功能性核磁共振铁含量测定在肝癌相关结节鉴别诊断中的应用价值研究*

2020-12-05程祝忠罗红兵许国辉

中国医学装备 2020年11期

张威任静程祝忠周鹏罗红兵许国辉*

肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)是我国常见的恶性肿瘤之一，大多由肝硬化发展而来[1]。多数HCC发现较晚，生存率不高，严重威胁着人类的生命健康，因此，其早期诊断和介入治疗对于改善患者预后，提高生存质量具有重要意义。有研究发现，肝硬化可首先形成再生结节(regenerative nodule，RN)，然后发展为低度不典型性增生结节(low grade dysplastic nodule，LGDN)以及高度不典型增生结节(high grade dysplastic nodule，HGDN)，其经历多个阶段最终演变为早期肝癌[2]。从肝硬化结节进展为HCC，血供从以门静脉为主发展为肝动脉为主，在疾病发展过程中，均伴随具有特征的X射线计算机断层扫描(computed tomography，CT)和磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)表现，其中典型的表现可用于鉴别诊断，但部分结节强化有重叠，给诊断带来一定困难[3]。作为检测肝脏铁沉积金标准[4]的穿刺活检因其有创性，具有一定危险性，且会给患者带来一定痛苦。近年研究发现，肝硬化结节改变过程中铁含量改变早于血供改变[6]。作为顺磁性物质，铁含量变化会改变自旋-晶格弛豫时间(spin-lattice relaxation time，T1)、横向驰豫时间(transverse telaxation time，T2)及自旋-自旋弛豫时间(spin-spin relaxation time，T2*)，因此，可通过借助肝癌相关结节在功能性核磁共振(functional MRI，fMRI)中信号的变化，测定T2(1/R2)、T2*(1/R2*)时间反应肝脏结节内铁含量，从而为肝癌相关结节诊断提供可能。本研究通过利用fMRI检测肝癌相关结节中的铁含量差异，分析fMRI铁含量测定在肝癌相关结节鉴别诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年1-10月四川省肿瘤医院收治的63例行MRI扫描并进行手术治疗的肝癌或肝癌相关结节待诊患者，其中男性43例，女性20例；年龄36～69岁，平均年龄(52.37±10.13)岁。根据病理诊断结果将其分为HCC组(19例)、HGDN组(6例)、LGDN组(9例)和RN组(29例)。患者在年龄、性别一般资料比较无差异，具有可比性。本研究经医院伦理委员会审核通过，所有患者均签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①常规影像学检查提示肝内占位，临床指标符合肝硬化、肝癌诊断标准[6-7]；②身体质量指数(body mass index，BMI)为(18.5～24)kg/m2；③在进行MRI前未进行放化疗。

(2)排除标准：①磁共振检查禁忌症患者；②心、肺功能不全患者；③大量腹水患者。

1.3 仪器设备

采用MAGNETOM Avanto型MRI(德国西门子有限公司)；Trio 3.0T fMRI定量检测肝癌相关结节铁含量仪器设备(德国西门子有限公司)。

1.4 检测方法

(1)铁含量检测：fMRI定量检测肝癌相关结节铁含量。患者检查前禁食4 h，取仰卧位，双臂交叉枕于头后方，行常规腹部MRI平扫，包括T1加权成像(T1weighted image，T1WI)，弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)，T2*WI及磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging，SWI)。根据病变大小、形态，采用手动描绘感兴趣区域(region of interest，ROI)，使用软件测量ROI的T2*值及T2值。其中ROI避开囊变坏死区，放置在病灶最大面积层面。图像小病灶且较模糊时，根据T2脂肪抑制序列位置寻找ROI。图像分析由两位经验丰富的腹部影像诊断放射科医师在影像归档及传输系统(picture archiving and communication systems，PACS)中独立分析，意见不统一时，经讨论达成共识，测量结果取平均值，严格遵守双盲法阅片。对ROI部位结节内铁含量进行量化，计算方法参考文献[8]。

(2)病理学评估：术后获得新鲜肝脏病变组织，取材部位尽量与MRI图像所选ROI部位一致，石蜡包埋、切片常规HE染色，根据染色结果判断肝癌相关结节的病理性质后进行普鲁士蓝染色，根据沉积部位，分为实质性(肝细胞)和间质性(纤维间隔内)。①分级[9]。按照肝实质铁染色标准进行分级，0级为阴性，1级为微量，2级为少量，3级为中量，4级为大量；②评价标准。RN质地均匀，组织形态类似周围肝实质，DN切面灰白、灰黄，组织质地均匀，无明显坏死，LGDN周围无真正包膜，结节内可见多个汇管区，HGDN结节结构较HGDN更加模糊，细胞密度增高，HCC切面灰白，组织质地不均匀，部分出血及坏死，多数肝细胞有不同程度的异型性改变，细胞核着色深，核浆比增大。

1.5 统计学方法

所有数据统计学分析均使用SPSS20.0软件完成。计数资料采用百分数(%)表示，组间比较采用x2检验；计量资料均符合正态分布，以均数±标准差()表示，对数据进行方差齐性检验，方差齐，多组数据比较采用单因素方差分析，行F检验，两组间比较行t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

图1 患者fMRI定量检测

2 结果

2.1 病理学评估

实质内和间质内铁染色分级差异有统计学意义(x2=22.804，x2=13.772；P＜0.05)；HCC组实质性和间质性铁染色分级均较RN组降低，差异有统计学意义(x2=15.827，x2=9.036；P＜0.05)，见表1。

表1 病理学评估结果(例)

2.2 fMRI定量检测肝癌相关结节铁含量

四组患者肝结节内T2、值逐渐延长，铁含量逐渐降低且组间比较差异有统计学意义(F=28.387，F=5.334，F=6.991；P＜0.05)；其余三组与RN组比较(t=2.845，t=6.741，t=8.664，t=2.326，t=2.672，t=3.709，t=4.323；P＜0.05)；HGDN组和HCC组与LGDN组比较(t=2.971，t=4.053，t=3.131；P＜0.05)，见表2；患者fMRI定量检测图像见图1。

表2 fMRI定量检测肝癌相关结节铁含量()

注：①表中*为与RN组比较，P＜0.05，△为与LGDN组比较，P＜0.05；②RN为再生结节，LGDN为低度不典型性增生结节，HGDN为高度不典型增生结节，HCC为肝细胞癌；③Fe为铁含量

2.3 fMRI铁含量检测对RN及HCC结节的鉴别诊断

ROC曲线分析显示，fMRI铁含量检测预测肝硬化良性结节病变RN的灵敏度为88.20%，特异度为75.50%，截断值为219.07，AUC为0.832(95%CI：0.734～0.929，P＜0.05)；fMRI铁含量检测预测HCC结节病变的灵敏度为89.50%，特异度为81.80%，截断值为182.77，AUC为0.915(95%CI：0.847～0.983，P＜0.05)，见图2。

图2 fMRI铁含量检测对肝癌相关结节的鉴别诊断

3 讨论

由肝硬化结节发展到HCC是一个多步骤的癌变过程，其中RN为良性肝硬化结节，LGDN、HGDN为癌前病变，HCC为肝癌。在肝硬化结节向肝癌演变过程中，结节中有大量毛细血管和新生血管形成，导致供血转变，在经典影像学上可见征象，可应用于肝癌结节的鉴别诊断。但由于影像重叠等其他因素，无法根据血供区分HGDN和HCC。有研究发现，肝癌相关结节内铁含量变化贯穿整个肝癌发生、发展过程，可应用功能影像学检测结节内铁含量对肝癌相关结节进行鉴别诊断[10]。

铁是人体必需元素，在人体内以血红蛋白、铁蛋白的形式存在[11]。肝脏作为最重要的铁储存和代谢器官，其病变往往伴随着铁代谢异常。肝硬化患者常出现内源性铁沉积，称为铁沉积结节[12]。因此，通过测量铁沉积在肝脏相关疾病诊断及治疗中具有重要作用。郑永昌等[13]研究显示，在RN和DN内常出现铁沉积，铁沉积结节是严重病毒感染的标志，对其精确诊断具有重要的临床意义。有研究显示，肝癌细胞内铁含量较癌旁组织显著降低。RN及DN均可选择性浓聚铁离子，而HCC失去该能力。Geramizadeh等[14]研究表明，肝炎演变为肝硬化结节过程中，肝脏内有明显的铁沉积，而肝硬化结节发展为HCC的过程中则伴随着明显的铁缺失。本研究病理检测结果显示，HCC组实质性和间质性铁染色分级低于RN组，提示随着病情发展，肝癌相关结节内铁含量降低，与Geramizadeh等[14]研究结果一致，具体机制有待进一步研究。

fMRI基于氧和血红蛋白和去氧血红蛋白对磁场影响不同成像。氧和血红蛋白具有抗磁性，对质子驰豫无影响，而去氧血红蛋白有强顺磁性，可引起局部组织磁场不均匀性，导致质子自旋，缩短T2和T2*，降低其加权像信号[15]。作为顺磁性物质，铁可以引起MRI图像信号变化，Song等[16]研究发现，含铁结节可缩短MRI中T1、T2驰豫时间，在T2*上含铁结节呈低信号。本研究显示，RN、LGDN、HGDN及HCC组间T2、T2*值逐渐延长，铁含量逐渐降低，提示肝癌相关结节内铁含量可能与疾病进展有关，且进一步表明从肝硬化结节发展为HCC是一个多阶段发展的过程。本研究结果显示，LGDN、HGDN及HCC组间T2*值无显著差异，与苏晋等[17]研究结果不符，推测可能是因为患者局部血流运动等因素对T2*值产生影响。ROC曲线分析显示，fMRI铁含量检测预测肝硬化良性结节病变RN的灵敏度为88.20%，特异度为75.50%，截断值为219.07，预测肝癌结节病变的灵敏度为89.50%，特异度为81.80%，截断值为182.77，提示fMRI铁含量检测对于肝癌相关结节鉴别诊断具有一定价值。