MRI彌散加權成像評估肝癌伽瑪刀療效的臨床研究

趙國禮，楊學東，張志良，馬 戈，洪 偉，萬軍平，楊建輝

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·臨床醫學· ·論著·

MRI彌散加權成像評估肝癌伽瑪刀療效的臨床研究

趙國禮，楊學東，張志良，馬 戈，洪 偉，萬軍平，楊建輝

目的 MRI彌散加權成像評估肝癌伽瑪刀治療的療效。方法 100例肝癌患者在伽瑪刀治療前1～2 d，伽瑪刀治療后7 d，治療后1個月進行磁共振彌散加權成像檢查，比較MRI在不同的b值下伽瑪刀治療肝癌前后的彌散系數(ADC)值的差別。結果 選擇不一樣的b值，伽瑪刀治療前后病灶平均ADC值的差異有統計學意義(P<0.05)，b值增大，平均ADC值也隨著升高；伽瑪刀治療后各組病灶ADC的平均值較治療前升高，治療后30 d病灶ADC的平均值較治療后7 d的平均值高。結論 伽瑪刀治療后肝癌ADC值的變化是和腫瘤壞死密切相關的，ADC值可以用來評價伽瑪刀治療肝癌的療效。

MRI彌散加權成像；肝癌；伽瑪刀

MRI彌散加權成像是目前能無損傷檢測活體組織內水分子擴散運動的影像技術，能夠從分子水平反映組織的組成、病理及生理狀態下組織之間水分子交換的功能狀況，其表觀彌散系數(ADC)可通過檢測活體組織水分子的擴散運動來反映機體組織結構的病理及生理的特性。采用放療治療肝癌患者越來越多，但對于其治療后療效的影像學報道比較少。本研究通過檢測肝癌伽瑪刀治療前、后病灶ADC平均值的變化，探索MRI加權成像評估肝癌伽瑪刀治療后的療效。

1 資料與方法

1.1 患者資料 2014年1月至2015年5月在解放軍第四一一醫院做肝癌伽瑪刀治療的患者100例，其中男性患者64例，女性患者36例，年齡32～76歲，平均60歲。所有患者均經過臨床癥狀，體征及檢查等確診為肝癌，患者肝功能均為Child A或B級。

1.2 放射治療 采用OUR-QGD型γ射線立體放射治療系統。患者保持平靜呼吸，仰臥在治療床上。在定位架下根據患者的情況制定治療體位的CT定位掃描，范圍從膈到腎下極，得到的圖形資料輸入到患者的治療系統，然后進行三維重建，勾畫出腫瘤病灶。根據腫瘤的位置、大小、患者的全身狀況及治療的目的，制定出伽瑪刀放射治療計劃,并根據具體情況調整治療的放射劑量分布，通過劑量與體積的直方圖進行評價，確定出理想的治療計劃，然后將治療計劃傳送到治療機上進行治療。大約50%～80%的等劑量曲線包繞病灶的靶區，根據患者的具體情況擴大或縮小大約為10～15 mm，總量為3.0～4.2 Gy，每天1次，根據患者的具體情況進行治療計劃,大約治療3 d患者休息1 d，每個療程共8～10次，治療總劑量為40～50 Gy。在伽瑪刀治療的同時，采用對癥支持和免疫治療。

1.3 磁共振檢查成像方法 用西門子AVANTO 1.5T超導型MR掃描儀。術前1～2 d、術后7 d、術后30 d行上腹部磁共振常規T1WI、T2WI軸位、T2冠狀位、DWI掃描及增強掃描。采用體部線圈為射頻發射及接受線圈。掃描參數；TR=2 200，TE=66，FOV=263 cm×350 cm，層厚=7 mm，矩陣128×128，NEX=1。造影劑為Gd-DTPA。在X、Y、Z 3個方向上施加彌散敏感梯度，彌散敏感系數b值取0、500、800 s/mm2。掃描方法：患者仰臥、腳先進，在設置的b值條件下于深吸氣末和屏氣條件下各掃描1次，掃描時間為15 s。每一次掃描完成時可以得到在不同b值條件下的圖像，將來用于資料的后處理。

1.4 DWI數據分析 用分析軟件對獲取到的數據進行分析處理。圖像的選取：2位磁共振高年資診斷主治醫師一起對掃描影像圖像進行評估，在確保診斷符合的掃描圖像中測量肝癌病灶組織的治療前及治療后的ADC值。感興趣區(ROI)選擇：根據常規MR掃描序列T1WI、T2WI提示的肝癌病灶的范圍，在ADC圖上病灶組織最大層面選取3個感興趣區，選擇時要避開血管，膽管及病灶的邊緣，測量3次，取測量后的平均值。每個ROI大小為70～100 mm2。ADC值：在各個b值條件下ADC圖的同一層面上選取測量病灶的ADC值,然后計算出測量的平均值，伽瑪刀治療前后的測量盡可能選擇在同一個層面及相同的位置上。

1.5 統計學處理 用SPSS 13.0統計軟件進行統計學分析。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

術前、術后不同b值條件下各組中腫瘤病灶組織的ADC值變化見表1。在不一樣的b值條件下，伽馬刀治療前后病灶ADC均值變化比較差異有統計學意義(P<0.05)，在不一樣的的b值下，病灶ADC值不同；b值增高，病灶ADC均值也升高；術后各組病灶的ADC均值均較術前升高，術后30 d病灶的ADC的平均值較術后7 d的平均值高。典型病例見圖1。

表1 伽瑪刀治療前后在不同b值條件下各組ADC值的變化(x±s)

注：ADC為彌散系數

注：本圖均為同一患者。圖a示T1WI序列在肝右后葉上段見一結節狀低信號影，圖b示T2WI序列在肝右后葉上段見一結節狀略高信號影，圖c示DWI序列病灶呈高信號，圖d示ADC圖上，在b=800 s/mm2時，ADC平均值為0.78(e～h為該患者在伽瑪刀治療結束后1個月后復查)；圖e示T1WI序列在肝右后葉上段見小片狀低信號影(內見點狀低信號)，圖f示T2WI序列在肝右后葉上段見小片狀稍高信號影，圖g示DWI序列該病灶呈等信號，圖h示ADC圖上，在b=800 s/mm 2時，ADC平均值為1.10圖1 患者伽瑪刀治療前后MRI彌散加權成像

3 討論

隨著肝癌治療手段的不斷發展及成熟，接受伽瑪刀治療的肝癌患者越來越多，尤其對于不能手術切除的患者，伽瑪刀治療有其獨特的優勢。但有關肝癌伽瑪刀放射治療后的磁共振彌散加權成像的報道并不多。彌散加權成像是現在所知唯一能用于檢測活體組織中水分子運動的影像技術。磁共振彌散加權成像是基于檢測組織內水分子運動狀態的改變來間接的反映了組織的結構、細胞膜的功能等變化的一系列信息。磁共振加權成像對于組織的一些生理學及形態學變化尤其敏感，比如細胞密度、組織的活性及對各種治療后的反應等[1]。肝臟腫瘤細胞的密度是反映腫瘤惡性程度大小的一個比較重要的技術指標[2]，腫瘤的細胞分化較差的時候，細胞的數目就增多，細胞外細胞之間的分子間隙就變小，于是水分子的彌散就受到一定的限制，相應表觀ADC值就減低；反之，伽瑪刀放療后或腫瘤細胞分化較好的時候，細胞的密度就降低，細胞外之間的分子間隙就增寬，于是水分子的彌散受限減弱，相應的表觀ADC值也增大[3]。由于有活動的腫瘤分子與壞死的腫瘤分子組織細胞膜之間的差異而產生的表觀ACD值的差別提示了彌散加權成像可能早期發現腫瘤細胞治療前后內部結構改變的微觀信息[4]。國外也有文獻指出了肝細胞肝癌治療后表觀ADC值能顯著升高[5-6]，而且表觀彌散系值變化早于形態學的改變[7]，還顯示了彌散加權成像評估腫瘤治療后早期療效的能力。

肝癌伽瑪刀治療劑量分布不一樣使肝癌中心區域接受的放射劑量比周圍周邊區域接受的放射劑量更高，從而對厭氧細胞產生的殺滅作用更加強大。因為腫瘤的中心區域血供相對病灶周圍區域血供較少，于是中心區域厭氧細胞數量明顯增多，增多的厭氧細胞對放射治療不敏感，要殺滅這部分厭氧細胞就需要更高的伽瑪刀放射照射劑量。全身伽瑪刀治療的優點是使腫瘤病灶接受照射劑量相對較高，周圍正常肝臟組織接受的照射量比較低，從而能夠更好地保護周圍正常的肝臟組織不受損傷[8]。這也是伽瑪刀放療優于其他非手術治療的優點。接受伽瑪刀放療后，腫瘤細胞缺血缺氧,接著能量代謝障礙,于是細胞水腫、變性、液化、壞死，原來完整的細胞膜就溶解，造成局部水分子的彌散加快。

本組數據得出的結論驗證了肝癌伽瑪刀放射治療后磁共振彌散加權成像評價治療后的效果較好。總之表觀ADC值可較常規磁共振檢查能夠更早提供伽瑪刀放療后有關腫瘤組織的壞死、液化等改變的一些微觀信息，可以作為細胞水平上早期評價伽瑪刀療效的一種檢測手段。

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(本文編輯：張陣陣)

Clinical study on the evaluation of gamma knife in the treatment of advanced liver cancer by MRI- diffusion-weighted imaging

ZhaoGuoli,YangXuedong,ZhangZhiliang,MaGe,HongWei,WanJunping,YangJianhui

(DepartmentofRadiology,No.411HospitalofCPLA,Shanghai200081,China)

Objective To evaluate the therapeutic effect of gamma knife on advanced liver cancer patients with MRI diffusion-weighted imaging (MRI-DWI).Methods MRI-DWI detection was performed in 100 liver cancer patients 1-2 days before gamma knife therapy, 7 days and 30 days after gamma knife therapy. Then, comparisons were made between the dynamic changes of ADC values before and after gamma knife therapy under different b-values.Results Under different b values, significant changes in the average ADC values of foci could be noted, before and after gamma knife therapy, and the average ADC values increased with the increase of the b value(P<0.05). Following gamma knife therapy, the average ADC values of foci all increased as compared with those before therapy. Thirty days after treatment, the average ADC values of foci were increased as compared with those 7 days after treatment.Conclusion ADC value changes after gamma knife therapy in the treatment of advanced liver cancer were closely related with tumor necrosis, and ADC values could be used for the assessment of the efficacy of gamma knife therapy.

MRI-DWI; Liver cancer; Gamma knife

200081 上海，解放軍第四一一醫院

楊學東，電子信箱：yangxd581@163.com

R445

A

10.3969/j.issn.1009-0754.2017.03.019

2016-08-08)