磁共振T2定量成像技術(shù)在腫瘤評(píng)價(jià)中的應(yīng)用進(jìn)展

趙博，史燕杰，孫應(yīng)實(shí)

根據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，惡性腫瘤仍是威脅人類健康和生命的重要原因之一[1]。在腫瘤診療中，MRI 是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)中重要組成部分。MRI在腫瘤定性診斷、腫瘤浸潤(rùn)程度及療效評(píng)估中至關(guān)重要。但常規(guī)MRI 只能根據(jù)腫瘤邊界、信號(hào)強(qiáng)度等主觀印象對(duì)腫瘤進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。隨著腫瘤診療模式的精準(zhǔn)化，臨床上迫切需要更有效的影像技術(shù)和指標(biāo)對(duì)腫瘤進(jìn)行定量評(píng)估。

在MRI中，弛豫時(shí)間是描述物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)過(guò)程的重要參數(shù)之一。常規(guī)T2 加權(quán)成像（T2 weighted imaging, T2WI）會(huì)受諸多因素及各個(gè)參數(shù)的權(quán)重不同而影響信號(hào)強(qiáng)度，常規(guī)T2WI圖像無(wú)法獲得組織的T2值。T2定量成像（T2 mapping）技術(shù)是一種可測(cè)量組織T2 值的定量方法，可反映組織中包含質(zhì)子的絕對(duì)弛豫時(shí)間，對(duì)組織成分和水含量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估[2]。與常規(guī)T2WI 圖像相比，T2 mapping 可最大限度地減少主觀性，且更容易檢測(cè)到組織間的差異[3]。T2 mapping 起初應(yīng)用于關(guān)節(jié)軟骨及心肌評(píng)價(jià)中[3]?，F(xiàn)T2 mapping 技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用在不同系統(tǒng)、不同疾病中，近年來(lái)也逐步開(kāi)始在各系統(tǒng)腫瘤研究中應(yīng)用。

T2 mapping技術(shù)中最經(jīng)典的序列為自旋回波。多次單回波自旋回波（single-echo spin-echo,SESE）是最簡(jiǎn)單的序列，該技術(shù)在保證其他參數(shù)不變的同時(shí)，在不同回波時(shí)間進(jìn)行多次采集獲得多幅圖像以生成T2衰減曲線，通過(guò)公式計(jì)算出T2值。理論上這是最精確的T2值測(cè)量方法，但耗時(shí)太長(zhǎng)，并且信噪比低，對(duì)擴(kuò)散和J-耦合敏感性較高。為降低掃描時(shí)間，促進(jìn)T2 mapping在臨床中的推廣應(yīng)用，科學(xué)家研發(fā)不同采集序列，如多回波自旋回波（multi echo spin echo,MESE）序列、穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)（steady-state free precession,SSFP）序列等。

1 T2 mapping成像介紹

T2 mapping 通過(guò)采集不同回波時(shí)間的多幅圖像，測(cè)量不同回波時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算每個(gè)體素的T2 值，并可通過(guò)對(duì)圖像中每個(gè)像素重建生成對(duì)應(yīng)的偽彩圖，以不同顏色編碼進(jìn)行可視化處理，提高觀察的直觀性及客觀性[4]。

2 T2 mapping技術(shù)在腫瘤中的研究現(xiàn)狀

2.1 腫瘤良惡性的鑒別

腫瘤良惡性鑒別對(duì)于臨床治療方案的選擇具有重要意義。有學(xué)者[5]對(duì)乳腺良惡性腫瘤的T2 值進(jìn)行分析，結(jié)果顯示乳腺惡性腫瘤的T2值顯著低于良性腫瘤。Meng等[6]研究顯示閾值為88.3 ms 對(duì)乳腺腫瘤良惡性鑒別診斷性能最佳，受試者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲線下面積（area under the curve,AUC）為0.88。

在盆腔腫瘤中，Carter 等[7]對(duì)34 例卵巢腫瘤病灶進(jìn)行全腫瘤T2值分析，結(jié)果顯示惡性腫瘤T2值顯著低于良性腫瘤[8]。田士峰等[9]回顧性分析22 例Ⅰ期子宮內(nèi)膜癌及子宮內(nèi)膜息肉患者的T2值，結(jié)果顯示子宮內(nèi)膜癌組的T2值小于子宮內(nèi)膜息肉組。T2 mapping在前列腺中相關(guān)研究較多。與正常前列腺組織相比，病變間質(zhì)和腺組織占比不同導(dǎo)致T2 值不同。多數(shù)研究結(jié)果均顯示外周帶前列腺癌組織的T2 值顯著低于正常前列腺外周帶組織[10-12]。但在前列腺移行帶中研究結(jié)果存在差異。Sabouri等[4]和Mai等[11]研究結(jié)果顯示移行帶非惡性腫瘤組織T2 值高于惡性腫瘤組織。而Van Houdt等[13]研究卻顯示移行帶非惡性腫瘤與惡性腫瘤兩組間T2 值存在一定重疊，無(wú)明顯差異，原因可能是移行帶前列腺增生高發(fā)，減少了T2弛豫時(shí)間，使腫瘤組織更難鑒別[14]。而大多數(shù)前列腺癌發(fā)生在腺體的外周帶，這使定量T2 mapping在前列腺癌診斷中仍具有重要的應(yīng)用價(jià)值。表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient,ADC）值是診斷前列腺癌的重要參數(shù)，Hepp等[15]研究發(fā)現(xiàn)，T2值在鑒別前列腺癌和慢性前列腺炎方面具有較高的診斷準(zhǔn)確性，與ADC 值的表現(xiàn)相當(dāng)。Wu 等[16]及Lee 等[17]研究表明，與單純T2WI相比，T2WI聯(lián)合T2值可進(jìn)一步提高診斷前列腺惡性腫瘤的敏感性及準(zhǔn)確性。并且在男性髖關(guān)節(jié)假體置換中，因擴(kuò)散加權(quán)成像易受人工髖關(guān)節(jié)偽影的限制及影響，T2 mapping為髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后的患者行前列腺M(fèi)RI 提供一種有價(jià)值的輔助手段，提升圖像質(zhì)量，提高醫(yī)師診斷準(zhǔn)確性[18]。

T2 mapping在肝臟、腮腺、眼眶腫瘤及直腸癌淋巴結(jié)良惡性鑒別中也有相關(guān)研究報(bào)道。Cieszanowsk等[19-20]利用2個(gè)回波的簡(jiǎn)易T2 mapping 成像對(duì)肝臟良惡性病灶進(jìn)行分析，結(jié)果顯示惡性腫瘤T2 值明顯低于良性腫瘤，且同時(shí)發(fā)現(xiàn)其敏感性和準(zhǔn)確性高于ADC 值。文寶紅等[21]回顧性分析73 例接受T2 mapping檢查并經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的腮腺腫瘤，結(jié)果顯示惡性組T2值較良性組低。Zhou 等[22]收集47例實(shí)性眼眶腫塊，患者術(shù)前行T2 mapping 掃描，經(jīng)分析表明，眼眶惡性腫瘤T2 值明顯低于良性腫瘤，且AUC 可達(dá)0.93。Ge等[23]對(duì)直腸非黏液腺癌直腸系膜或直腸上動(dòng)脈周圍短徑在4～10 mm 的67 個(gè)淋巴結(jié)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)平均T2 值顯著低于未轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，T2值診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的AUC值為0.99，同時(shí)發(fā)現(xiàn)診斷效能高于ADC值（AUC=0.72）。

因此，T2 值在鑒別不同部位腫瘤的良惡性中均有一定價(jià)值，與常規(guī)圖像聯(lián)合有望進(jìn)一步提高診斷效能。惡性腫瘤T2值較良性腫瘤低，可能的原因是與良性腫瘤相比，惡性腫瘤表現(xiàn)為高細(xì)胞性，細(xì)胞外間隙減小，組織游離水少，從而導(dǎo)致T2值低[23]。

2.2 腫瘤組織病理學(xué)特征的預(yù)測(cè)

腫瘤組織病理學(xué)特征是影響患者預(yù)后的重要因素。謝佳培等[24]、王佳男等[25]以及Kern 等[26]分別對(duì)腦膠質(zhì)瘤進(jìn)行分析，研究結(jié)果一致，均顯示T2 值在高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤兩組間無(wú)差異。研究表明膠質(zhì)瘤分型與患者治療療效及預(yù)后相關(guān)，IDH基因突變狀態(tài)對(duì)膠質(zhì)瘤分型尤為重要。Kern等[26]和Gu等[27]分別對(duì)IDH 突變狀態(tài)進(jìn)行研究分析時(shí)發(fā)現(xiàn)IDH 突變型腫瘤T2 值高于IDH 野生型。目前雖不能根據(jù)T2 值來(lái)區(qū)分高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤，但T2值在檢測(cè)膠質(zhì)瘤IDH1基因表型中有潛在的預(yù)測(cè)價(jià)值。

李淑健等[28-29]探索T2值在鑒別宮頸癌病理類型研究中發(fā)現(xiàn)，宮頸鱗癌與腺癌之間T2值無(wú)差異。但該團(tuán)隊(duì)對(duì)58例宮頸鱗癌分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，低分化宮頸鱗癌T2 值低于高分化和中分化宮頸鱗癌，同時(shí)發(fā)現(xiàn)有淋巴管浸潤(rùn)患者的T2 值低于無(wú)淋巴管浸潤(rùn)的患者，表明T2 值對(duì)于預(yù)測(cè)宮頸癌病理分級(jí)及淋巴管浸潤(rùn)有一定價(jià)值[30]。馬長(zhǎng)軍等[31]回顧性分析27例經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)為子宮內(nèi)膜樣腺癌患者的T2 mapping 影像資料，根據(jù)病理分級(jí)、侵襲程度等因素，將患者分為低風(fēng)險(xiǎn)組（ⅠA 期高中分化）和高風(fēng)險(xiǎn)組，其中高風(fēng)險(xiǎn)組10 例，低風(fēng)險(xiǎn)組17 例，結(jié)果顯示高風(fēng)險(xiǎn)組的T2值小于低風(fēng)險(xiǎn)組，表明T2 mapping技術(shù)有可能為子宮內(nèi)膜癌患者術(shù)前進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在前列腺癌中，多數(shù)研究[32-33]均顯示隨著Gleason 評(píng)分的增加T2 呈下降趨勢(shì)，同時(shí)Mai等[11]發(fā)現(xiàn)T2 值與ADC 值存在一定相關(guān)性。表明T2 值在評(píng)估前列腺癌侵襲性方面有一定作用。Adams等[34]在腎臟中也發(fā)現(xiàn)類似的趨勢(shì)，其研究結(jié)果顯示低級(jí)別腎透明細(xì)胞癌T2值明顯高于高級(jí)別腎透明細(xì)胞癌，AUC可達(dá)0.93。

在直腸癌中，黏液腺癌定義為黏液成分＞50%的腺癌。直腸黏液腺癌比非黏液腺癌更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移，預(yù)后差。Zhang等[35]探索T2 值在鑒別直腸黏液腺癌與非黏液腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，黏液腺癌T2 值為（87.9±5.11）ms，非黏液腺癌的T2 值（66.6±6.86）ms，AUC 達(dá)0.99，并且讀片者間有較高的一致性（觀察者間一致性：0.99）。

因此，T2 值在預(yù)測(cè)腫瘤病理特征及侵襲性方面具有潛在臨床價(jià)值。黏液成分因含有大量水分子，使T2 值在診斷黏液成分時(shí)有客觀量化的潛力。腫瘤分化程度越低或分級(jí)越高時(shí)腫瘤細(xì)胞密度越高，核仁與核質(zhì)比也越高，細(xì)胞外間隙越小以至于所含細(xì)胞液越少，這可能是導(dǎo)致低T2值的原因[34]。

2.3 腫瘤浸潤(rùn)程度及療效評(píng)價(jià)

腫瘤準(zhǔn)確分期是良好預(yù)后的基礎(chǔ)。Ghosh 等[36]對(duì)2 例子宮內(nèi)膜癌和1 例子宮腺肌瘤進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)3 例T2 mapping圖中均可顯示子宮第四肌層，與常規(guī)影像相比，研究認(rèn)為T2 mapping 在判斷子宮內(nèi)膜癌是否侵犯子宮肌層具有很好的潛力。Wei等[37]以及Yamada等[38]分別對(duì)食管癌、直腸癌術(shù)后標(biāo)本進(jìn)行T2 mapping掃描，結(jié)果顯示幾乎所有標(biāo)本T2 mapping圖中所顯示腫瘤浸潤(rùn)的深度均與病理相符。表明T2 mapping圖可對(duì)腫瘤術(shù)前分期提供重要的輔助。

T2 mapping 在腫瘤療效評(píng)估中研究較少。Liu 等[39]對(duì)26 例接受新輔助治療的乳腺癌患者行T2 mapping 檢查，分別在新輔助治療前及治療后進(jìn)行兩次掃描，結(jié)果顯示新輔助治療前后T2 值差值可以用來(lái)評(píng)估新輔助治療療效。Tan 等[40]納入35例乳腺癌患者進(jìn)行分析，在化療前、化療開(kāi)始后第1、2周期和化療結(jié)束后共掃描4次T2 mapping圖像，結(jié)果顯示治療后乳腺癌T2值減低，化療第2周期結(jié)束后病變T2值與基線T2值的比值可作為早期預(yù)測(cè)乳腺癌新輔助治療反應(yīng)的指標(biāo)。Hattingen等[41]對(duì)18例復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者進(jìn)行分析，結(jié)果表明可以通過(guò)T2值的變化更早地預(yù)測(cè)腫瘤進(jìn)展情況。在直腸癌研究中，Yamada等[38]發(fā)現(xiàn)T2值能很好區(qū)分纖維化組織和腫瘤組織，這有可能提高腫瘤新輔助治療后療效評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。

T2 mapping在食管及直腸腫瘤浸潤(rùn)程度評(píng)價(jià)中均為離體標(biāo)本，體內(nèi)進(jìn)行T2 mapping 掃描時(shí)會(huì)受到患者配合程度、呼吸運(yùn)動(dòng)以及腸管蠕動(dòng)等因素干擾而影響圖像質(zhì)量和觀察。未來(lái)應(yīng)擴(kuò)大樣本量進(jìn)行前瞻性的研究，探索T2 mapping 在評(píng)估浸潤(rùn)程度中的真正價(jià)值。

現(xiàn)有研究均顯示新輔助治療后腫瘤T2 值降低。其可能原因是隨著新輔助治療腫瘤細(xì)胞腫脹，細(xì)胞外間隙減少導(dǎo)致T2 值降低。另一種可能原因是腫瘤細(xì)胞壞死，細(xì)胞中化合物被釋放到細(xì)胞外間隙與水分子結(jié)合，游離水減少導(dǎo)致T2 值降低[40]。然而關(guān)于療效評(píng)價(jià)的研究較少，T2 值以及其變化值是否在一定程度上可反映腫瘤治療療效尚需進(jìn)一步證實(shí)。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，T2 mapping作為一種非侵入性MRI定量評(píng)估手段，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)MRI 主觀性評(píng)價(jià)的缺點(diǎn)，使評(píng)估趨于精準(zhǔn)、客觀、穩(wěn)定，但仍有一些問(wèn)題亟待優(yōu)化。T2 mapping成像速度的局限性阻礙了其在臨床中廣泛研究及應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)組織T2值受場(chǎng)強(qiáng)、序列類型、序列參數(shù)等因素影響，提示在研究中應(yīng)探索同一組織在不同場(chǎng)強(qiáng)、序列類型等情況下T2 值參考范圍及差異，使T2 mapping作為生物標(biāo)志物具有標(biāo)準(zhǔn)化和再現(xiàn)化。

T2 mapping 技術(shù)在許多腫瘤疾病中尚未得到充分研究，且現(xiàn)有研究均為小樣本、單中心。但已有研究表明，T2 mapping 在鑒別腫瘤良惡性、預(yù)測(cè)腫瘤病理特征、評(píng)估腫瘤浸潤(rùn)以及新輔助治療療效方面均存在巨大潛在價(jià)值，未來(lái)應(yīng)對(duì)不同疾病進(jìn)行大樣本、多中心研究。在精準(zhǔn)醫(yī)療背景下，T2 mapping 獨(dú)特的價(jià)值將會(huì)有廣闊的前景，將會(huì)是MRI 多參數(shù)成像的重要補(bǔ)充。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無(wú)利益沖突。