介入治疗有效肝癌术后MRI信号的动态定量观测

阳宁静，宋 彬

1 四川省肿瘤医院 影像科(成都 610041)；2 四川大学华西医院 放射科(成都 610041)



·论 著·

介入治疗有效肝癌术后MRI信号的动态定量观测

阳宁静1，宋 彬2

1 四川省肿瘤医院 影像科(成都 610041)；2 四川大学华西医院 放射科(成都 610041)

目的 研究介入治疗有效的较小肝癌，治疗后1年内肿块磁共振成像(MRI)信号变化的规律。方法 纳入肝动脉灌注化疗栓塞术治疗后1年内无复发的肝癌患者43例，共52个病灶，收集其介入治疗前及治疗后1～3个月、 3～6 个月、6～12个月的MRI检查资料，回顾性测量病灶及邻近肝组织的信号强度(signal intensity，SI)值，计算病灶与周围肝组织SI值的相对值(signal intensity ratio，SIR)，分析病灶SI和SIR的动态变化规律。 结果 T1WI脂肪抑制序列平扫及增强三期显示，介入治疗后1～3个月，90.38%(47/52)的病灶SI及SIR值升高，96.15%(50/52)的病灶于治疗后3～6个月升至峰值，介入治疗后6～12个月94.23%(49/52)的病灶SI值及SIR值呈降低趋势。T2WI脂肪抑制序列，98.08%(51/52)的病灶SI和SIR值呈缓慢降低趋势。同时，T1WI、T2WI及T1WI增强三期SI和SIR值比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 较小肝癌介入治疗后1年内，MRI T1WI平扫及动态增强三期SI值与SIR值呈抛物线样变化，T2WI序列呈单向降低变化；SI值及SIR值的动态测量具有定量评价原发性肝癌介入治疗疗效的价值。

肝细胞性肝癌；介入治疗；磁共振；信号强度

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)技术的发展，进一步提高了原发性肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)的检出率，也丰富了HCC介入治疗后随访复查的方法。目前，MRI用于HCC介入治疗疗效评价的研究尚少，为此本研究收集了43例介入治疗有效的HCC患者MRI随访资料，测量其术后1年内不同时间段的磁共振信号强度(signal intensity，SI)值，分析其变化规律，探索MRI定量评估HCC介入治疗疗效的价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2009 年1月至2014年12月在四川省肿瘤医院接受介入治疗的HCC患者43例。纳入标准：1)介入治疗有效；2)术后1～3个月、3～6个月、6～12个月3个时间段均行MRI随访检查。其中男29例，女14例，中位年龄57岁。患者HCC病灶合计52个， 其中肝右后叶病灶39个(75.00%)，肝右前叶病灶6个(11.54%)，肝左内叶病灶5个(9.62%)，肝左外叶病灶2个(3.85%)，所有病灶直径1.9～4.0 cm，平均约2.95 cm。介入治疗手段为经肝动脉灌注化疗栓塞术(transarterial chemoembo-lization，TACE)。

1.2 药物剂量

栓塞剂为液态碘油(5～10 mL)，化疗药物为奥沙利铂(150 mg)及五氟尿嘧啶(1.0 g)。

1.3 MR设备与检查参数

使用SIEMNS AVANTO 1.5T超导磁共振扫描仪，12单元体部阵列线圈，行平扫和多期动态增强扫描(DCE-MRI)，检查前常规禁食、禁水，扫描期间嘱患者屏气，扫描范围自膈顶至肝脏下缘，层厚2.5 mm，层间距1.5 mm，TR=5.53 ms, TE=2.64 ms，FOV=350 mm×256 mm，反转角为70°，矩阵为320×180。平扫采用轴位脂肪抑制序列TSE-T2WI(HASTE，TR=4 200 ms，TE=81 ms)、轴位FLASH-T1WI脂肪抑制序列(FL2D，TR=212 ms， TE=4.75 ms，翻转角=70°)。增强采用高压注射器经肘静脉团状注射钆喷酸葡胺(按0.1 mmol/kg计算总量，注射速度3.0 mL/s)，注射造影剂后11 s准备，14 s开始扫描，连续采集动脉期(DCE-AP)、门静脉期(DCE-PP)、平衡期(DCE-VP)3个时相，扫描方式为腹部容积快速成像(VIBE)脂肪抑制序列(STIR)扫描。

1.4 MRI图像测量分析

由我科两位高年资医师独立阅片，对比分析各时间段HCC病灶的大小、位置、MRI信号表现，形成一致意见后，再利用SIEMNS AVANTO 1.5T磁共振机器自带软件及金盘医疗公司图像软件测量HCC病灶及肝脏组织的SI值，计算每位患者HCC病灶与肝脏组织的SI相对值(signal intensity ratio, SIR)，计算公式为SIR=SI病灶/SI肝脏。测量时兴趣区的选择须避开血管、胆管。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 SI值测量结果

治疗后各时间段，所有患者均未见病灶最大径总和增大20%或出现新病灶的现象。测量52个病灶介入治疗前各扫描序列的SI平均值，分别为：198.0±18.8(T1WI平扫)、242.0±23.1(T2WI平扫)、460.0±24.1(DCE-AP)、401.0±17.1(DCE-PP)、252.0±21.1(DCE-VP)。介入治疗后1～3个月、3～6个月、6～12个月3个时间段T1WI、T2WI、DCE-AP、DCE-PP、DCE-VP图像对应SI值比较，差异均有统计学意义(P<0.001)(表1)。

表1 HCC介入治疗后1年内不同时间段SI值

2.2 SIR值计算结果

患者介入治疗前肝脏组织T1WI 、T2WI脂肪抑制序列平扫的SI值分别为521.0±19.7、186.0±19.8。介入治疗后1～3个月、3～6个月、6～12个月肝脏组织测量结果如下：在T1WI测得的肿瘤SI值分别为525.0±11.5、511.0±13.8、498.0±16.5；在T2WI测得的肿瘤SI值分别为196.0±25.0、184.0±17.0、170.0±14.6；在DCE-AP 测得的肿瘤SI值分别为：293.0±16.6、323.0±11.1、296.0±12.5；在DCE-PP分别为371.0±11.7、391.0±9.3、389.0±10.0；在DCE-VP测得的肿瘤SI值分别为424.0±11.8、485.0±14.1、426.0±14.7。由此计算出HCC病灶的SIR值。HCC介入治疗后1年内不同时间段T1WI、T2WI、DCE-AP、 DCE-PP、DCE-VP图像SIR值比较，差异均有统计学意义(P<0.05)(表2)。

表2 HCC介入治疗后1年内不同时间段SIR值

2.3 SIR值变化趋势分析

T1WI平扫脂肪抑制序列显示，介入治疗后1～3个月，90.38%(47/52)的病灶SIR值开始升高， 96.15%(50/52)的病灶于3～6个月时升至峰值，94.23%(49/52)的病灶于6～12个月时降低；T2WI平扫脂肪抑制序列显示，98.08% (51/52)的病灶SIR值呈单向降低趋势。DCE-AP显示，所有病灶 SIR值在3～6个月时稍增高，然后降低；DCE-PP和DCE-VP显示，98.08%(51/52)的病灶SIR值于3～6个月时升高，随后逐步降低。上述不同扫描序列SIR值变化在MRI图像上表现为灰阶的高低变化(图1)。

图1 HCC介入治疗后1年内随访MRI表现

注：男，72岁，肝右叶顶部原发性HCC介入治疗术后，病灶直径约2.4 cm。A-C:T1WI脂肪抑制平扫；D-F：T2WI脂肪抑制平扫；G-I：T1WI增强动脉期(DCE-AP)。A：介入治疗后1个月，病灶边缘信号开始增高；B：介入治疗后6个月，病灶大部分信号明显增高；C：介入治疗后11个月，病灶中心大部分信号下降，残留边缘少许稍高信号。D：介入治疗后1个月，病灶大部分信号降低；E：介入治疗后6个月，病灶信号全面均匀降低，边缘少许水肿；F：介入治疗后11个月，病灶仍为低信号。G：介入治疗后1个月病灶边缘少许高信号；H：介入治疗后6个月病灶内高信号但无明显强化；I：介入治疗后11个月病灶边缘残留少许高信号，但未见明显强化

3 讨论

TACE是公认的肝癌非手术疗法的首选，肝癌介入治疗术后每1～3个月需要常规进行1次影像学检查，以评估治疗效果，其检查手段主要是增强CT和MRI[1]。MRI检查无电离辐射，具有多序列、多参数成像的特点，在肝癌介入治疗术后随访中的价值更大。对于MRI图像的分析而言，如何进行定量测量是研究热点，也是精准医疗需要关注的问题。

肝癌介入治疗后MRI随访常选择T1WI、T2WI平扫及MRI增强扫描序列，所用参数固定，扫描方法简单，图像质量较为稳定，可同时分析病灶血供状况，其判断病灶残留或复发具有高敏感性及高特异性的优势[2]。在肝癌介入治疗后MRI随访定量研究指标中，SI值反映病灶信号绝对值的高低变化，与图像病灶信号改变呈正比，可比较治疗前后绝对值的细微差别，但增强MRI中肿瘤及周围肝组织SI值测量受对比剂注射剂量、速率、扫描时间的影响。本研究采用SIR相对值来评估，间接反映MRI图像信号改变，更利于反映瘤灶的真实情况。

在测量肿瘤及周围肝实质SI时，兴趣区(ROI)的选择较关键，画取边缘距离病灶边缘不能超过5 mm， 应尽可能大一些，这样包含的信息全面，测量误差小，但并不适合直径大于4 cm以上的肝癌，因为这部分肿瘤易出血、坏死、囊变，形态不规则，边缘侵袭及分叶，易导致测量偏差。根据2013版mRECIST[1]建议的适应症，为尽可能确保MRI信号的均质度较好，纳入病例所有病灶直径均不应超过4 cm。本研究纳入病例符合我国肝癌患者介入治疗适应症。另有研究[3]表明，周围环形强化的HCC侵袭性强，比无动脉早期强化的肝癌进展快，对边缘强化或介入治疗后病灶边缘高温损伤脱水或水肿效应的HCC，ROI不能包含病灶边缘强化信号，需要结合形态学观察再确定ROI勾画的边界。

本研究发现，T1WI平扫及增强序列肿瘤SI值及SIR值在3个月内增高，3～6个月时升至峰值，在随后6～12个月不同程度降低；T2WI序列SI值及SIR值呈单向降低趋势。肿瘤SI值及SIR值变化的病理基础为介入治疗后肿瘤细胞被杀灭，病灶内早期以出血、坏死为主，内含出血性或蛋白性物质[4]，并逐渐向凝固性坏死演变。介入治疗后瘤灶坏死率可达70%，磁共振3D量化技术显示，介入治疗后病灶坏死与组织病理学的相关系数高达0.9657[5]。

T1WI平扫，多数瘤灶于介入治疗后3～6个月内SI及SIR值升至顶点，表现为病灶高信号，其病理基础为瘤灶较小，介入治疗后较早时间点就出现典型凝固性坏死和出血。肝癌凝固性坏死后，自由水含量低，提示介入治疗有效。介入治疗后的肿瘤，此阶段T1WI平扫典型表现为病灶信号增高，T2WI信号降低。少数病灶信号混杂，反映肿瘤坏死不完全，夹杂出血、纤维间隔、胆汁淤积或液化性坏死[6]。另有报道[7]认为，逐渐增高的T2WI序列SI值与小肝癌高生长分数相关，在T1WI序列提示肿瘤生长缓慢，本研究结果与该报道相吻合。

受凝固性坏死所致T1WI平扫信号改变的影响，介入治疗后3～6个月，T1WI加权DCE-AP/PP/VP的SI值及SIR值均升高，以DCE-AP改变最明显。其可能机制为HCC为血供丰富的肿瘤，治疗前、后血供差异大，因此，血管信号强度差异显著。但本研究发现，介入治疗后DCE-VP的SIR值改变相对较小，其原因可能为静脉期周围肝实质SI值增加，病灶治疗后合并充血炎变，门静脉期强化影响了病灶SI值。此外，介入治疗后部分肿瘤残留亦有轻微不均匀强化，可能影响所测SI值，通常随访强化会减弱、消失，但个别病灶6个月后仍可见环形强化，主要是由于坏死组织周围纤维组织增生所致[8]。本研究发现，对于观察肿瘤残存，DCE-AP的SI值及SIR值升高比DCE-PP的SI值及SIR值下降更关键，这与文献[9]一致。最新m-RECIST标准[1]指出，病灶出现强化信息则视为治疗不完全。但术后病灶周围炎性及充血反应致T1WI增强可出现类似强化特征，造成病灶良性强化征象与恶性肿瘤复发不易鉴别[10-12]。研究[13]证明，肝癌肿瘤成分残留将致T1WI呈中等高信号伴动脉期强化，并门静脉期和延迟期持续强化。通过观察增强三期的SI值及SIR值变化较肉眼观察图像信号变化更准确，有助于二者鉴别。我们认为，利用T1WI及T2WI抑脂序列的SI值及SIR值观察凝固性坏死，采用T2WI抑脂序列及DCE-AP的SIR值观察瘤灶复发有较高诊断价值,与文献[14]报道一致。

总之，介入治疗有效的较小HCC，其磁共振T1WI平扫及增强三期的SI值及SIR值在1年内呈抛物线样变化，T2WI序列呈单向降低。此变化规律表明，介入治疗后不同时间段测量SI值及SIR值具有定量评价HCC介入治疗疗效的价值。

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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

A