孟 俊 黃亞勇 李 兵 楊漢豐 杜 勇 曾南林

2 川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是我國(guó)最常見的肝臟原發(fā)性惡性腫瘤，約占原發(fā)性肝癌的90% 以上。其發(fā)病隱匿，惡性程度高，進(jìn)展迅速。由于80% 以上的肝癌患者都有肝硬化病史，且大多數(shù)肝癌患者確診時(shí)多數(shù)已進(jìn)展至中晚期，總的手術(shù)切除率也僅有9.0%～13.5%，且術(shù)后3年的復(fù)發(fā)率高達(dá)70% 以上[1]。因此，早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷HCC并推測(cè)其惡性程度，有助于及早確定最佳治療方案，并監(jiān)測(cè)其治療效果，是當(dāng)前亟待解決的問題。

灌注成像可以了解腫瘤在血流動(dòng)力學(xué)上的變化，通過測(cè)量局部組織的血液灌注量化分析發(fā)現(xiàn)其功能學(xué)上的早期改變。隨著影像技術(shù)的發(fā)展，尤其是磁共振超快速、快速成像序列（如EPI）的不斷開發(fā)與應(yīng)用，灌注圖像的質(zhì)量由于信噪比的改善和時(shí)間的縮短而得到很大提高，相應(yīng)的腹部疾病 PWI 的研究應(yīng)用也取得了一定程度的進(jìn)展[2-3]。有關(guān)T2*-PWI在肝臟腫瘤方面的應(yīng)用仍主要處于實(shí)驗(yàn)研究和初步臨床應(yīng)用階段，相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道不多。故本研究采用T2*-PWI對(duì)肝細(xì)胞癌進(jìn)行灌注掃描，測(cè)量磁共振PWI的動(dòng)態(tài)負(fù)性增強(qiáng)的量化指標(biāo)，分析該技術(shù)在評(píng)估肝細(xì)胞癌血流灌注成像中的特點(diǎn)，探討對(duì)肝細(xì)胞癌進(jìn)行T2*WI 敏感的動(dòng)態(tài)磁共振灌注量化研究的價(jià)值。

方 法

1.研究對(duì)象

收集2012年8月至2012年12月在川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院擬行臨床治療的肝細(xì)胞癌患者21例。在征得患者及家屬同意的情況下，所有患者于治療前在接受常規(guī)MRI平掃及增強(qiáng)掃描，并加掃T2*-灌注成像檢查。其中男性15例，女性6例，患者年齡30～79歲，平均年齡53.33±11.86歲。肝癌腫塊為巨塊型或結(jié)節(jié)型，以病灶最大直徑測(cè)量大小，范圍：2.8～19cm，平均8.32±4.07cm。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)B超或CT檢查發(fā)現(xiàn)肝臟占位性病變并行MRI檢查以進(jìn)一步明確診斷的患者。臨床資料符合肝癌診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]。排除標(biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)重肝、腎功能不全患者；②體內(nèi)有金屬異物不能行MRI檢查者；③病灶靠近肝頂，PWI圖像存在較嚴(yán)重的偽影及圖像變形，影響定性觀察及定量分析；④直徑小于2cm的病灶，是因?yàn)椴糠秩莘e效應(yīng)易影響定量分析時(shí)數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2.磁共振掃描技術(shù)

2.1 患者準(zhǔn)備工作：要求患者于灌注掃描前禁食6小時(shí)；同時(shí)訓(xùn)練患者深吸氣后屏氣約20s。檢查過程中囑咐患者要盡量平靜呼吸，必要時(shí)加用腹帶，用以減少運(yùn)動(dòng)偽影的產(chǎn)生。所有患者都自愿接受檢查，并簽署知情同意書。

2.2 磁共振設(shè)備及對(duì)比劑

（1）3.0T MR掃描儀及高壓注射器：GE公司DV750 的3.0T磁共振成像掃描儀，掃描選擇體部線圈；美國(guó)Liebel-Flarsheim公司生產(chǎn)的Optistar型高壓注射器。

（2）M R 對(duì)比劑：釓噴酸葡胺注射液（Gadobenate Dimeglumine Injection），上海博萊科信誼藥業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

2.3 常規(guī)掃描序列：檢查過程中患者采取仰臥位、足先進(jìn)的體位，使用body線圈，將中心位置放在劍突水平。先行常規(guī)3-平面定位像（3-plane）掃描，以確定掃描位置及掃描范圍，然后分別進(jìn)行橫斷位T1WI、T2WI掃描。主要掃描參數(shù)包括重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）、回波時(shí)間（echo time，TE），視野（field of view，F(xiàn)OV）、激勵(lì)次數(shù)（number of excitation，NEX）、矩陣、層厚及層間隔見表1。

2.4 PWI掃描：常規(guī)掃描結(jié)束后，使用高壓注射器經(jīng)肘靜脈團(tuán)注對(duì)比劑，速率均為4～5ml/s，其中T2*-PWI總量15ml；為使對(duì)比劑能夠充分利用，注射結(jié)束后以相同的速率迅速注射等量生理鹽水進(jìn)行沖管。掃描過程中加用腹帶，同時(shí)進(jìn)行對(duì)比劑推注與掃描。灌注掃描參數(shù)如下：使用body線圈，序列SS-GRE-EPI，NEX=1.0，TR=2000ms，TE=27ms，F(xiàn)OV=34×34，矩陣224×128，翻轉(zhuǎn)角90°，層厚6mm，間隔1.0mm。時(shí)間分辨率為2.25s/時(shí)相，共40個(gè)時(shí)相，掃描時(shí)間為90s。

3.灌注圖像分析

所有原始圖像均由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的教授判斷，呼吸運(yùn)動(dòng)偽影明顯、有鬼影、變形明顯的圖像及強(qiáng)化效果不佳者均不能用于分析。

3.1 感興趣區(qū)（region of interest，ROI）的選擇：盡量避開血管、膽管及偽影，在病灶直徑最大的層面上測(cè)量且不要超過病灶邊界，避免容積效應(yīng)的影響；要盡量避開腫瘤壞死、液化區(qū)。同一病例所選層面盡量一致，選用圓形ROI，面積應(yīng)大于20±5 mm2；以 3個(gè)ROI測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值作為量化研究的數(shù)據(jù)。

3.2 生成時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線、相關(guān)灌注參數(shù)及相應(yīng)偽彩圖形：將獲得的原始圖像均傳輸至GE工作站（GE Advanced Workstation，ADW 4.4），通過Function tool 2軟件包中的 MR Standard灌注軟件進(jìn)行后處理。分別于腫瘤組織及正常肝組織區(qū)域選取合適的ROI，獲得時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線（TIC），并分別測(cè)定腫瘤組織及正常肝臟組織 T2*-PWI 負(fù)性增強(qiáng)量化指標(biāo)負(fù)性增強(qiáng)積分（negative enhancement integral，NEI）及相應(yīng)偽彩圖形，最大下降斜率(maximum slope of decrease，MSD)及相應(yīng)偽彩圖形，每個(gè)體素的參數(shù)測(cè)量值以偽彩顏色來(lái)表示，由小到大分別顯示為黑色、藍(lán)色、綠色、黃色、紅色。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 SPSS13.0 軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，全部計(jì)量資料用“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示；腫瘤各項(xiàng)灌注參數(shù)與正常肝實(shí)質(zhì)各項(xiàng)灌注參數(shù)（NEI、MSD）的比較采用兩樣本非參數(shù)檢驗(yàn)；當(dāng)P＜0.05時(shí)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.T2*-PWI腫瘤與正常肝實(shí)質(zhì)灌注參數(shù)的比較

T2*-PWI腫瘤區(qū)各項(xiàng)灌注參數(shù)與正常肝實(shí)質(zhì)灌注參數(shù)的比較如表2所示，腫瘤區(qū)的灌注參數(shù)NEI、MSD分別為3237.34±1318.57，1260.91±587.02，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.T2*-PWI腫瘤與正常肝實(shí)質(zhì)的TIC圖像及PWI圖像比較

①正常肝實(shí)質(zhì)TIC圖像形態(tài)大致呈一直線，在某一時(shí)間段內(nèi)緩慢下降（圖2A）；所有腫瘤的TIC圖像表現(xiàn)類似，即：曲線初始平衡，然后突然明顯下降后快速上升達(dá)平衡（圖2B）。②正常肝實(shí)質(zhì)PWI圖像顯示整個(gè)灌注過程中肝實(shí)質(zhì)的信號(hào)強(qiáng)度變化不大。而腫瘤PWI圖像（圖3）可以觀察到灌注初期腫瘤區(qū)信號(hào)較高，隨著時(shí)間延長(zhǎng)圖像由亮轉(zhuǎn)暗，至對(duì)比劑逐漸消退腫瘤區(qū)信號(hào)又逐漸升高；NEI圖、MSD圖清楚顯示出腫瘤灶，并可見病灶呈高灌注（圖3）。

圖1 A.正常肝實(shí)質(zhì)的灌注曲線圖，呈一直線，且緩慢下降后延伸；B.腫瘤的灌注曲線圖，造影劑到達(dá)腫瘤后呈曲線呈“速降速升”改變。

圖2 T2*-PWI。A～D.分別為腫瘤的初始相位、第10個(gè)相位、第15個(gè)相位和第30個(gè)相位的灌注圖像；E、F.分別為 NEI和MSD灌注偽彩圖，病灶呈高灌注。

表1 常規(guī)MRI掃描參數(shù)

表2 T2*-PWI 腫瘤與正常肝實(shí)質(zhì)灌注參數(shù)比較

討 論

1.磁共振灌注成像的原理及方法

磁共振灌注成像是近年發(fā)展起來(lái)的一種通過評(píng)價(jià)組織微循環(huán)血流動(dòng)力學(xué)來(lái)評(píng)估組織的活力和無(wú)創(chuàng)性功能成像方法。目前臨床上最常用的肝臟磁共振灌注成像方法是對(duì)比劑首過法,利用對(duì)比劑首過效應(yīng)來(lái)分析肝實(shí)質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度的變化規(guī)律。由于對(duì)比劑在間質(zhì)間隙內(nèi)不斷積累和再循環(huán)作用，會(huì)使其在快速?gòu)浬⒌耐瑫r(shí)也開始出現(xiàn)“洗脫”。這就要求磁共振PWI的時(shí)間分辨率較高才能獲得對(duì)比劑在首次通過過程中的分布特點(diǎn)，進(jìn)而反映組織的微循環(huán)灌注特點(diǎn)。DSC-MRI運(yùn)用的是T2*加權(quán)圖像，其對(duì)對(duì)比劑擴(kuò)散的整個(gè)血管像比較敏感，主要反映組織灌注的血容量和血流量情況。

本研究采用T2*-PWI對(duì)肝細(xì)胞癌進(jìn)行灌注掃描。其中 T2*-PWI 采用SS-GRE-EPI序列，即以GRE作為激發(fā)射頻脈沖，采用短 TE 和小脈沖角度進(jìn)行全部數(shù)據(jù)的采集工作，獲得T2*WI圖像。本研究中21例肝細(xì)胞癌均獲得了較為滿意的T2*WI全肝灌注圖像：病灶初期呈相對(duì)高信號(hào)，隨著對(duì)比劑到達(dá)腫瘤區(qū)，信號(hào)呈一過性降低，隨后逐漸升高；肝內(nèi)血管顯示非常清晰，初期呈明顯高信號(hào)，正常肝實(shí)質(zhì)信號(hào)變化不明顯。但也有其缺點(diǎn)：首先肝臟邊緣及肝頂區(qū)域磁敏感偽影較大，圖像稍有變形，尤其是骨-氣交界面；其次是圖像信噪比及分辨率欠佳，可能是由于肝臟的T2*時(shí)間短引起的。本研究中有1例患者由于灌注掃描前勻場(chǎng)不夠，出現(xiàn)圖像嚴(yán)重變形而未納入此次分析。但是只要有效運(yùn)用脂肪抑制技術(shù)并保證梯度場(chǎng)的穩(wěn)定性，就能夠得到較為滿意的肝臟 T2*-PWI圖像。

2.T2*-PWI的時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線形態(tài)變化及意義

組織內(nèi)對(duì)比劑到達(dá)的速度及其濃度可以通過時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線（TIC）的形態(tài)得以體現(xiàn)[5]。正常肝組織以門靜脈供血為主，血流速度較緩慢，因此正常肝組織的TIC呈現(xiàn)出與腫瘤組織不同的平緩下降平緩上升的曲線特點(diǎn)。而肝細(xì)胞癌的時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線下降速度較快且峰值大，腫瘤組織的信號(hào)強(qiáng)度峰值出現(xiàn)時(shí)間提前。這是因?yàn)楦伟┠[瘤組織細(xì)胞密度增加，細(xì)胞增殖速度快，必須增加相應(yīng)的血流供應(yīng)才能保證充足的營(yíng)養(yǎng)；同時(shí)由于腫瘤組織以肝動(dòng)脈供血為主，對(duì)比劑團(tuán)注后快速循環(huán)進(jìn)入主動(dòng)脈，到達(dá)腫瘤組織的速度加快。其二，腫瘤組織信號(hào)升高較快，是因?yàn)槟[瘤的血流速度較快且新生血管通透性增高，導(dǎo)致血管內(nèi)對(duì)比劑的廓清速度較快。但在對(duì)比劑首過效應(yīng)后，腫瘤組織的信號(hào)強(qiáng)度并不能完全回升到原來(lái)的水平，則是由于少許對(duì)比劑通過血管壁滲入間質(zhì)內(nèi)所致[6]。

本研究結(jié)果顯示，腫瘤組織的TIC圖在T2*-PWI圖像上表現(xiàn)為快速下降后迅速上升，符合肝細(xì)胞癌“快進(jìn)快出”的動(dòng)態(tài)強(qiáng)化特點(diǎn)。不同患者腫瘤的TIC曲線及同一患者腫瘤不同部位的TIC曲線中，其下降幅度不同，觀察發(fā)現(xiàn)，腫瘤邊緣區(qū)域曲線下降幅度較大，對(duì)應(yīng)的偽彩圖上呈高灌注。我們分析這可能與邊緣區(qū)腫瘤血管較豐富有關(guān)，有待進(jìn)一步進(jìn)行病理對(duì)照證實(shí)，這也可能為將來(lái)定向穿刺活檢提供依據(jù)。我們還發(fā)現(xiàn)，在T2*-PWI中少數(shù)肝癌的TIC曲線缺乏特點(diǎn)，相應(yīng)的在灌注偽彩圖上呈相對(duì)高灌注表現(xiàn)，分析可能是由于T2*-PWI對(duì)富血供腫瘤更敏感一些。

3.T2*-PWI對(duì)原發(fā)性肝癌評(píng)估應(yīng)用

T2*-PWI是利用靜脈團(tuán)注順磁性對(duì)比劑通過微血管時(shí)形成的局部磁場(chǎng)不均勻而導(dǎo)致T2*信號(hào)強(qiáng)度的降低來(lái)計(jì)算腫瘤組織的相關(guān)參數(shù)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者[7]運(yùn)用T2*-PWI對(duì)肝細(xì)胞肝癌TACE術(shù)后的血流動(dòng)力學(xué)比較較為常見，在原發(fā)性肝癌治療前評(píng)估方面的研究尚不多。本研究應(yīng)用GRE-EPI序列采集灌注原始圖像，處理后獲得反映腫瘤組織血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的相關(guān)指標(biāo)。研究結(jié)果表明：無(wú)論是反映組織微循環(huán)血容量水平的NEI還是反映組織微循環(huán)血流量水平的MSD，各灌注指標(biāo)在腫瘤感區(qū)和正常肝實(shí)質(zhì)間的差異均有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

4.不足與展望

由于時(shí)間有限，收集的病例數(shù)有限，病種不豐富，該研究結(jié)果不能代替肝臟各種組織來(lái)源的腫瘤的血流動(dòng)力學(xué)特征，有關(guān)這方面的研究還需要進(jìn)一步探討。診斷肝細(xì)胞肝癌的金標(biāo)準(zhǔn)是手術(shù)切除或穿刺活檢，但由于肝癌的手術(shù)切除率較低，且多數(shù)患者確診時(shí)已達(dá)中晚期，故能夠得到病理證實(shí)的病例數(shù)量有限，致使本研究還需大綜病例進(jìn)一步進(jìn)行病理對(duì)照研究。

目前肝臟PWI尚缺乏優(yōu)化的數(shù)學(xué)灌注分析模型，本研究中僅對(duì)肝細(xì)胞癌進(jìn)行了半定量分析。隨著硬件技術(shù)及后處理分析軟件的開發(fā)與應(yīng)用，磁共振灌注成像在肝臟病變方面的臨床應(yīng)用必將有一個(gè)廣闊的發(fā)展前景。

[1]高宗根,呂維富.原發(fā)性肝癌動(dòng)脈化療栓塞術(shù)后血供改變與影像學(xué)評(píng)價(jià).醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2008，18:91-94.

[2]Wang D,Jin B,Lewandowski RJ,et al.Quantitative 4D transcatheter intraarterial perfusion MRI for monitoring chemoembolization of hepatocellular carcinoma.J Magn Reson Imaging,2010,31:1106-1116.

[3]Xu H,Xie JX,Li X,et al.Perfusion-weighted MRI in evaluating the intranodular hemodynamic characteristics of dysplastic nodules and hepatocellular carcinomas in an experimental rat model.J Magn Reson Imaging,2008,27:102-109.

[4]楊秉輝.第四屆全國(guó)肝癌學(xué)術(shù)會(huì)議概況及關(guān)于原發(fā)性肝癌診斷標(biāo)準(zhǔn)及分期問題的討論.中華普通外科雜志,2000,4:45-46.

[5]Lacerda S,Law M.Magnetic resonance perfusion and permeability imaging in brain tumors.Neuroimaging Clin N Am,2009,19:527-557.

[6]王錫臻，王 濱，劉金剛，等.磁共振灌注成像在前列腺癌診斷中的應(yīng)用.國(guó)際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志，2008，31：80-83.

[7]卞讀軍,肖恩華,胡冬煦,等.經(jīng)導(dǎo)管肝動(dòng)脈化療栓塞治療肝細(xì)胞癌前后磁共振灌注成像觀察.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2010,1:89-92.