DWI 掃描采用平面回波成像(echo planar imaging，EPI)序列，TR：7500 ms，TE：57.5 ms，層厚：6 mm，層間距：2 mm，矩陣：128×128，F(xiàn)OV：420 mm×420 mm，擴(kuò)散系數(shù)b=0、800、1000 s/mm2。動態(tài)增強(qiáng)采用LAVA 序列，TR：3.4 ms，TE：1.5 ms，層厚5 mm，翻轉(zhuǎn)角15°，高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射對比劑(釓噴酸葡胺，濃度0.5 mmol/mL，GE藥業(yè))，劑量為0.2 mL/kg，流速：1.5～2.0 mL/s。連續(xù)掃描5 期，每期掃描時(shí)間為15 s，分別為蒙片、動脈期(30 s)、門脈期(60 s)、平衡期(100 s)及延遲期(150 s)。

1.3 超聲引導(dǎo)下MVA

儀器：美國GE LOGIQ E9 彩超儀用于穿刺引導(dǎo)定位。微波儀：南京康友ky-2450，內(nèi)置水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，可根據(jù)水流量控制天線溫度，輸出功率：10～120 W。消融針：ky-2450A。

治療方法：手術(shù)在全麻下進(jìn)行，麻醉起效后通過超聲引導(dǎo)定位，明確腫瘤的位置、大小，確定穿刺點(diǎn)，選擇合理的穿刺路徑。由兩名具有5～10 年MVA 經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生進(jìn)行消融，經(jīng)1%利多卡因局部麻醉后，經(jīng)彩超引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺逐級進(jìn)針，使用18G 活檢針穿刺活檢2～3 條組織行病理檢驗(yàn)?；顧z完成后，在超聲引導(dǎo)下依次將消融針刺入術(shù)前規(guī)劃好的部位。根據(jù)腫瘤的部位、大小、數(shù)目等確定輸出功率及消融時(shí)間，功率在40～60 W 之間，消融遵循由深到淺、多點(diǎn)消融的原則，其消融范圍要超過腫瘤邊緣0.5～1.0 cm，緊鄰重要器官的腫瘤部分，應(yīng)用水分離技術(shù)在腫瘤與鄰近臟器間注射0.9%生理鹽水進(jìn)行分離隔熱。保證安全前提下盡可能實(shí)現(xiàn)病灶的完全消融。

1.4 MR圖像分析

將DWI 圖像導(dǎo)入GE 后處理工作站，基于Functool 后處理軟件對DWI 圖像進(jìn)行處理，評估由兩名具有6 年以上腹部MRI閱片經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師完成，出現(xiàn)分歧后交由第3 位高年資醫(yī)師(具有10 年以上診斷經(jīng)驗(yàn))審閱得出。結(jié)合T2WI 和增強(qiáng)序列，選擇腫瘤最大層面沿病灶邊緣勾畫感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，包含腫瘤內(nèi)部的囊變及壞死，在表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖與指數(shù)化表觀擴(kuò)散系數(shù)(exponential apparent diffusion coefficient，eADC)圖上得到相應(yīng)的ADC值與eADC值。

1.5 術(shù)后隨訪

患者M(jìn)VA 術(shù)后采取常規(guī)保肝、對癥治療措施，術(shù)后1 周內(nèi)行MRI 評估消融療效，如果原病灶內(nèi)部或周圍仍可見強(qiáng)化，則表明有殘留病灶，患者需再次行MVA 治療，直至病灶完全消失。病灶滅活完全后，隨訪期內(nèi)每3 個(gè)月門診復(fù)查腹部增強(qiáng)CT 或增強(qiáng)MRI、肝腎功能、血清腫瘤標(biāo)志物以了解腫瘤復(fù)發(fā)情況，若復(fù)查發(fā)現(xiàn)肝內(nèi)或肝外出現(xiàn)異常強(qiáng)化灶、腫瘤標(biāo)記物升高則判定為病情進(jìn)展，對于在隨訪過程中2 年內(nèi)出現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的患者將其視為早期復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。

1.6 觀察指標(biāo)

觀察指標(biāo)包括：(1)兩組患者治療前血清腫瘤標(biāo)志物甲胎蛋白(α-fetoprotein，AFP)表達(dá)水平；(2)基于治療前MRI 掃描測得的病灶大小、數(shù)目、位置、包膜情況、ADC 值、eADC 值及治療前后ADC值和eADC值的變化(△ADC和△eADC)；(3)基于術(shù)前術(shù)后的MRI 影像測得的消融后的安全邊界(圖1)；(4)兩組術(shù)后進(jìn)行隨訪記錄的生存率、復(fù)發(fā)率。

圖1 男，52歲，肝S5段肝細(xì)胞癌微波消融術(shù)前、后MRI圖。1A：術(shù)前T1WI增強(qiáng)圖像顯示S5段類圓形病灶，呈不均勻高增強(qiáng)；1B：術(shù)前DWI(b=800 s/mm2)顯示病灶擴(kuò)散受限；1C：術(shù)前ADC 圖中測量ADC 值為1.04×10-3 mm2/s；1D：術(shù)前eADC 值1.34；1E～1H：術(shù)后T2WI 顯示病灶完全消融，安全邊界＞0.5 cm，規(guī)律隨訪9個(gè)月時(shí)出現(xiàn)局部復(fù)發(fā)。注：DWI：擴(kuò)散加權(quán)成像；ADC：表觀擴(kuò)散系數(shù)；eADC：指數(shù)化表觀擴(kuò)散系數(shù)。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)分析均采用SPSS 22.0 版本統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(xˉ±s)表示，分類資料采用(%)表示；采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較；等級資料較采用卡方(χ2)檢驗(yàn)或Fisher 精準(zhǔn)概率法。受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評估ADC 與eADC 值預(yù)測消融預(yù)后的價(jià)值。使用Cox 比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析各因素對無進(jìn)展生存時(shí)間的影響。Kaplan-Meier 法繪制生存曲線，采用Log-rank 檢驗(yàn)比較兩組生存率。以P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 療效及預(yù)后評估

入組的62例患者共73個(gè)病灶MVA術(shù)后MRI復(fù)查顯示均達(dá)到完全消融。截至末次隨訪，死亡2 例(3.2%)；23 例(37.1%)出現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，其中局部復(fù)發(fā)13 例(21.0%)，肝內(nèi)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移8 例(12.9%)，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移2 例(3.2%)；39 例(62.9%)未出現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。非早期復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移組ADC值、△ADC [(1.43±1.52)×10-3mm2/s、(0.28±0.23)×10-3mm2/s]高 于 早 期 復(fù) 發(fā) 轉(zhuǎn) 移 組[(1.15±0.94)×10-3mm2/s、(0.25±0.13)×10-3mm2/s]，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。非早期復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移組的eADC值(0.42±0.04)高于早期復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移組(0.32±0.04)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表1。ADC 值預(yù)測肝癌MVA 術(shù)后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的ROC 曲線下面積為0.901 (95%CI: 0.87～0.93)，敏感度93.1%，特異度90.6%，最佳界值為1.27×10-3mm2/s；eADC 值預(yù)測肝癌MVA 術(shù)后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的ROC 曲線下面積為0.875 (95%CI：0.877～0.911)，敏感度87.9%，特異度89.5%，最佳界值為0.364。

表1 肝癌微波消融后單因素分析

2.2 多因素分析結(jié)果

單因素分析顯示，年齡、性別、腫瘤位置、病灶數(shù)目、肝硬化病因等差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。Cox多因素比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析顯示，腫瘤最大徑、術(shù)前ADC 值＜1.27×10-3mm2/s、eADC 值＜0.364 及術(shù)后最小消融安全邊界(minimal ablative margin，MAM)＜0.5 cm 與MVA 術(shù)后無進(jìn)展生存相關(guān)，是肝癌MVA術(shù)后無進(jìn)展生存的獨(dú)立預(yù)測因子，見表2。

表2 肝癌微波消融Cox多因素分析結(jié)果

2.3 肝癌MVA術(shù)預(yù)后影響因素分析

入組的62 例肝癌MVA 術(shù)后患者無進(jìn)展生存時(shí)間2.3～45.5 個(gè)月，中位時(shí)間16.8 個(gè)月，分別以ADC=1.27×10-3mm2/s與eADC=0.364為Cut-off值，高ADC值組無進(jìn)展生存率優(yōu)于低ADC值組；高eADC值組無進(jìn)展生存率優(yōu)于低eADC值組，見圖2。

圖2 肝癌微波消融術(shù)后無進(jìn)展生存分析。2A：高ADC 組與低ADC 組；2B：高eADC 組與低eADC 組。注：ADC：表觀擴(kuò)散系數(shù)；eADC：指數(shù)化表觀擴(kuò)散系數(shù)。

3 討論

本研究結(jié)果顯示，MVA術(shù)前ADC值＜1.27×10-3mm2/s、eADC值＞0.364與肝癌MVA 術(shù)后早期復(fù)發(fā)存在相關(guān)性，是肝癌MVA術(shù)后早期復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，可以作為無創(chuàng)的影像學(xué)定量指標(biāo)預(yù)測MVA術(shù)后的早期復(fù)發(fā)。

3.1 本研究的創(chuàng)新及臨床應(yīng)用價(jià)值

消融作為一種治愈性手段，需要獲得病理學(xué)完全消融，消融范圍應(yīng)覆蓋主病灶、微浸潤和衛(wèi)星灶，一般需要獲得5～10 mm的安全邊界，因此MAM 成為MVA 術(shù)后療效及預(yù)后評估的重要指標(biāo)[9]。Joo 等[10]研究表明MAM 是肝癌MVA 術(shù)后局部復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測指標(biāo)，然而肝癌MVA 術(shù)后復(fù)發(fā)受多重因素影響。雖然足夠的消融邊界可以大大降低術(shù)后腫瘤局部進(jìn)展的發(fā)生，但是術(shù)后的肝內(nèi)與肝外轉(zhuǎn)移主要與腫瘤的生物學(xué)行為以及低效的消融相關(guān)，單純依賴MVA 術(shù)后MAM 評估消融預(yù)后存在局限[11]。Teng 等[12]的研究也指出了MAM 對于MVA 術(shù)后的總復(fù)發(fā)的預(yù)測價(jià)值依然存在局限。尋找無創(chuàng)的影像學(xué)指標(biāo)對MVA 術(shù)后療效進(jìn)行預(yù)測對改善患者預(yù)后有著重要意義。高紫紅等[13]研究證明了ADC 和eADC 值可在一定程度上對HCC 的生物學(xué)行為進(jìn)行無創(chuàng)性評估。但是ADC 和eADC 值在肝癌MVA 術(shù)后評估評估中的應(yīng)用價(jià)值鮮有報(bào)道。本研究的創(chuàng)新之處在于分析了MVA 術(shù)前DWI 定量參數(shù)ADC 值與eADC 值與符合米蘭標(biāo)準(zhǔn)的HCC 患者M(jìn)VA 術(shù)后早期復(fù)發(fā)的相關(guān)性，探討了ADC 值與eADC 預(yù)測肝癌MVA術(shù)后早期復(fù)發(fā)的價(jià)值，證明了DWI可以作為一種潛在的補(bǔ)充影像學(xué)手段與MAM預(yù)測肝癌MVA預(yù)后。

3.2 DWI定量參數(shù)測量結(jié)果分析

MVA 術(shù)后MRI 信號改變與腫瘤凝固壞死和炎癥出血改變密切相關(guān)，然而對于是否有殘存的瘤組織，常規(guī)MRI 圖像上往往無特異性表現(xiàn)；另一方面由于MVA 術(shù)后炎癥與肉芽組織的存在，早期復(fù)發(fā)腫瘤在動態(tài)對比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)中出現(xiàn)典型的廓清表現(xiàn)的也僅占12%[14]，因此，常規(guī)MRI與DCE-MRI對肝癌MVA術(shù)后局部復(fù)發(fā)的評估存在一定的局限。DWI 可以在腫瘤出現(xiàn)形態(tài)學(xué)改變前反映腫瘤微觀功能層面的定量信息，在腫瘤療效早期評價(jià)方面具有巨大潛能[15-16]。高紫紅等[13]研究表明基線狀態(tài)下的ADC 值與HCC 射頻消融療效有關(guān)。本研究顯示復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移組的腫瘤最大層面的ADC值與eADC值是肝癌MVA后的獨(dú)立預(yù)測因子，Hoffmann等[17]的報(bào)道也很好地支持了本研究的觀點(diǎn)，基線狀態(tài)下低ADC 值與高eADC 值可以反映腫瘤較差的生物學(xué)特征，有可能出現(xiàn)延遲復(fù)發(fā)。本研究顯示治療前復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移組的ADC值與△ADC值低于非早期復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移組，多因素分析結(jié)果顯示消融前AFP、ADC 值、eADC 值與可以作為肝癌MVA 術(shù)后早期復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測因子。本研究采用最大層面法勾畫ROI以保證ADC值測量的穩(wěn)定性。Schraml等[18]認(rèn)為消融區(qū)周圍ADC 值對預(yù)測早期腫瘤復(fù)發(fā)具有重要價(jià)值，然而其研究的病例數(shù)僅為16，同時(shí)其ADC 值測量時(shí)需要較小的ROI，測量的穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步論證。本研究結(jié)果證明了腫瘤最大層面ADC 值與消融后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。大量的研究也表明，ADC 值與腫瘤分化程度及微血管浸潤密切相關(guān)[19-20]。因此ADC 值可以反映腫瘤的生物學(xué)行為，并用來進(jìn)行療效及預(yù)后評估。當(dāng)腫瘤侵襲性很強(qiáng)時(shí)即使進(jìn)行了完全消融，腫瘤殘骸內(nèi)部及邊緣依然有一定的概率殘留一定的活性組織，從而造成延遲復(fù)發(fā)以及遠(yuǎn)處播散。葉衛(wèi)川等[21]研究表明HCC 射頻消融(radiofrequency ablation，RFA)術(shù)后的侵襲性節(jié)段復(fù)發(fā)與術(shù)前ADC值有關(guān)。Lee等[22]研究也證實(shí)了術(shù)前ADC值對于術(shù)后早期復(fù)發(fā)的預(yù)測作用。

3.3 臨床指標(biāo)測量結(jié)果分析

眾多的研究表明腫瘤大小一般是影響手術(shù)的重要因素[23-24]，但是本研究并未證實(shí)腫瘤大小對消融預(yù)后的預(yù)測作用?？赡苡捎诒狙芯恐写蟛糠植≡睢? cm。另一方面本研究也證明了術(shù)后MAM＜5 mm 是預(yù)后不良的重要因素。消融作為根治性治療手段，足夠的消融安全邊界可以減低MVA 術(shù)后復(fù)發(fā)。Laimer 等[25]研究肯定了術(shù)后MAM 在預(yù)后評估中的作用，證明了術(shù)后MAM 是MVA 術(shù)后局部復(fù)發(fā)的獨(dú)立的預(yù)測因子。眾所周知AFP是肝癌重要的血清學(xué)標(biāo)志物，AFP與預(yù)后的相關(guān)性已經(jīng)被大量研究所證實(shí)[26]?；诒狙芯克媒Y(jié)果，我們建議對消融前AFP 高、消融后MAM＜5 mm 且ADC 值＜1.27×10-3mm2/s、eADC值＜0.364 的患者進(jìn)行密切臨床和MRI 隨訪。對早期復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)高的患者盡早進(jìn)行活檢和補(bǔ)充消融治療。

3.4 局限性與展望

本研究存在一定的局限性。首先，本研究為一項(xiàng)回顧性研究，病例選擇時(shí)不可避免存在一定的選擇偏倚；其次，本研究納入病例數(shù)相對較少，還需要進(jìn)行大樣本研究；再次，本研究僅對MVA 術(shù)前DWI 的定量參數(shù)進(jìn)行分析，DWI 對于肝癌MVA療效的預(yù)測價(jià)值還需要大樣本、設(shè)計(jì)更加完善的前瞻性試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證；另外，本研究結(jié)論適用于符合米蘭標(biāo)準(zhǔn)的HCC MVA患者，對于＞5 cm巨塊型肝癌的適用性還需進(jìn)一步探討。

綜上所述，術(shù)前ADC 值與eADC 值是早期肝癌MVA 療效與預(yù)后的重要預(yù)測指標(biāo)，聯(lián)合腫瘤大小和術(shù)后MAM對肝癌MVA短期療效與預(yù)后評估有著重要意義。

作者利益沖突聲明：全部作者均聲明無利益沖突。