MRI多模態(tài)定量成像評(píng)估肝癌患者肝臟儲(chǔ)備功能的研究進(jìn)展

陳松 黃澤和

【關(guān)鍵詞】 MRI多模態(tài)；肝癌；肝臟儲(chǔ)備功能

中圖分類號(hào)：R735.7；R445.2?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2023.02.016

原發(fā)性肝癌簡稱肝癌，包括起源于肝細(xì)胞的肝細(xì)胞癌（hepatic cellular cancer，HCC）、肝內(nèi)膽管細(xì)胞的肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌（intrahepatic cholangiocarcinoma cancer，ICC）和肝細(xì)胞膽管細(xì)胞混合癌（combiend hepatocellular cholangiohepatoma，CHC）［1］。目前世界范圍肝癌發(fā)病率排名第六，在所有惡性腫瘤中死亡率高居第三［2］。近年來，盡管肝癌治療領(lǐng)域的研究取得很大進(jìn)展，肝癌的綜合治療包括肝癌分子學(xué)分期的應(yīng)用、靶向治療和免疫治療等，但外科手術(shù)治療仍是早中期肝癌患者的首選治療方案，亦是提高5年生存率的主要途徑［3］。肝功能儲(chǔ)備情況是肝臟手術(shù)術(shù)前評(píng)估的重要指標(biāo)之一，殘余肝實(shí)質(zhì)儲(chǔ)備功能不全是肝部分切除術(shù)后患者肝臟功能衰竭甚至死亡的主要原因之一；因此術(shù)前準(zhǔn)確地評(píng)估患者肝臟儲(chǔ)備功能對手術(shù)方案選擇和提高圍手術(shù)期安全性具有非常重要的意義［4］。評(píng)價(jià)肝功能的常用方法是血生化指標(biāo)和Child-Pugh分級(jí)，但其均有局限性［5］。近年來，隨著MR對比劑的發(fā)展，肝細(xì)胞特異性對比劑逐漸應(yīng)用于臨床，同時(shí)部分學(xué)者選擇性加入體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（intravoxel incoherent motion，IVIM）擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）或mapping新技術(shù)來評(píng)價(jià)肝臟儲(chǔ)備功能，現(xiàn)對以上MRI技術(shù)的研究進(jìn)展作一綜述。

1 肝細(xì)胞特異性對比劑普美顯增強(qiáng)掃描

普美顯（釓塞酸二鈉，Gd-BOPTA）是一種新型磁共振對比劑，具有很高的弛豫效率。其劑量是細(xì)胞外對比劑的1/4。普美顯不僅具有細(xì)胞外空間對比劑的特性，而且可以通過肝細(xì)胞膜表面陰離子通道的轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入肝細(xì)胞。靜脈注射后，普美顯分布在細(xì)胞間隙，可被肝細(xì)胞吸收并通過膽道排出。由于肝癌細(xì)胞的正常細(xì)胞功能受損，腫瘤細(xì)胞對普美顯的攝取減少。因此，掃描顯示病灶為低信號(hào)、無信號(hào)或等信號(hào)，與肝實(shí)質(zhì)形成對比，有利于提高診斷敏感性。研究表明，普美顯增強(qiáng)MRI診斷肝癌的敏感性、準(zhǔn)確性和特異性明顯高于普通增強(qiáng)MRI，可以提高肝癌的早期診斷效果［6］。在不同的病理學(xué)類型下，原發(fā)性肝癌的癌細(xì)胞組成結(jié)構(gòu)不同，其普美顯的攝取不同，所以經(jīng)過普美顯MR掃描后在肝膽特異期表現(xiàn)出不同的信號(hào)特征，我們可以推測腫瘤的類型，同時(shí)還可以根據(jù)周圍正常肝實(shí)質(zhì)的強(qiáng)化信號(hào)間接提示肝功能情況；因此，普美顯MRI增強(qiáng)掃描不僅可以有效地用于原發(fā)性肝癌的診斷，而且有助于評(píng)估肝功能。國內(nèi)李潔等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，肝膽期肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化率在輕、中度肝功能損害患者中分布均勻，與肝功能綜合指標(biāo)、肝功能損害加重有一定相關(guān)性，肝細(xì)胞對普美顯的攝取減少，肝實(shí)質(zhì)的強(qiáng)化程度降低［7］。因此，測量普美顯增強(qiáng)MRI肝膽期肝葉或全肝實(shí)質(zhì)的信號(hào)增強(qiáng)程度可用于間接評(píng)估肝功能儲(chǔ)備情況。由于普美顯的應(yīng)用在我國尚處于初步階段，其具體作用機(jī)制和分子機(jī)制有待進(jìn)一步闡明；同時(shí)，對肝功能的評(píng)價(jià)也很難進(jìn)行直接定量分析。

2 T1 mapping 技術(shù)

通過反轉(zhuǎn)恢復(fù)或飽和恢復(fù)序列實(shí)現(xiàn)的T1 mapping技術(shù)最早應(yīng)用于心臟。目前，臨床上常用的序列大多是由反向恢復(fù)（IR）序列發(fā)展而來，主要包括look looker（LL）序列和改良look looker反向恢復(fù)（MOLLI）序列。LL序列是施加脈沖后在T1弛豫曲線的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)連續(xù)采樣。其缺點(diǎn)是受心跳影響大，空間分辨率不高，一次只能采集一層圖像。2004年，MESSROGHLI等人［8］提出了MOLLI序列，該序列的圖像采集過程取決于心率，使用小角度激勵(lì)可以減少不同患者心率的影響，其重復(fù)性和信噪比高，但缺點(diǎn)是采集時(shí)間長。與心臟相比，肝臟的活動(dòng)范圍很小，掃描時(shí)屏住呼吸可以使其保持靜止?fàn)顟B(tài)。因此，肝臟對T1成像技術(shù)的要求比心臟低，掃描技術(shù)的選擇也更多［9］。目前，大多數(shù)肝臟T1標(biāo)測掃描主要采用簡單、可操作的可變多轉(zhuǎn)角成像技術(shù)［10-12］，它至少需要兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，具有快速、全肝掃描的優(yōu)點(diǎn)，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得高分辨率的T1MAP圖，是研究肝功能的首選技術(shù)。一些研究人員還在多轉(zhuǎn)角序列后添加B1場，以均勻磁場，從而獲得更準(zhǔn)確的T1值；釓塞酸二鈉（GD-EOB-DTPA）增強(qiáng)T1 mapping成像還可用來測量肝臟T1值，通過計(jì)算T1減低率來評(píng)價(jià)肝功能［4］。LIU等［13］提出了肝細(xì)胞增強(qiáng)分?jǐn)?shù)（hepatocyte enhancement，HEF）這一概念，就是利用雙室模型和T1 mapping技術(shù)來測量增強(qiáng)前后肝細(xì)胞對肝臟特異性對比劑GD-EOB-DTPA的攝取程度，以定量評(píng)估肝臟功能；這一評(píng)價(jià)方法相對比較準(zhǔn)確；國內(nèi)學(xué)者孟迪等人［14］通過T1 mapping結(jié)合肝細(xì)胞增強(qiáng)分?jǐn)?shù)來研究肝臟儲(chǔ)備功能的變化，發(fā)現(xiàn)普美顯增強(qiáng)掃描20分鐘后利用T1 mapping圖像雙室模型來測量增強(qiáng)前后肝細(xì)胞攝取對比劑的速率，以此來進(jìn)行肝功能評(píng)價(jià)診斷效能優(yōu)于其他參數(shù)。同時(shí)有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，T1 mapping對肝纖維化評(píng)估有重要價(jià)值［15］。

3 T2 mapping 技術(shù)

組織的橫向弛豫時(shí)間（T2）、縱向弛豫時(shí)間（T1）和質(zhì)子密度（PD）是組織固有的物理參數(shù)，在一定的溫度和場強(qiáng)下是恒定的，反映了組織的特性，對病變的研究具有重要意義。目前臨床上使用的加權(quán)序列不能直接測量組織的這些特征值，而是通過信號(hào)強(qiáng)度間接反映這些特征值。然而，由于受場強(qiáng)、溫度、射頻放大器等硬件設(shè)備等諸多技術(shù)因素的影響，組織的信號(hào)強(qiáng)度并不是絕對不變的，存在較大的波動(dòng)范圍。T2標(biāo)測技術(shù)是一種定量成像技術(shù)，可以克服常規(guī)T2加權(quán)成像無法量化的缺陷，具有良好的重復(fù)性。T2值的定量方法包括多回波自旋回波（spin-echo，SE）序列法、驅(qū)動(dòng)平衡單脈沖T2（driven equilibrium single pulse observation of T2，DESPOT2）觀測法［16］和T2快速捕獲松弛映射法［17］。然而，由于不均勻磁場和射頻脈沖效應(yīng)的影響，上述兩種方法均無法準(zhǔn)確測量組織的T2值，多回波SE序列法仍然被認(rèn)為是測量T2的標(biāo)準(zhǔn)方法［18-19］。其中，多回波SE序列方法主要分為兩種：第一種是多次單回波自旋回波序列，其具有計(jì)算原理簡單的優(yōu)點(diǎn)，可在不同時(shí)間獲得多幅圖像及T2衰減曲線，其缺點(diǎn)是需要較長的重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）以確保T2的準(zhǔn)確性，因此總掃描時(shí)間長。長時(shí)間的掃描讓患者舒適度下降，難以忍耐配合完成檢查而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影，影像圖像信噪比。第二種為多回波自旋回波序列，是目前臨床T2 mapping成像技術(shù)的首選方法，在一個(gè)TR時(shí)間內(nèi)采集兩個(gè)及兩個(gè)以上的回波時(shí)間（echo time，TE），信噪比較高，采集時(shí)間較短。

此外，盡管該技術(shù)已得到極大改進(jìn)，但一系列180°脈沖與層編碼梯度的交叉將導(dǎo)致復(fù)雜的刺激回波模式，從而導(dǎo)致T2數(shù)據(jù)偏移的測量（通常被高估），限制了TE的數(shù)量和值選擇，這在高場MRI中更為明顯。為了解決上述問題，模擬回波校正方法（stimulated echo correction，SEC）［20］正逐步得到廣泛應(yīng)用。它可以模擬非理想180°脈沖在聚焦過程中的相干路徑，從而估計(jì)實(shí)際弛豫時(shí)間，也是目前廣泛使用的一種方法。BASIRI等人［21］在SEC方法的基礎(chǔ)上提出了兩步SEC方法，這是前者的簡化方法。它簡單實(shí)用，可以提供更高的精度；研究發(fā)現(xiàn)，T2值不僅與炎癥和水腫程度相關(guān)，也可以定量測量肝細(xì)胞內(nèi)脂肪沉積的量及范圍［22］。

4 體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)

自旋回波平面回波成像（spin echo-echo planar imaging，SE-EPI）是一種常用的彌散脈沖序列，在SE序列的180°RF脈沖前后提供兩個(gè)方向相同、強(qiáng)度相等的擴(kuò)散敏感梯度場。隨著磁共振硬件設(shè)備及軟件技術(shù)的快速發(fā)展，多b值雙指數(shù)模型在臨床上得到廣泛研究。IVIM多b值彌散可定量分析水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和微循環(huán)血流灌注；理想情況下，擴(kuò)散量化以單指數(shù)模型為基礎(chǔ)，即Sb/S0=exp（-b）×ADC，b值是測量擴(kuò)散敏感梯度的參數(shù)，Sb和S0分別是具有和不具有擴(kuò)散梯度的同一元素的相應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度；在IVIM的經(jīng)典理論中，雙指數(shù)模型決定了組織信號(hào)強(qiáng)度的變化，即Sb/S0=fexp（-BD*）+（1-f）exp（-BD），其中D代表純水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，屬于擴(kuò)散系數(shù)，單位為mm2/s；D*值屬于假擴(kuò)散系數(shù)，表示血液在體素中的灌注引起的相位，f值表示體素中微循環(huán)灌注效應(yīng)與整體擴(kuò)散效應(yīng)的體積比，屬于灌注分?jǐn)?shù)。由此可見，與傳統(tǒng)單指數(shù)模型相比較，IVIM-DWI雙指數(shù)函數(shù)分析具有更準(zhǔn)確、更全面評(píng)價(jià)組織水分子彌散的特點(diǎn)［23］。T2 mapping技術(shù)在肝臟中的主要研究方向有肝臟缺血再灌注損傷［24］以及肝纖維化的嚴(yán)重程度分級(jí)的評(píng)估等［25-26］，但是將其運(yùn)用于肝臟良惡性腫瘤的鑒別研究較少。蘇瑾等人［27］研究發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞癌雙指數(shù)模型D值低于正常肝組織，也低于單指數(shù)模型ADC值，如與T2弛豫時(shí)間聯(lián)合使用可提高肝臟惡性腫瘤的鑒別診斷準(zhǔn)確率。

5 小結(jié)

在磁共振肝細(xì)胞特異性對比劑Gd-BOPTA增強(qiáng)掃描的基礎(chǔ)上，可以使用MRI多模式定量成像技術(shù)，并結(jié)合術(shù)后虛擬殘余肝體積測量來對原發(fā)性肝癌患者肝臟儲(chǔ)備功能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估；也可以對術(shù)后患者肝功能的恢復(fù)情況進(jìn)行預(yù)判，不僅如此，還可以使用MRI圖像后處理軟件詳細(xì)勾勒肝臟腫瘤形態(tài)和腫瘤血供，為臨床手術(shù)方式的選擇提供參考，減少術(shù)中出血和術(shù)后肝衰竭的風(fēng)險(xiǎn)。相信經(jīng)過科研工作者的不懈努力，影像學(xué)在肝癌診治中的作用會(huì)越來越大，肝癌患者的生存率會(huì)越來越高。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］ ?中國抗癌協(xié)會(huì)肝癌專業(yè)委員會(huì)，中華醫(yī)學(xué)會(huì)肝病學(xué)分會(huì)肝癌學(xué)組，中國抗癌協(xié)會(huì)病理專業(yè)委員會(huì)，等.原發(fā)性肝癌規(guī)范化病理診斷指南（2015版）［J］.臨床與實(shí)驗(yàn)病理學(xué)雜志，2015，31（3）：14-151.

［2］ ?FORNER A，REIG M，BRUIX J.Hepatocellular carcinoma［J］.Lancet，2018，391（10127）：1301-1314.

［3］ ?夏永祥，張峰，李相成，等.原發(fā)性肝癌10 966例外科治療分析［J］.中華外科雜志，2021，59（1）：6-17.

［4］ ?劉茂童，陸健，張學(xué)琴，等.基于釓塞酸二鈉增強(qiáng)MRI肝細(xì)胞分?jǐn)?shù)評(píng)估肝臟儲(chǔ)備功能［J］.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2020，36（10）：1490-1494.

［5］ ?吳軍.肝切除術(shù)后肝衰竭發(fā)生的預(yù)測模型構(gòu)建［D］.長春：吉林大學(xué)，2021.

［6］ ?許曉亮，李新瑜，魯果果.CT與MRI增強(qiáng)掃描肝癌患者應(yīng)用普美顯的臨床價(jià)值分析［J］.醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2020，30（3）：515-518.

［7］ ?李潔，張晨，鄭卓肇.Gd-BOPTA增強(qiáng)MRI評(píng)價(jià)肝功能儲(chǔ)備［J］.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2017，33（4）：545-549.

［8］ ?MESSROGHLI D R，RADJENOVIC A，KOZERKE S，et al.Modified Look-Locker inversion recovery （MOLLI） for high-resolution T1 mapping of the heart［J］.Magn Reson Med，2004，52（1）：141-146.

［9］ ?蔣宇，邱維加，周智鵬.Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI T1 mapping技術(shù)在肝臟疾病的應(yīng)用進(jìn)展［J］.國際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志，2019，42（2）：208-211.

［10］ ?ZHOU Z P，LONG L L，QIU W J，et al.Evaluating segmental liver function using T1 mapping on Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI with a 3.0 Tesla［J］.BMC Med Imaging，2017，17（1）：20.

［11］ ?HAIMERL M，UTPATEL K，VERLOH N，et al.Gd-EOB-DTPA-enhanced MR relaxometry for the detection and staging of liver fibrosis［J］.Sci Rep，2017，7：41429.

［12］ ?DEONI S C，RUTT B K，PETERS T M.Rapid combined T1 and T2 mapping using gradient recalled acquisition in the steady state［J］.Magn Reson Med，2003，49（3）：515-526.

［13］ ?LIU M T，ZHANG X Q，LU J，et al.Evaluation of liver function using the hepatocyte enhancement fraction based on gadoxetic acid-enhanced MRI in patients with chronic hepatitis B［J］.Abdom Radiol：NY，2020，45（10）：3129-3135.

［14］ ?孟迪，張宏江，吳昆華，等.釓塞酸二鈉增強(qiáng)T1-mapping結(jié)合肝細(xì)胞增強(qiáng)分?jǐn)?shù)評(píng)估肝臟儲(chǔ)備功能的價(jià)值［J］.實(shí)用放射學(xué)，2021，37（7）：1122-1126.

［15］ ?張濤，陸健，張學(xué)琴，等.釓塞酸二鈉增強(qiáng)T1-mapping 成像和DWI對肝纖維化分期的評(píng)估價(jià)值［J］.放射學(xué)實(shí)踐，2020，35（2）：203-207.

［16］ ?MCKENZIE C A，CHEN Z，DROST D J，et al.Fast acquisition of quantitative T2 maps［J］.Magn Reson Med，1999，41（1）：208-212.

［17］ ?CROOIJMANS H J，SCHEFFLER K，BIERI O.Finite RF pulse correction on DESPOT2［J］.Magn Reson Med，2011，65（3）：858-862.

［18］ ?FAN Z，SHEEHAN J，BI X，et al.3D noncontrast MR angiography of the distal lower extremities using flow-sensitive dephasing （FSD）-prepared balanced SSFP［J］.Magn Reson Med，2009，62（6）：1523-1532.

［19］ ?MCPHEE K C，WILMAN A H.Transverse relaxation and flip angle mapping：evaluation of simultaneous and independent methods using multiple spin echoes［J］.Magn Reson Med，2017，77（5）：2057-2065.

［20］ LEBEL R M，WILMAN A H.Transverse relaxometry with stimulated echo compensation［J］.Magn Reson Med，2010，64（4）：1005-1014.

［21］ ?BASIRI R，F(xiàn)EDERICO P，LEBEL R M.Transverse relaxometry with transmit field-constrained stimulated echo compensation［J］.MAGMA，2019，32（6）：669-677.

［22］ ?汪蒼，張香梅，王俊萍.磁共振T1 mapping、T2 mapping評(píng)估大鼠肝纖維化和肝脂肪變性［J］.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2020，36（2）：210-214.

［23］ ?朱柳紅，劉豪，周建軍.磁共振T2 mapping技術(shù)在體部惡性腫瘤中的研究進(jìn)展［J］.磁共振成像，2020，11（5）：398-400.

［24］ ?HUEPER K，LANG H，HARTLEBEN B，et al.Assessment of liver ischemia reperfusion injury in mice using hepatic T2 mapping：comparison with histopathology［J］.J Magn Reson Imaging，2018，48（6）：1586-1594.

［25］ ?LUETKENS J A，KLEIN S，TRBER F，et al.Quantification of liver fibrosis at T1 and T2 mapping with extracellular volume fraction MRI：preclinical results［J］.Radiology，2018，288（3）：748-754.

［26］ ?ZHANG H，YANG Q，YU T，et al.Comparison of T2，T1rho，and diffusion metrics in assessment of liver fibrosis in rats［J］.J Magn Reson Imaging，2017，45（3）：741-750.

［27］ ?蘇瑾，李景雷，趙心竹，等.IVIM DWI評(píng)價(jià)肝細(xì)胞癌特征及Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)前后差異的研究［J］.中國CT和MRI雜志，2020，18（9）：110-113.

（收稿日期：2022-05-25 修回日期：2022-07-01）

（編輯：潘明志）