經肝動脈栓塞消融術治療兔肝癌療效評價中磁共振DWI的應用

錢 亭，陳茂振，高 峰，孟凡華，尹化斌

(復旦大學附屬上海市第五人民醫(yī)院，上海200240)

原發(fā)性肝癌是常見的惡性腫瘤之一，介入治療是不能手術切除的中、晚期肝癌患者的首選治療手段，術后療效評估有多種影像學方法，而磁共振擴散加權成像(DWI)屬于分子影像學的范疇，在肝癌介入治療中的應用越來越受重視［1］。近年來，我們對經肝動脈栓塞消融術(TEA)治療后的兔VX-2肝癌行DWI檢查，旨在探討DWI在TEA治療肝癌療效評價中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 材料 健康新西蘭白兔31只，雌雄不限，體質量2.0～3.0 kg，上海國睿生命科技有限公司提供。VX-2荷瘤兔1只(由上海市第九人民醫(yī)院惠贈，處死后在其后肢外側取出腫塊，并剪成1～2 mm3小塊備用)。鹽酸氯胺酮與陸眠寧Ⅱ按1∶1比例混合。

1.2 兔VX-2肝癌模型制備 將0.2～0.3 mL/kg的鹽酸氯胺酮與陸眠寧Ⅱ混合液肌肉注射麻醉新西蘭白兔，并固定于自制CT檢查架上，采用植入瘤株法建立肝癌模型，CT引導下穿刺種植VX-2瘤株。2周后，MRI檢查示肝內腫瘤呈孤立結節(jié)狀，腫瘤壞死區(qū)直徑＜1/2腫瘤直徑，即為造模成功。結果共建立31例肝癌模型兔，其中18例納入研究，并完成后續(xù)相關檢查;另13只在后續(xù)實驗中因麻醉意外、術中造影劑過量及過敏、導絲折斷、肝固有動脈起源異常等死亡。

1.3 TEA術 所有造模成功的實驗兔全麻、備皮，仰臥位固定于手術臺，腹股溝區(qū)常規(guī)消毒、鋪巾，采用Seldinger法經股動脈穿刺插管，在透視情況下將微導管選擇性插入腹腔干，推注約1 mL造影劑，然后超選擇性插入肝左動脈，再次推注造影劑，以確定微導管的位置及腫瘤血供情況。在透視下先給予0.5 mL的1%利多卡因，然后緩慢推注現配的碘化油、無水乙醇混合劑(LEM)，當看到血流靜止時，停止推注。術后結扎股動脈，保留股深動脈。分層縫合肌肉、皮膚，待清醒后送回飼養(yǎng)處。

1.4 MRI檢查及圖像分析方法 掃描儀器采用1.5 T超導型磁共振掃描儀，膝關節(jié)正交線圈。腹部包繞加壓腹帶，以最大程度減小運動偽影。介入治療當天及治療后1周行MRI檢查。其中，常規(guī)磁共振T1WI采用FSPGR雙回波序列，掃描參數如下:TE 80 ms，TR 900 ms，層數20，層厚3.0 mm，層距0.5 mm，視野20 cm，矩陣128×128，激勵次數1.00; T2WI采用FRFSE抑脂序列:TE 90 ms，TR 3 600 ms，層數20，層厚3.0 mm，層距0.5 mm，視野20 cm，矩陣128×128，激勵次數4.00。在T1WI、T2WI掃描完成后行DWI檢查，DWI采用single shot SE DWIEPI序列，b值取600 s/mm2。具體參數如下:TE 56ms，TR 5 000ms，層數20，層厚3.0mm，層距0.5 mm，視野20 cm，矩陣128×128，激勵次數8.00。掃描結束后，將圖像傳至工作站(GE，ADW4.5)，通過Functool 2軟件包中的ADC選項進入擴散圖像后處理界面。ADC值的測量，包括腫瘤最大層面ADC值及術后病灶不同區(qū)域ADC值的測量。具體方法如下:①腫瘤最大層面ADC值的測量:先瀏覽整組圖像，在最大層面及上下兩層面選取感興趣區(qū)，原則上盡量包括整個腫瘤，盡可能避開血管和膽管走行區(qū)，如腫瘤形態(tài)不規(guī)則，則可手動勾畫ROI，分別測量3次，記錄相應的ADC值并取平均值。ADC值的計算公式為ADC=［ln(Sb高/Sb低)］/(b高-b低)，S1、S2為不同敏感系數(b1、b2)下的信號強度。治療后復查的測量方法同前，盡量保持前后測量層面的一致性。②術后病灶不同區(qū)域ADC值的測量:取腫瘤最大層面及上下兩層面，結合鏡下病理檢查確定病灶的不同區(qū)域，分別為腫瘤中心低信號壞死區(qū)，周圍高信號活性腫瘤區(qū)，腫瘤外緣稍高信號正常肝組織凝固性壞死區(qū)及腫瘤外緣等信號正常肝組織區(qū)。不同區(qū)域ADC值測量與前相同。

1.5 兔肝臟病理檢查 TEA術后1周，MRI檢查完成后處死兔子，取出肝臟組織固定，大體病理觀察肝臟的色澤、形態(tài)、質地及與周圍正常肝組織的分界情況。然后按MRI掃描層面(橫軸面)連續(xù)切開，觀察腫瘤壞死情況，并行HE染色，判斷腫瘤及腫瘤外緣肝組織壞死情況。

1.6 統(tǒng)計學方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件。術前、術后病灶ADC值的變化及術后病灶不同組織區(qū)ADC值的比較采用配對樣本t檢驗。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

TEA術前腫瘤呈橢圓形，在T1WI上呈低信號，邊界尚清;T2WI抑脂上腫瘤呈高信號;DWI(b=600 s/mm2)上瘤灶內可見壞死灶。術后腫瘤體積未見明顯改變，病灶呈現混雜信號，在DWI圖像中，瘤區(qū)中央可見低信號區(qū)，周圍依次見環(huán)形高信號區(qū)、等高信號區(qū)及等信號區(qū)。瘤區(qū)術前、術后ADC值分別為(1.56±0.84)×10-3、(2.15±0.14)×10-3mm2/s，兩者比較P＜0.01。

根據肝臟組織病理變化劃分為腫瘤壞死區(qū)、活性腫瘤區(qū)、正常組織凝固性壞死區(qū)及正常肝組織區(qū)，其ADC值分別為(2.18±0.32)×10-3、(1.50± 0.30)×10-3、(1.86±0.41)×10-3、(2.28±0.35) ×10-3mm2/s，腫瘤壞死區(qū)與活性腫瘤區(qū)、活性腫瘤區(qū)與正常組織凝固性壞死區(qū)及正常肝組織區(qū)、正常肝組織凝固性壞死區(qū)與正常肝組織區(qū)ADC值比較，P均＜0.05。

3 討論

常規(guī)MRI(T1WI、T2WI)中，活性腫瘤組織及壞死組織均表現為T1WI低信號T2WI高信號，不易區(qū)分。DWI作為一種無創(chuàng)性功能成像手段，不僅能從分子水平反映活體組織的空間構成及病理生理狀態(tài)下各組織成分間水分子的交換狀態(tài)，也能提供彌散圖、ADC圖及ADC值，是目前惟一能在活體中探測水分子自由運動的檢查方法，能定性、定量分析組織成分，成為近年來研究的熱點。

文獻［2～5］報道，介入術后瘤區(qū)ADC值較術前升高，源于介入治療后腫瘤組織發(fā)生水腫、變性，甚至壞死，原有的細胞膜崩解，造成局部水分子擴散運動增加，甚至超過正常組織，在DWI上形成不同的信號區(qū)，結合ADC值可判斷治療后腫瘤組織的變化。本實驗結論與文獻報道一致。對兔VX-2肝癌模型的研究［6，7］發(fā)現TEA術后壞死區(qū)ADC值比殘余活性腫瘤區(qū)ADC值高。Kamel等［8］分析了8例肝細胞癌患者TEA術后的影像及病理結果，證實ADC值隨著腫瘤壞死程度的增加而增大。因此，ADC值的測定在評估腫瘤壞死情況中有重要意義。

本實驗中選擇TEA術后1周行MRI檢查，測術后瘤區(qū)ADC值，原因是介入治療早期(0～2 d)模型兔生理狀態(tài)未完全恢復，測得的ADC值易受細胞水腫、組織壞死及術后微循環(huán)重新分布等的影響，使測得的數值不準確［9］。1周時各項指標趨于穩(wěn)定。由于使用無水乙醇與碘油混合劑栓塞腫瘤組織，無水乙醇可破壞血管內皮細胞，在血管內易造成反流，造成對正常肝組織的損壞，如何確認正常肝組織的受損情況成為本實驗的研究目的之一。

實驗結果顯示，術后腫瘤壞死區(qū)與活性腫瘤區(qū)ADC值差別有統(tǒng)計學意義，原因為手術造成腫瘤組織壞死，細胞膜破裂及細胞核溶解，使細胞外間隙增加，水分子擴散不受限，導致ADC值升高［10，11］。術后活性腫瘤區(qū)與正常肝組織ADC值差別有統(tǒng)計學意義，源于活性腫瘤區(qū)細胞結構致密，組織間隙小，水分子擴散受限，因此活性腫瘤區(qū)在DWI上表現高信號，ADC圖上測得的ADC值較低。無水乙醇易引起血管痙攣，部分反流入正常組織，使之發(fā)生凝固性壞死，本實驗測得的反流造成的正常肝組織凝固性壞死與正常肝組織ADC值之間差別有統(tǒng)計學意義，原因為正常肝組織凝固性壞死區(qū)的細胞發(fā)生脫水，自由水分子相對于正常肝組織減少，在DWI上信號稍高于正常肝實質，而ADC值低于正常肝組織。術后活性腫瘤區(qū)與正常肝組織凝固性壞死區(qū)ADC值差別有統(tǒng)計學意義。盡管活性腫瘤區(qū)自由水含量較正常肝組織凝固性壞死區(qū)高，但由于其細胞結構致密，水分子擴散受限，DWI上信號高于正常肝組織凝固性壞死區(qū)，因此ADC圖上測得的ADC值較低。實驗過程中需要注意的一點，伴有出血的壞死區(qū)在DWI可為高信號，因此ADC圖中感興趣區(qū)的選擇要結合常規(guī)T1WI、T2WI。本實驗結果表明，利用DWI中ADC值的測定可在一定程度上鑒別不同組織，與病理結果有較好的一致性。

本實驗存在以下不足:首先，實驗中樣本量不足，會產生一定的偏倚。其次，病理與影像缺乏嚴格的對照，正常肝組織的受損情況缺乏量化指標，文獻［12］稱肝膽特異性對比劑在肝膽特異期可有效評估肝功能受損情況。再次，在與HE染色結果對照時發(fā)現，腫瘤壞死區(qū)與活性腫瘤區(qū)之間、正常肝組織的凝固性壞死區(qū)與正常肝組織之間均存在炎癥反應帶，內見淋巴細胞浸潤及纖維成分，但此反應帶信號與活性腫瘤及正常組織的凝固性壞死信號接近，在DWI及ADC圖上不易區(qū)分。國外有學者通過前瞻性研究分析DWI中各擴散參數，顯示僅有真實擴散系數能有效區(qū)分活性腫瘤區(qū)與纖維成分，其它各參數均不能有效區(qū)分不同組織［13］。

總之，磁共振DWI可初步用于肝癌TEA術后療效評價，TEA術后瘤區(qū)ADC值升高，且腫瘤壞死區(qū)ADC值明顯高于活性腫瘤區(qū)。

［1］肖榮，朱曉黎，劉一之，等.肝動脈化療栓塞聯合動脈內灌注促肝細胞生長素對兔VX2肝癌模型的療效研究［J］.臨床放射學雜志，2011，30(4):582-586.

［2］Kubota K，Yamanishi T，Itoh S，et al.Role of diffusion-weighted imaging in evaluating therapeutic efficacy after transcatheter arterial chemoembolization for hepatocellular carcinoma［J］.Oncology Reports，2010，24(3):727-732.

［3］Chung JC，Naik NK，Lewandowski RJ，et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging to predict response of hepatocellular carcinoma to chemoembolization［J］.World JGastroenterol，2010，16(25):3161-3167.

［4］王化，鄒強，劉佩芳.磁共振彌散加權成像和動態(tài)增強成像對肝癌經導管動脈化療栓塞的療效評價［J］.中國醫(yī)學影像技術，2011，27(4):796-799.

［5］肖運平，肖恩華，羅建光，等.MR擴散成像在肝細胞癌經導管動脈化療栓塞術后療效評價中的價值［J］.中國醫(yī)學影像技術，2008，24(2):270-273.

［6］Geschwind J，Artemov D，Abraham S，et al.Chemoembolization of liver tumor in a rabbit model:assessment of tumor cell death with diffusion-weighted MR imaging and histologic analysis［J］.J Vasc Interv Radiol，2000，11(10):1245-1255.

［7］Deng J，Rhee TK，Sato KT，etal.In vivo diffusion-weighted imaging of liver tumor necrosis in the VX2 rabbitmodel at 1.5 tesla［J］.Invest Radiol，2006，41(4):410-414.

［8］Kamel IR，Bluemke DA，Ramsey D，et al.Role of diffusionweighted imaging in estimating tumor necrosis after chemoembolization of hepatocellular carcinoma［J］.AJR Am J Roentgenol，2003，181(3):708-710.

［9］Yuan YH，Xiao EH，Liu JB，et al.Characteristics and pathologicalmechanism on magnetic resonance diffusion-weighted imaging after chemoembolization in rabbit liver VX-2 tumor model［J］.World JGastroenterol，2007，13(43):5699-5706.

［10］Kamel IR，Liapi E，Reyes DK，et al.Unresectable hepatocellular carcinoma:serial early vascular and cellular changes after transarterial chemoembolization as detected with MR imaging［J］.Radiology，2009，250(2):466-473.

［11］Reyes DK，Vossen JA，Kamel IR，et al.Single-center phaseⅡtrial of transarterial chemoembolization with drug-eluting beads for patients with unresectable hepatocellular carcinoma:initial experience in the United States［J］.Cancer J，2009，15(6):526-532.

［12］Utsunomiya T，Shimada M，Hanaoka J，et al.Possible utility of MRI using Gd-EOB-DTPA for estimating liver functional reserve［J］.JGastroenterol，2012，47(4):470-476.

［13］Wagner M，Doblas S，Daire JL，etal.Diffusion-weighted MR imaging for the regional characterization of liver tumors［J］.Radiology，2012，264(2):464-472.