介入治療有效肝癌術后MRI信號的動態定量觀測

陽寧靜，宋 彬

1 四川省腫瘤醫院 影像科(成都 610041)；2 四川大學華西醫院 放射科(成都 610041)

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·論 著·

介入治療有效肝癌術后MRI信號的動態定量觀測

陽寧靜1，宋 彬2

1 四川省腫瘤醫院 影像科(成都 610041)；2 四川大學華西醫院 放射科(成都 610041)

目的 研究介入治療有效的較小肝癌，治療后1年內腫塊磁共振成像(MRI)信號變化的規律。方法 納入肝動脈灌注化療栓塞術治療后1年內無復發的肝癌患者43例，共52個病灶，收集其介入治療前及治療后1～3個月、 3～6 個月、6～12個月的MRI檢查資料，回顧性測量病灶及鄰近肝組織的信號強度(signal intensity，SI)值，計算病灶與周圍肝組織SI值的相對值(signal intensity ratio，SIR)，分析病灶SI和SIR的動態變化規律。 結果 T1WI脂肪抑制序列平掃及增強三期顯示，介入治療后1～3個月，90.38%(47/52)的病灶SI及SIR值升高，96.15%(50/52)的病灶于治療后3～6個月升至峰值，介入治療后6～12個月94.23%(49/52)的病灶SI值及SIR值呈降低趨勢。T2WI脂肪抑制序列，98.08%(51/52)的病灶SI和SIR值呈緩慢降低趨勢。同時，T1WI、T2WI及T1WI增強三期SI和SIR值比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。結論 較小肝癌介入治療后1年內，MRI T1WI平掃及動態增強三期SI值與SIR值呈拋物線樣變化，T2WI序列呈單向降低變化；SI值及SIR值的動態測量具有定量評價原發性肝癌介入治療療效的價值。

肝細胞性肝癌；介入治療；磁共振；信號強度

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)技術的發展，進一步提高了原發性肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)的檢出率，也豐富了HCC介入治療后隨訪復查的方法。目前，MRI用于HCC介入治療療效評價的研究尚少，為此本研究收集了43例介入治療有效的HCC患者MRI隨訪資料，測量其術后1年內不同時間段的磁共振信號強度(signal intensity，SI)值，分析其變化規律，探索MRI定量評估HCC介入治療療效的價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2009 年1月至2014年12月在四川省腫瘤醫院接受介入治療的HCC患者43例。納入標準：1)介入治療有效；2)術后1～3個月、3～6個月、6～12個月3個時間段均行MRI隨訪檢查。其中男29例，女14例，中位年齡57歲。患者HCC病灶合計52個， 其中肝右后葉病灶39個(75.00%)，肝右前葉病灶6個(11.54%)，肝左內葉病灶5個(9.62%)，肝左外葉病灶2個(3.85%)，所有病灶直徑1.9～4.0 cm，平均約2.95 cm。介入治療手段為經肝動脈灌注化療栓塞術(transarterial chemoembo-lization，TACE)。

1.2 藥物劑量

栓塞劑為液態碘油(5～10 mL)，化療藥物為奧沙利鉑(150 mg)及五氟尿嘧啶(1.0 g)。

1.3 MR設備與檢查參數

使用SIEMNS AVANTO 1.5T超導磁共振掃描儀，12單元體部陣列線圈，行平掃和多期動態增強掃描(DCE-MRI)，檢查前常規禁食、禁水，掃描期間囑患者屏氣，掃描范圍自膈頂至肝臟下緣，層厚2.5 mm，層間距1.5 mm，TR=5.53 ms, TE=2.64 ms，FOV=350 mm×256 mm，反轉角為70°，矩陣為320×180。平掃采用軸位脂肪抑制序列TSE-T2WI(HASTE，TR=4 200 ms，TE=81 ms)、軸位FLASH-T1WI脂肪抑制序列(FL2D，TR=212 ms， TE=4.75 ms，翻轉角=70°)。增強采用高壓注射器經肘靜脈團狀注射釓噴酸葡胺(按0.1 mmol/kg計算總量，注射速度3.0 mL/s)，注射造影劑后11 s準備，14 s開始掃描，連續采集動脈期(DCE-AP)、門靜脈期(DCE-PP)、平衡期(DCE-VP)3個時相，掃描方式為腹部容積快速成像(VIBE)脂肪抑制序列(STIR)掃描。

1.4 MRI圖像測量分析

由我科兩位高年資醫師獨立閱片，對比分析各時間段HCC病灶的大小、位置、MRI信號表現，形成一致意見后，再利用SIEMNS AVANTO 1.5T磁共振機器自帶軟件及金盤醫療公司圖像軟件測量HCC病灶及肝臟組織的SI值，計算每位患者HCC病灶與肝臟組織的SI相對值(signal intensity ratio, SIR)，計算公式為SIR=SI病灶/SI肝臟。測量時興趣區的選擇須避開血管、膽管。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 SI值測量結果

治療后各時間段，所有患者均未見病灶最大徑總和增大20%或出現新病灶的現象。測量52個病灶介入治療前各掃描序列的SI平均值，分別為：198.0±18.8(T1WI平掃)、242.0±23.1(T2WI平掃)、460.0±24.1(DCE-AP)、401.0±17.1(DCE-PP)、252.0±21.1(DCE-VP)。介入治療后1～3個月、3～6個月、6～12個月3個時間段T1WI、T2WI、DCE-AP、DCE-PP、DCE-VP圖像對應SI值比較，差異均有統計學意義(P<0.001)(表1)。

表1 HCC介入治療后1年內不同時間段SI值

2.2 SIR值計算結果

患者介入治療前肝臟組織T1WI 、T2WI脂肪抑制序列平掃的SI值分別為521.0±19.7、186.0±19.8。介入治療后1～3個月、3～6個月、6～12個月肝臟組織測量結果如下：在T1WI測得的腫瘤SI值分別為525.0±11.5、511.0±13.8、498.0±16.5；在T2WI測得的腫瘤SI值分別為196.0±25.0、184.0±17.0、170.0±14.6；在DCE-AP 測得的腫瘤SI值分別為：293.0±16.6、323.0±11.1、296.0±12.5；在DCE-PP分別為371.0±11.7、391.0±9.3、389.0±10.0；在DCE-VP測得的腫瘤SI值分別為424.0±11.8、485.0±14.1、426.0±14.7。由此計算出HCC病灶的SIR值。HCC介入治療后1年內不同時間段T1WI、T2WI、DCE-AP、 DCE-PP、DCE-VP圖像SIR值比較，差異均有統計學意義(P<0.05)(表2)。

表2 HCC介入治療后1年內不同時間段SIR值

2.3 SIR值變化趨勢分析

T1WI平掃脂肪抑制序列顯示，介入治療后1～3個月，90.38%(47/52)的病灶SIR值開始升高， 96.15%(50/52)的病灶于3～6個月時升至峰值，94.23%(49/52)的病灶于6～12個月時降低；T2WI平掃脂肪抑制序列顯示，98.08% (51/52)的病灶SIR值呈單向降低趨勢。DCE-AP顯示，所有病灶 SIR值在3～6個月時稍增高，然后降低；DCE-PP和DCE-VP顯示，98.08%(51/52)的病灶SIR值于3～6個月時升高，隨后逐步降低。上述不同掃描序列SIR值變化在MRI圖像上表現為灰階的高低變化(圖1)。

圖1 HCC介入治療后1年內隨訪MRI表現

注：男，72歲，肝右葉頂部原發性HCC介入治療術后，病灶直徑約2.4 cm。A-C:T1WI脂肪抑制平掃；D-F：T2WI脂肪抑制平掃；G-I：T1WI增強動脈期(DCE-AP)。A：介入治療后1個月，病灶邊緣信號開始增高；B：介入治療后6個月，病灶大部分信號明顯增高；C：介入治療后11個月，病灶中心大部分信號下降，殘留邊緣少許稍高信號。D：介入治療后1個月，病灶大部分信號降低；E：介入治療后6個月，病灶信號全面均勻降低，邊緣少許水腫；F：介入治療后11個月，病灶仍為低信號。G：介入治療后1個月病灶邊緣少許高信號；H：介入治療后6個月病灶內高信號但無明顯強化；I：介入治療后11個月病灶邊緣殘留少許高信號，但未見明顯強化

3 討論

TACE是公認的肝癌非手術療法的首選，肝癌介入治療術后每1～3個月需要常規進行1次影像學檢查，以評估治療效果，其檢查手段主要是增強CT和MRI[1]。MRI檢查無電離輻射，具有多序列、多參數成像的特點，在肝癌介入治療術后隨訪中的價值更大。對于MRI圖像的分析而言，如何進行定量測量是研究熱點，也是精準醫療需要關注的問題。

肝癌介入治療后MRI隨訪常選擇T1WI、T2WI平掃及MRI增強掃描序列，所用參數固定，掃描方法簡單，圖像質量較為穩定，可同時分析病灶血供狀況，其判斷病灶殘留或復發具有高敏感性及高特異性的優勢[2]。在肝癌介入治療后MRI隨訪定量研究指標中，SI值反映病灶信號絕對值的高低變化，與圖像病灶信號改變呈正比，可比較治療前后絕對值的細微差別，但增強MRI中腫瘤及周圍肝組織SI值測量受對比劑注射劑量、速率、掃描時間的影響。本研究采用SIR相對值來評估，間接反映MRI圖像信號改變，更利于反映瘤灶的真實情況。

在測量腫瘤及周圍肝實質SI時，興趣區(ROI)的選擇較關鍵，畫取邊緣距離病灶邊緣不能超過5 mm， 應盡可能大一些，這樣包含的信息全面，測量誤差小，但并不適合直徑大于4 cm以上的肝癌，因為這部分腫瘤易出血、壞死、囊變，形態不規則，邊緣侵襲及分葉，易導致測量偏差。根據2013版mRECIST[1]建議的適應癥，為盡可能確保MRI信號的均質度較好，納入病例所有病灶直徑均不應超過4 cm。本研究納入病例符合我國肝癌患者介入治療適應癥。另有研究[3]表明，周圍環形強化的HCC侵襲性強，比無動脈早期強化的肝癌進展快，對邊緣強化或介入治療后病灶邊緣高溫損傷脫水或水腫效應的HCC，ROI不能包含病灶邊緣強化信號，需要結合形態學觀察再確定ROI勾畫的邊界。

本研究發現，T1WI平掃及增強序列腫瘤SI值及SIR值在3個月內增高，3～6個月時升至峰值，在隨后6～12個月不同程度降低；T2WI序列SI值及SIR值呈單向降低趨勢。腫瘤SI值及SIR值變化的病理基礎為介入治療后腫瘤細胞被殺滅，病灶內早期以出血、壞死為主，內含出血性或蛋白性物質[4]，并逐漸向凝固性壞死演變。介入治療后瘤灶壞死率可達70%，磁共振3D量化技術顯示，介入治療后病灶壞死與組織病理學的相關系數高達0.9657[5]。

T1WI平掃，多數瘤灶于介入治療后3～6個月內SI及SIR值升至頂點，表現為病灶高信號，其病理基礎為瘤灶較小，介入治療后較早時間點就出現典型凝固性壞死和出血。肝癌凝固性壞死后，自由水含量低，提示介入治療有效。介入治療后的腫瘤，此階段T1WI平掃典型表現為病灶信號增高，T2WI信號降低。少數病灶信號混雜，反映腫瘤壞死不完全，夾雜出血、纖維間隔、膽汁淤積或液化性壞死[6]。另有報道[7]認為，逐漸增高的T2WI序列SI值與小肝癌高生長分數相關，在T1WI序列提示腫瘤生長緩慢，本研究結果與該報道相吻合。

受凝固性壞死所致T1WI平掃信號改變的影響，介入治療后3～6個月，T1WI加權DCE-AP/PP/VP的SI值及SIR值均升高，以DCE-AP改變最明顯。其可能機制為HCC為血供豐富的腫瘤，治療前、后血供差異大，因此，血管信號強度差異顯著。但本研究發現，介入治療后DCE-VP的SIR值改變相對較小，其原因可能為靜脈期周圍肝實質SI值增加，病灶治療后合并充血炎變，門靜脈期強化影響了病灶SI值。此外，介入治療后部分腫瘤殘留亦有輕微不均勻強化，可能影響所測SI值，通常隨訪強化會減弱、消失，但個別病灶6個月后仍可見環形強化，主要是由于壞死組織周圍纖維組織增生所致[8]。本研究發現，對于觀察腫瘤殘存，DCE-AP的SI值及SIR值升高比DCE-PP的SI值及SIR值下降更關鍵，這與文獻[9]一致。最新m-RECIST標準[1]指出，病灶出現強化信息則視為治療不完全。但術后病灶周圍炎性及充血反應致T1WI增強可出現類似強化特征，造成病灶良性強化征象與惡性腫瘤復發不易鑒別[10-12]。研究[13]證明，肝癌腫瘤成分殘留將致T1WI呈中等高信號伴動脈期強化，并門靜脈期和延遲期持續強化。通過觀察增強三期的SI值及SIR值變化較肉眼觀察圖像信號變化更準確，有助于二者鑒別。我們認為，利用T1WI及T2WI抑脂序列的SI值及SIR值觀察凝固性壞死，采用T2WI抑脂序列及DCE-AP的SIR值觀察瘤灶復發有較高診斷價值,與文獻[14]報道一致。

總之，介入治療有效的較小HCC，其磁共振T1WI平掃及增強三期的SI值及SIR值在1年內呈拋物線樣變化，T2WI序列呈單向降低。此變化規律表明，介入治療后不同時間段測量SI值及SIR值具有定量評價HCC介入治療療效的價值。

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Dynamic Quantitative Assessment of Magnetic Resonance Signals of Hepatocellular Carcinoma Before and After Effective Interventional Therapy

Yang Ningjing1, Song Bin2.

1. Department of Radiology, Sichuan Cancer Hospital, Chengdu 610041, China; 2. Department of Radiology, West China Hospital of Sichuan University, Chengdu 610041, China

Objective To study the changes of magnetic resonance signal intensity (SI) of relatively small hepatocellular carcinoma within the first year after the effective interventional therapy. Methods Forty-three patients with a total of 52 relatively small hepatocellular carcinoma (less than 4 cm in diameter) who had no recurrence within the first year after the treatment of hepatic artery infusion chemotherapy and embolization were enrolled into this study. All the patients underwent magnetic resonance imaging (MRI) before the effective interventional therapy and during the periods of 1-3 months, 3-6 months and 6-12 months after the therapy respectively, and the image data were collected and reviewed retrospectively. The signal intensity of the cancer and its adjacent liver tissues were measured at each magnetic resonance sequence. Subsequently, the relative signal intensity ratio (SIR) of SI in the lesion and the adjacent liver tissues was calculated, and the dynamic changes of SI and SIR in the lesions during the follow-ups were analyzed. Results T1 weighted fat-suppression sequence scanning and triple-phase enhanced scanning indicated that the SI and SIR increased in the 90.38% of the lesions (47 of the 52) during the period of 1-3 months and reached the peak in the 96.15% of the lesions (50 of the 52) during the period of 3-6 months, but it began to decrease in the 94.23% of the lesions (49 of the 52) during the period of 6-12 months after the effective interventional therapy. T2 weighted fat-suppression sequence scanning showed that the SI and SIR decreased slowly in the 98.08% of the lesions (51 of the 52). There were significant differences in the values of SI and SIR among the arterial phase, portal phase and parenchymal phase (P<0.05). Conclusion The SI and SIR of hepatocellular carcinoma change as a curve with a single peak in the T1 weighted fat-suppression and triple-phase enhanced scanning and reduce unilaterally in the T2 weighted imaging during the first year after the effective interventional therapy. The dynamic measurement of SI and SIR can be used to assess the therapeutic efficacy of hepatocellular carcinoma quantitatively after the effective interventional therapy.

Hepatocellular carcinoma; Interventional therapy; Magnetic resonance; Signal intensity

http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1705.R.20160620.1110.014.html

10.3969/j.issn.1674-2257.2016.05.019

R735.7

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