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        肝臟特異性對(duì)比劑MRI優(yōu)化序列在高風(fēng)險(xiǎn)人群中篩查小肝癌的價(jià)值研究

        2021-11-27 06:07:58王聰郭然師丹丹于長(zhǎng)江周怡然朱紹成
        磁共振成像 2021年9期
        關(guān)鍵詞:肝癌優(yōu)化研究

        王聰,郭然,師丹丹,于長(zhǎng)江,周怡然,朱紹成*

        作者單位:1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院河南省人民醫(yī)院,新鄉(xiāng) 453003;2.河南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,鄭州 450003

        肝細(xì)胞性肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是人類第四大常見(jiàn)癌癥,也是惡性腫瘤死亡相關(guān)的第二大主要原因[1]。腫瘤的分期決定了患者的預(yù)后[2-3],對(duì)肝癌高風(fēng)險(xiǎn)人群進(jìn)行篩查,盡早發(fā)現(xiàn)小肝細(xì)胞性肝癌(small hepatocellular carcinoma,sHCC)是提高生存率最有效的方法。在一項(xiàng)前瞻性隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中,每6個(gè)月對(duì)患者使用血清甲胎蛋白和超聲進(jìn)行一次篩查使肝癌病死率降低了37%[4]。許多國(guó)際組織和協(xié)會(huì)建議對(duì)HCC高風(fēng)險(xiǎn)人群用超聲實(shí)施篩查與監(jiān)測(cè)。然而,超聲對(duì)小肝癌的篩查效果不高,其敏感性低至47%~63%[5],尤其在肥胖、中重度脂肪肝、Child-Pugh B級(jí)患者中可視化差,敏感度更低[6]。因此,急需一種診斷效能高、臨床應(yīng)用方便、安全無(wú)輻射的影像檢查方法用于高風(fēng)險(xiǎn)人群小肝癌的篩查。

        在一項(xiàng)比較超聲、CT和MRI的研究中,三者對(duì)每個(gè)患者檢測(cè)肝癌的敏感度分別為64%、76%和85%[7]。與超聲相比,在肝癌高風(fēng)險(xiǎn)人群中,使用肝臟特異性對(duì)比劑釓塞酸二鈉(Gd-EOB-DTPA)的MRI可提高HCC檢出率,并降低假陽(yáng)性率[8]。與CT和MRI相比,Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI能夠提高HCC檢測(cè)的診斷準(zhǔn)確度(80%、94%、98%)[9],因?yàn)樗歇?dú)特的肝膽特異期(hepatobiliary phase images,HBP),在 注 射Gd-EOB-DTPA 10~20 min后掃描得到的即為肝膽特異期圖像,在HBP中,正常功能的肝實(shí)質(zhì)明顯強(qiáng)化,肝功能減退、正常功能肝細(xì)胞減少或缺乏的病變部分表現(xiàn)為低信號(hào),對(duì)直徑小于20 mm的病變,診斷準(zhǔn)確度提高更顯著[10-11]。不可否認(rèn)的是,全序列Gd-EOB-DTPA MR掃描時(shí)間長(zhǎng),價(jià)格高昂,作為常規(guī)篩查手段性價(jià)比并不高。筆者擬從完整的Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI(complete MRI)中提取部分序列,組成三組不同的優(yōu)化MRI序列(abbreviated MRI,aMRI),評(píng)估三組優(yōu)化序列對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)人群篩查sHCC的診斷效能并作出比較,以期找到高性價(jià)比的sHCC早期篩查技術(shù)。

        1 材料與方法

        1.1 臨床資料及研究對(duì)象

        本研究經(jīng)過(guò)河南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)[批準(zhǔn)文號(hào):(2018)倫審第(69)號(hào)],免除受試者知情同意?;仡櫺苑治霰驹鹤?017年1月至2020年10月因肝臟疾病行Gd-EOB-DTPA MRI檢查的患者資料,納入標(biāo)準(zhǔn):(1)屬于肝細(xì)胞性肝癌高風(fēng)險(xiǎn)人群[中國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO)2019版《原發(fā)性肝癌診療指南》],包括由各種原因引起肝硬化者、HBV/HCV感染、長(zhǎng)期酗酒、非酒精性脂肪性肝炎、食用被黃曲霉毒素污染的食物、有HCC家族史等;(2)在進(jìn)行MRI檢查前未接受任何手術(shù)或放化療;(3)檢查后1個(gè)月內(nèi)行手術(shù)或肝穿刺取得病理結(jié)果。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)已知有原發(fā)肝外惡性腫瘤病史者;(2)嚴(yán)重圖像偽影;(3)任一病變直徑>3 cm者。根據(jù)病理結(jié)果,將患者分為sHCC陽(yáng)性和陰性。符合以上標(biāo)準(zhǔn)的121例患者最終納入本研究,sHCC陽(yáng)性69例,年齡(56.1±8.8)歲;sHCC陰性52例,年齡(46.7±13.1)歲。

        1.2 MRI技術(shù)

        采用美國(guó)GE Discover MR 750 3.0 T磁共振掃描設(shè)備,專用8通道相控陣表面線圈,采集腹部MRI,線圈中心置于劍突水平,掃描范圍覆蓋膈肌至肝臟下緣。被檢者空腹6 h以上并簽署對(duì)比劑注射知情同意書(shū)。采用肝臟特異性對(duì)比劑Gd-EOB-DTPA(普美顯,德國(guó)拜耳醫(yī)藥保健有限公司)經(jīng)肘靜脈用高壓注射器以1.0 mL/s的流速推注,劑量為0.025 mmol/kg。之后,立即注射等量的生理鹽水進(jìn)行沖洗。掃描序列為常規(guī)T1WI(蒙片)、Gd-EOB-DTPA四期增強(qiáng)掃描(動(dòng)脈早期、動(dòng)脈期、門靜脈期、平衡期)、冠位LAVA序列、冠位單次激發(fā)快速自旋回波(SSFSE)序列、軸位T2WI脂肪抑制序列、擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)序列、肝膽特異期序列(注射對(duì)比劑后3 min、5 min、10 min、15 min、20 min)。常規(guī)T1WI及增強(qiáng)掃描采用肝臟快速容積采集成像序列,掃描參數(shù)為TR 3.7 ms,TE 1.7 ms,翻轉(zhuǎn)角11°,矩陣:320×192,F(xiàn)OV 380 mm×304 mm,層厚5 mm。從完整序列的Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)掃描圖像中重建優(yōu)化MRI序列(abbreviated MRI,aMRI)相對(duì)應(yīng)的掃描時(shí)間見(jiàn)表1。

        表1 重建aMRI方案相應(yīng)的掃描時(shí)間(min:s)Tab.1 Scan time for rebuilding aMRI scheme(min:s)

        1.3 圖像分析及處理方法

        所有患者圖像傳送至PACS系統(tǒng)。從完整序列中提取三組優(yōu)化序列圖像,分別是:(1)平掃組(Nc-aMRI),包 括T2WI和DWI序 列 圖 像;(2)增 強(qiáng) 組(Dyn-aMRI),包括蒙片和Gd-EOB-DTPA四期增強(qiáng)(動(dòng)脈早期、動(dòng)脈期、門靜脈期、平衡期)圖像;(3)肝膽期組(HBP-aMRI),包括T2WI、DWI和20 min T1-HBP序列圖像。所有患者三組優(yōu)化序列圖像隨機(jī)分配給2名主治醫(yī)師以上職稱的放射科醫(yī)生,2名醫(yī)生在不了解病理和影像報(bào)告的前提下,獨(dú)立對(duì)每位患者三組優(yōu)化序列圖像進(jìn)行診斷并記錄,診斷結(jié)果不一致時(shí)經(jīng)由第3名高年資放射科醫(yī)生診斷并記錄。將全部最終診斷結(jié)果與金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

        平掃組和肝膽期組,采用超聲肝臟影像報(bào)告與數(shù)據(jù)系統(tǒng)(US Li-Rads)改編的肝癌篩查綜合評(píng)分系統(tǒng)[12]對(duì)患者圖像進(jìn)行評(píng)分:陰性是指無(wú)病變或肯定是良性病變;閾下是指≥1個(gè)結(jié)節(jié)直徑<10 mm;陽(yáng)性是指≥1個(gè)結(jié)節(jié)直徑≥10 mm且不能診斷為肝硬化、囊腫或血管瘤等病變。HCC在各序列的信號(hào)特征:(1)T2WI高信號(hào)病變,提示囊腫或血管瘤的亮信號(hào)除外;(2)DWI病變擴(kuò)散受限,定義為b=0和(或)b=50 s/mm2的DWI上與肝實(shí)質(zhì)相比呈輕度至中度高信號(hào),b=500 s/mm2和(或)b=800 s/mm2處持續(xù)高信號(hào);(3)HBP明顯低信號(hào),與周圍肝實(shí)質(zhì)相比信號(hào)強(qiáng)度降低。當(dāng)≥1個(gè)病變?cè)u(píng)分為陽(yáng)性時(shí),認(rèn)為患者是sHCC陽(yáng)性;當(dāng)未發(fā)現(xiàn)病變或評(píng)分為閾下時(shí),認(rèn)為患者是sHCC陰性。增強(qiáng)組,HCC的影像學(xué)特征[13]為:(1)病灶動(dòng)脈期呈不均勻高信號(hào),門脈期、平衡期廓清;(2)乏血供時(shí)動(dòng)脈期及門脈期呈等或低信號(hào),平衡期呈低信號(hào)。有上述病灶的患者診斷為sHCC陽(yáng)性,否則為sHCC陰性。

        1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

        應(yīng)用SPSS 25.0軟件,采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料。2名醫(yī)生診斷結(jié)果進(jìn)行Kappa一致性檢驗(yàn),根據(jù)《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》第4版(人民衛(wèi)生出版社),Kappa值在0.81~1.00之間,一致性很好;在0.61~0.80之間,一致性較好;在0.41~0.60之間,一致性中等;在0.21~0.40之間,一致性一般;在0~0.20之間,一致性差,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算三組優(yōu)化序列的敏感度、特異度、符合率及其95%置信區(qū)間,使用McNemar檢驗(yàn)比較三組優(yōu)化序列的診斷效能,P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。計(jì)算陽(yáng)性似然比、陰性似然比、約登指數(shù)評(píng)估三組優(yōu)化序列的篩查效果和真實(shí)性。

        2 結(jié)果

        2.1 觀察者間一致性

        經(jīng)Kappa一致性檢驗(yàn),平掃組Kappa=0.808,P<0.001;增 強(qiáng) 組Kappa=0.899,P<0.001;肝 膽 期 組Kappa=0.881,P<0.001,2名醫(yī)生診斷結(jié)果一致性很好(圖1~8)。

        圖1 ~8男,46歲。乙型肝炎肝硬化合并肝癌,病灶位于肝左葉,直徑30 mm。蒙片(圖1 )示稍等T1信號(hào)(箭),增強(qiáng)動(dòng)脈期(圖2 ,3)明顯強(qiáng)化(箭),門脈期(圖4 )及平衡期(圖5 )信號(hào)逐漸減低(箭),軸位T2WI(圖6 ,箭)顯示病灶高信號(hào),擴(kuò)散加權(quán)成像(圖7 )呈中度擴(kuò)散受限(箭),肝膽特異期(圖8 )病灶呈低信號(hào)(箭)。2名醫(yī)生分別在獨(dú)立提取的平掃組、增強(qiáng)組和肝膽期組一致將其正確診斷為肝細(xì)胞性肝癌Fig.1—8 Male,46 years old.Hepatitis B cirrhosis complicated with liver cancer,the focus was located in the left lobe of the liver,the diameter of 30 mm.Mask(fig.1,arrow)showed slightly iso-T1 signal intensity,obvious enhancement in arterial phase(fig.2,3;arrow),gradual decrease in signal intensity in portal vein phase(fig.4,arrow)and equilibrium phase(fig.5,arrow),and high signal intensity in axial T2WI(fig.6,arrow),DWI(fig.7,arrow)showed moderate diffusion limitation,HBP(fig.8,arrow).Hepatocellular carcinoma(HCC)was correctly diagnosed by 2 doctors in the independently extracted Non-contrast group(Nc-aMRI),Dynamic enhancement group(Dyn-aMRI)and hepatobiliary phase group(HBP-aMRI).

        2.2 三組優(yōu)化序列診斷效能的McNemar檢驗(yàn)

        三組優(yōu)化序列最終診斷結(jié)果相較金標(biāo)準(zhǔn)診斷實(shí)現(xiàn)的敏感度、特異度和符合率及其95%置信區(qū)間數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

        表2 三組優(yōu)化序列診斷效能比較(%)Tab.2 Comparison of diagnostic performance of three abbreviated sequences(%)

        2.3 三組優(yōu)化序列的陽(yáng)性似然比、陰性似然比、約登指數(shù)

        具體統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

        表3 三組優(yōu)化序列陽(yáng)性似然比、陰性似然比、約登指數(shù)Tab.3 Comparison of positive likelihood ratio,negative likelihood ratio,youden index of three abbreviated MRI sequences

        3 討論

        3.1 肝臟特異性對(duì)比劑優(yōu)化序列篩查肝細(xì)胞性肝癌的意義

        目前,診斷肝細(xì)胞性肝癌仍以肝臟活檢結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn),但肝活檢是一種有創(chuàng)性檢查,不宜重復(fù),可能造成肝腫瘤播散風(fēng)險(xiǎn),并不適用于高風(fēng)險(xiǎn)人群的篩查[14]。不同學(xué)者提出從全序列Gd-EOB-DTPA MR掃描中提取部分序列作為優(yōu)化方案,Besa等[15]分析了T1WI、T2WI、DWI、HBP圖像單獨(dú)或聯(lián)合應(yīng)用對(duì)肝細(xì)胞性肝癌的診斷效能,結(jié)果表明DWI和HBP圖像對(duì)肝細(xì)胞性肝癌的檢出具有較高的敏感度和陰性預(yù)測(cè)值,與全序列MRI相比成本降低了30.7%~49.0%。Whang等[16]通過(guò)比較平掃序列(T2WI、T1正反相位、DWI、ADC圖)與肝膽期序列(T2WI、20 min T1-HBP、DWI、ADC圖),兩組對(duì)肝細(xì)胞性肝癌表現(xiàn)出相似的診斷效能。先前的研究病例中包括肝癌的早、中、晚期患者,中晚期患者腫瘤體積大,易轉(zhuǎn)移并侵犯各組織器官。因此縮小研究范圍,早期發(fā)現(xiàn)無(wú)癥狀的小肝癌更有利于提高生存率。以往優(yōu)化序列的研究重心僅在于肝膽特異期,未涉及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)期與肝膽期對(duì)肝癌診斷效能的橫向?qū)Ρ?。本研究聚焦小肝癌,設(shè)計(jì)三組不同期相優(yōu)化序列,比較并評(píng)估三組針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)人群篩查小肝癌的應(yīng)用價(jià)值。

        3.2 三組不同優(yōu)化序列篩查小肝癌的意義和價(jià)值

        本研究中,共使用三組優(yōu)化序列,分別是平掃組,增強(qiáng)組,肝膽期組。如表1所示,三組優(yōu)化序列掃描和準(zhǔn)備時(shí)間(min:s)在12:52~14:06之間,一次完整的Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)掃描大約需要40 min,保守估計(jì)未來(lái)如果只進(jìn)行優(yōu)化序列掃描的篩查方案所需時(shí)間與之相比減少一半,如此一來(lái)提高了磁共振儀器的利用率,并為患者和醫(yī)師節(jié)約了大量時(shí)間。平掃組在篩查小肝癌時(shí)敏感度為85.5%,低于肝膽期組,特異度和符合率低于其他兩組(P<0.05)。Park等[17]研究表明,平掃M(jìn)RI較超聲具有更高的敏感度與特異度,本組的結(jié)果與之相符。雖然平掃組對(duì)病變檢出率較其他2組相對(duì)較低,但是其無(wú)需注射對(duì)比劑,不存在與對(duì)比劑相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn),說(shuō)明平掃M(jìn)RI或許有能力作為sHCC備選的篩查方案。

        增強(qiáng)組和肝膽期組敏感度、特異度和符合率均較高,三者在兩組之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。增強(qiáng)組進(jìn)行篩查時(shí)可以獲取HCC在增強(qiáng)過(guò)程中典型的強(qiáng)化圖像,提高診斷特異度,這是平掃組和肝膽期組都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。本研究增強(qiáng)組的特異度90.4%(79.0%~96.8%)略低于以往的研究(94%,91%~96%)[18],這可能與研究人群不同有關(guān)。本研究的入組患者所有病變直徑≤3 cm,包括非HCC病變及良性病變者,這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在其他研究中未被限定。經(jīng)分析,造成增強(qiáng)組假陽(yáng)性的病變大多數(shù)是結(jié)節(jié)性肝硬化,這類病變?cè)谟跋駥W(xué)上的特征與sHCC存在一定的交織,本身就易與之混淆。入組患者病灶小,且良性病變有病理結(jié)果的例數(shù)較少,因而相對(duì)降低了本研究的特異度,在后續(xù)研究中可以開(kāi)展大樣本研究進(jìn)一步提高診斷特異度。若以增強(qiáng)組作為小肝癌的篩查方案,需要在掃描室內(nèi)高壓靜脈推注對(duì)比劑進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像采集,考驗(yàn)患者的憋氣能力,易產(chǎn)生呼吸運(yùn)動(dòng)偽影,是使用時(shí)需要考慮的不足。

        肝膽期組中,由于有肝膽特異期的加持,結(jié)合平掃序列明顯提高了對(duì)小肝癌的診斷效能,Tillman等[19]研究表明,包含肝膽期的優(yōu)化序列對(duì)病變的敏感度與陰性預(yù)測(cè)值更高,本研究結(jié)果與前人[19-21]的研究結(jié)果一致。肝膽期組無(wú)需采集動(dòng)態(tài)圖像,可以一次性注射對(duì)比劑,進(jìn)一步降低成本,方便靜脈注射困難的患者進(jìn)行掃描,有極大的潛力成為全序列MRI的低成本替代方案。本研究中三組MRI優(yōu)化序列的陽(yáng)性似然比分別為3.18、9.51、8.19,陰性似然比0.19、0.09、0.06,約登指數(shù)0.586、0.817、0.827,說(shuō)明三組方案為高風(fēng)險(xiǎn)人群篩查sHCC時(shí)效果較好,真實(shí)性較高。Goossens等[22]研究同樣表明,風(fēng)險(xiǎn)分層的HCC監(jiān)測(cè)策略,即超聲用于低風(fēng)險(xiǎn)組,MRI用于高風(fēng)險(xiǎn)組具有成本效益,并且在所有患者中都優(yōu)于不分層的半年一次的超聲。

        綜上所述,平掃組敏感度較高,為篩查小肝癌提供一定幫助;與平掃組相比,增強(qiáng)組和肝膽期組在小肝癌篩查中表現(xiàn)出更好的診斷效能,對(duì)臨床早期篩查與診斷小肝癌有更高的應(yīng)用價(jià)值。

        3.3 研究的局限與不足

        第一,本研究所有的掃描流程是基于單中心的GE Discover MR750 3.0 T磁共振設(shè)備,使用其他設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的結(jié)果可能與之有出入;第二,本研究人群中sHCC患病率比實(shí)際診療環(huán)境中高,可能會(huì)導(dǎo)致高估優(yōu)化序列的診斷效能;第三,回顧性研究也是缺陷之一,將來(lái)要進(jìn)行前瞻性多中心隨機(jī)對(duì)照研究。

        作者利益沖突聲明:全體作者均聲明無(wú)利益沖突。

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