IVIM-DWI技术对肝细胞肝癌患者TACE治疗后的效果评价*

肖伟，张宏伟，黄丹，陈匡荣，陈泽莉，张莉

(资阳市第一人民医院 肿瘤科，四川 资阳 641300)

原发性肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是起源于肝细胞的恶性肿瘤，发病率和死亡率较高，在我国肿瘤发病率和肿瘤致死病因中分别居于第4位和第3位[1]。多数HCC 患者就诊时已失去手术机会，经动脉化疗栓塞(transarterial chemoembolization，TACE)则是无法行外科手术切除的HCC患者的首选治疗方法，能够尽可能延长患者生存时间、改善生存质量[2]HCC患者经TACE治疗后仍存在进展或复发的风险，因此，早期准确评价术后肿瘤残存及其血供情况、客观评估TACE的疗效，对及时采取进一步治疗措施、提高患者中远期生存率具有重要意义[3]。目前磁共振成像(magnetic resonance image，MRI)已逐渐替代CT成为TACE治疗HCC疗效评估的影像学检查方法，但常规MRI检查主要依据肿瘤形态学变化情况评价疗效[4]；而功能性MRI技术能够从功能学角度先于肿瘤形态学改变判断疗效，其中扩散加权成像(diffused-weighted imaging，DWI)可通过判断病变组织扩散程度评价疗效，其较好的评估效能已经临床证实[5]。近年有研究指出体素内不相干运动扩散加权成像(intra-voxel incoherernt motion diffused-weighted imaging，IVIM-DWI)能够通过定量参数分别评价组织的扩散系数及组织微血管灌注，对肿瘤治疗反应进行判断，评估效能优于DWI，但目前该技术应用主要集中于肝脏肿瘤的良恶性判断，用于疗效评估的研究则较少[6-7]。本研究分析IVIM-DWI评估HCC患者TACE治疗后效果的应用价值，报道如下。

1 对象与方法

1.1 对象

选择2019年1月—2021年1月收治的HCC患者120例。纳入标准：(1)符合《原发性肝癌诊疗规范(2017年版)》[8]诊断标准，经病理学检查确诊；(2)参照《中国肝细胞癌经动脉化疗栓塞治疗(TACE)临床实践指南》[9]内容，符合TACE治疗适应证；(3)无MRI检查禁忌症，治疗前后均可配合研究进行MRI检查；(4)对研究知情同意。排除标准：(1)合并其他恶性肿瘤;(2)无法配合研究进行随访;(3)过敏体质;(4)存在严重呼吸道疾病;(5)有精神病史。

1.2 方法

1.2.1MRI检查 检查仪器为荷兰Philips公司的Achieve1.5T MR扫描仪。检查时间：TACE治疗前1～3 d、TACE治疗后7～10 d各检查1次。检查前，患者常规禁食，并接受呼吸训练指导。扫描序列为屏气横轴位T1WI双回波序列，横轴位T2WI脂肪抑制序列，呼吸触发横轴面IVIM-DWI。扫描参数：(1)TE 2.9 ms，TR 250 ms，矩阵288×192，FOV 34～38 cm，层厚/层间距6.0/0.6 mm，扫描16～22 s；(2)TE 100～130 ms，TR 6 000～7 000 ms，矩阵288×224，FOV 34～38 cm，层厚/层间距6.0/0.6 mm，扫描层数20～24；(3)TE 60.8 ms，TR 3 529 ms，矩阵128×160，FOV 28 cm×34 cm～32 cm×40 cm，层厚/层间距5.0/0.5 mm，b值选择0、10、20、50、100、150、200 s/mm2(采集2次)和400、600、800、1 000、1 200 s/mm2(采集3次)。

1.2.2IVIM-DWI图像处理 将IVIM-DWI数据均导入PHILIPS-ACHIEVA自带的工作站进行处理，采用单指数模型处理生成标准表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图、计算ADC值；再采用双指数模型计算，分别得到慢速表观扩散系数(slow apparent diffusion coefficient，D)、快速表观扩散系数(fast apparent diffusion coefficient，D*)及快速扩散成分所占比例(fraction of fast apparent diffusioncoefficient，f)；结合T2WI脂肪抑制图像勾画病灶内含实性成分最多的最大层面，尽量避开病变含有出血区的层面；手动绘制感兴趣区，同一病灶的所有数据均重复测量3次，取平均值。

1.2.3TACE治疗和疗效评估 参照《中国肝细胞癌经动脉化疗栓塞治疗(TACE)临床实践指南》[9]内容给予患者TACE治疗，治疗药物包括注射用盐酸吡柔比星、注射用奥沙利铂、注射用洛铂、碘化油注射液、明胶海绵颗粒栓塞剂及栓塞微球。治疗后根据HCC疗效评估改良的实体瘤疗效评价标准[10]评价疗效，分为稳定组(完全缓解、部分缓解、疾病稳定)和进展组(疾病进展)。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 患者基线资料及TACE治疗结果

120例患者中男68例、女52例，36～75岁、平均(52.92±10.47)，Child-Pugh肝功能分级为A级82例、B级38例，肿瘤直径3～10 cm、平均(5.62±2.17)cm，病理分级为Ⅰ级56例、Ⅱ级37例、Ⅲ级27例，乙肝病史116例、丙肝病史4例，86例患者甲胎蛋白指标均明显升高。经TACE治疗后，稳定组患者72例、进展组患者48例，两组患者性别、年龄、肿瘤直径、乙肝和丙肝病史比较差异无统计学意义(P>0.05)，病理分级分布比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 稳定组和进展组HCC患者一般资料比较[n(%)]

2.2 TACE治疗前后IVIM参数变化

TACE治疗后，HCC患者ADC、D值水平高于治疗前，D*、f值低于治疗前，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。稳定组患者治疗前的ADC、D值高于进展组，治疗前后的D*和治疗后的f值低于进展组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表2 HCC患者TACE治疗前后IVIM参数变化

表3 TACE治疗前后稳定组和进展组IVIM参数变化

2.3 IVIM参数评估TACE疗效的效能

TACE治疗HCC疗效评估中，治疗前ADC、D*值和治疗后D*、f值评估TACE治疗HCC疗效的曲线下面积分别为0.701、0.759、0.609、0.644，而治疗前联合和治疗后联合评估的曲线下面积为0.809、0.667，治疗前联合评估效能最好。见表4和图1。

表4 IVIM参数评估TACE对HCC疗效的效能

图1 IVIM参数评估TACE疗效的ROC曲线

3 讨论

HCC是富含血管的恶性肿瘤，有丰富的侧支循环及肿瘤多中心起源。HCC患者可通过TACE治疗延长生存期，早期了解TACE治疗后残存肿瘤组织及病灶周围血管再生情况是避免肿瘤复发、转移的关键。但既往临床对其疗效评价主要集中与肿瘤形态学方面的观察，而因TACE治疗后早期未出现形态学改变时，在细胞密度和肿瘤血流灌注方面已经发生变化，故形态学评价无法了解肿瘤功能和活体形态，难以通过检测微血管密度对机体微循环功能等功能学方面的信息进行疗效评价[11-12]。而随着影像学技术的发展，IVIM-DWI技术以DWI为理论基础，能够从功能学角度对病变组织的扩散程度进行评价，目前用于癌症诊断中已显示了良好效能，或可成为HCC患者TACE治疗后早期疗效评价的有效评估工具，但相关研究较少[13-14]。

DWI理论中，毛细血管网中的血流灌注能够增加DWI信号衰减，出现假扩散信号，使DWI反映的细胞生物学信息受到限制。IVIM-DWI则将组织内水分子的无规则运动和毛细血管内的血流灌注分离开，即将组织的真性扩散和假性扩散分离开，分别评估组织的扩散情况和灌注情况，在肿瘤病灶中能够可以反应细胞组织密度和肿瘤血供状态，从而为临床诊治提供定量信息[15]。IVIM-DWI基于单指数模型可获得ADC值，ADC值在肿瘤早期诊断、疗效评价及预后预测总均具有良好应用价值，但其并不单纯反应组织水分子扩散，还受到毛细血管网血流灌注效应的影响，因此存在一定局限性[16]。IVIM-DWI基于双指数模型则可获得D、D*和f值三个定量参数，其中，D值代表单纯的扩散效应，其去除了灌注效应的影响，相较于ADC值更能准确反映组织内水分子的扩散；D*值能够体现毛细血管流速；f值能反映血管生成速度；D*值和f值从毛细血管网的流速和毛细血管容积占比情况分别描述毛细血管网的微循环灌注信息，因此二者具有相同的变化趋势[17-18]。既往研究指出，HCC患者机体出现肿瘤组织后，细胞密度增加，核质比增加，水分子扩散受限，毛细血管血液运动发生异常，存在微循环功能障碍，表现为ADC、D值明显下降，D*值和f值明显增高[19]。而本研究中，患者经TACE治疗后，ADC、D值升高而D*值和f值降低，表明TACE治疗后患者肿瘤病灶水分子扩散受限、微循环功能障碍的情况得到缓解，病灶得到一定控制，IVIM参数变化反映TACE治疗后肿瘤组织处于缺血缺氧状态，局部高浓度的细胞毒作用在杀灭肿瘤细胞时增加了肿瘤细胞的通透性，使大量细胞内液流出，细胞外水分子自由度提高、扩散运动增强，故ADC值、D值升高而D*值和f值降低。进一步分析进展组和稳定组患者参数差异发现，相较于进展组患者，稳定组患者治疗前的ADC、D值更高、治疗前后D*值和治疗后的f值更低，说明术后病情稳定患者，其治疗前后细胞密度和肿瘤血流灌注状况均优于进展患者，这提示术前细胞密度。ROC曲线分析发现，治疗前ADC、D*值和治疗后D*、f值均能够较好评估TACE治疗HCC疗效，但治疗前ADC、治疗后D*评估疗效的特异度均较低，而治疗前参数联合评估、治疗后参数联合评估效能均优于对应单一指标，且以治疗前联合评估效能最佳，这表明HCC患者在TACE治疗前后均可进行IVIM-DWI检查，对疗效进行预测和客观评价。但本研究评估效能结果与朱正等[20]研究结果存在一定差异，可能与患者个体差异及ROI选择不同有关。

综上所述，HCC患者在TACE治疗前后均可进行IVIM-DWI检查，利用IVIM参数进行疗效预测和疗效评价，为后续治疗提供指导。但本研究未涉及超早期指标的检测及相关参数变化值得分析，有待在后续研究中加以分析。