對比釓塞酸二鈉增強MR檢查中短反轉時間反轉恢復序列與化學位移選擇序列DWI檢出肝細胞癌

蔡健華，王秀彬，陸 健，梁宏偉，張學琴，繆小芬，姜吉峰，丁 丁，杜 圣，黃愛娜

(1.南通大學附屬南通第三醫院影像科，江蘇 南通 226006；2.南通大學附屬醫院影像科, 江蘇 南通 226006)

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是臨床常見且高度惡性的腫瘤。近年來,世界范圍內HCC發病率呈上升趨勢,嚴重威脅人類健康。MR、CT、超聲等影像學檢查對HCC早期診斷起到至關重要的作用[1]。釓塞酸二鈉(gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriaminepentaacetic acid, Gd-EOB-DTPA)作為肝臟特異性MR對比劑越來越多地應用于HCC的MR診斷中。DWI具有較快的掃描速度及良好的圖像對比度、分辨率[2-3]。常規DWI在MR平掃后增強掃描前進行；采用Gd-EOB-DTPA對比劑時，DWI在增強掃描后進行，有利于在保證圖像質量的同時進一步縮短檢查時間[4-7]。短反轉時間反轉恢復(short tau inversion recover, STIR)序列及化學位移選擇(chemical shift selective, CHESS)序列兩種脂肪抑制技術常用于DWI中。目前鮮見有關Gd-EOB-DTPA增強后STIR和CHESS脂肪抑制DWI對HCC檢出價值的對比研究。本研究旨在探討Gd-EOB-DTPA增強MR檢查中STIR與CHESS序列DWI檢出HCC的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2018年11月—2019年3月于南通大學附屬南通第三醫院接受DWI檢查的37例HCC患者的資料，其中男32例,女5例,年齡42～80歲,平均(57.6±9.8)歲。納入標準：①經手術切除或超聲引導下經皮穿刺活檢確診為HCC；②DWI前患者肝臟均未接受過治療，如化療或介入治療等；③DWI序列均包括STIR及CHESS序列，對比劑均采用Gd-EOB-DTPA。排除標準：①既往有肝臟手術史；②合并重度脂肪肝或大量腹腔積液；③肝臟巨塊型或彌漫型占位。

1.2 儀器與方法 采用Philips Achieva 3.0T MR掃描儀,16通道相控陣體線圈。檢查前囑患者禁食4 h，并對患者進行呼吸訓練。檢查時患者取仰臥位,掃描范圍自膈頂至肝下緣。先行MR平掃及常規增強掃描。平掃采用T1W雙回波序列和T2W呼吸觸發脂肪抑制快速自旋回波序列；增強掃描對比劑為Gd-EOB-DTPA(商品名Primovist, Bayer公司)，按0.025 mmol/kg體質量以1.5～2.0 ml/s的速率經外周靜脈團注,注射完畢后以20 ml生理鹽水沖管,而后采用肝臟T1高分辨率各向同性容積激發掃描(T1high resolution isotropic volume excitation, THRIVE)序列分別于對比劑注射后20 s、60 s、180 s及18～20 min行動脈期、門靜脈期、延遲期及肝膽期動態掃描。

表1 HCC患者STIR與CHESS序列肝實質和(或)HCC病灶的ADC值、SNR及CNR

注射Gd-EOB-DTPA后13～15 min,采用自由呼吸模式進行STIR及CHESS序列DWI軸位掃描。掃描參數：b值0、800 s/mm2,層厚7.0 mm,層間距0.7 mm,TR 2 700 ms,TE 54 ms,FOV 375 mm×302 mm,矩陣 124×102,帶寬45.6 HZ,激勵次數4,并行采集因子SENSE 2。STIR序列DWI的TI為260 ms,掃描時間2 min 37 s；CHESS序列DWI的掃描時間為1 min 18 s。

1.3 圖像分析

1.3.1 定量分析 由2名具有8年以上腹部MR診斷經驗的醫師共同閱片,并經協商達成共識。選取ROI并分別測量STIR及CHESS序列DWI圖像中HCC病灶和肝實質的信號強度(signal intensty, SI)、ADC值及相應層面肝實質信號強度的標準差(standard deviation, SD)。對有多個HCC病灶的患者,僅測量最大病灶。ROI放置原則：①如HCC病灶某個序列檢查顯影不明顯,則參考其他可清晰顯示病灶的序列圖像將ROI放置于相應區域；②測量肝實質的SI、SD及ADC值時,分別在肝左外葉、左內葉、右前葉及右后葉放置ROI,每個ROI面積約40～100 mm2； ③注意避開重要血管、偽影區域。并計算STIR及CHESS序列DWI肝實質的SNR及HCC病灶的CNR，SNR肝實質=SI肝實質/SD肝實質；CNRHCC病灶=(SIHCC病灶-SI肝實質)/SD肝實質。

1.3.2 定性分析 由2名同樣具有8年以上腹部MR診斷經驗但未參與定量分析的醫師分別獨立閱片，分析STIR及CHESS序列DWI圖像中HCC病灶的顯示程度及肝臟解剖結構的清晰程度并進行評分。將HCC病灶顯示程度分為1～4分：1分，相對于周圍肝組織呈等信號或腫瘤不可見；2分，相對于周圍肝組織呈稍高信號；3分，相對于周圍肝組織呈中高信號；4分，相對于周圍肝組織呈高信號。將肝臟解剖結構清晰程度分為1～4分：1分，幾乎完全無法辨認肝臟解剖結構；2分，稍可辨認肝臟解剖結構；3分，基本可辨認出肝臟解剖結構；4分，完全清晰顯示肝臟解剖結構。

1.4 統計學分析 采用SPSS 20.0統計分析軟件。先行正態分布性檢驗,符合正態分布的計量資料以±s表示，非正態計量資料以中位數(上下四分位數)表示，計數資料以百分率表示。采用配對樣本t檢驗比較STIR與CHESS-DWI序列間DWI肝實質及HCC病灶SNR、CNR、ADC值的差異；采用Wilcoxon檢驗比較STIR與CHESS序列DWI間HCC病灶顯示程度評分及肝臟解剖結構顯示清晰程度評分的差異。以Kappa檢驗分析不同醫師間評分的一致性,Kappa<0.4為一致性較差,0.4≤Kappa<0.75為一致性中等,Kappa≥0.75為一致性較好。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

STIR及CHESS序列DWI肝實質及HCC病灶的ADC值、肝實質的SNR及HCC病灶的CNR見表1。STIR序列肝實質ADC值及HCC病灶ADC值均明顯低于CHESS序列，且肝實質SNR明顯低于CHESS序列而HCC病灶CNR明顯高于CHESS序列(圖1)，差異均有統計學意義(P均<0.05)。但37例患者中3例HCC病灶CNR表現出相反的趨勢(圖2)。

2名醫師對STIR及CHESS序列DWI圖像中HCC病灶及肝臟解剖結構顯示情況的評分結果見表2、3。2名醫師間HCC病灶顯示程度評分及肝臟解剖結構清晰程度評分的一致性均較好(HCC病灶顯示程度：STIR序列Kappa=0.89，CHESS序列Kappa=0.85；肝臟解剖結構清晰程度：STIR序列Kappa=0.88，CHESS序列Kappa=0.92)。

醫師1對HCC病灶顯示程度的評分結果顯示STIR與CHESS序列間差異有統計學意義[4(4，4)分 vs 3(3，3)分，Z=-4.170,P<0.001]，對肝臟解剖結構清晰程度的評分亦顯示2種序列間差異有統計學意義[1(1，2)分 vs 3(3，4)分，Z=-5.226,P<0.001]。醫師2的HCC病灶顯示程度評分[4(4，4)分 vs 3(2，3)，Z=-3.896，P<0.001]及肝臟解剖結構清晰程度評分[1(1，2)分 vs 3(3，4)，Z=-5.267，P<0.001]同樣顯示STIR與CHESS序列間差異有統計學意義。

STIR序列HCC病灶顯示程度評分多為4分、肝臟解剖結構清晰程度評分多為1分，而CHESS序列HCC病灶顯示程度評分及肝臟解剖結構清晰程度評分均以3分為主。

3 討論

為避免與單次激發平面回波成像(echo planar imaging, EPI)序列相關的化學位移偽影干擾,STIR及CHESS技術已廣泛用于DWI。STIR依賴于脂肪組織相對較短的T1來實現脂肪抑制,所有T1較短的組織信號均被非選擇性地抑制；CHESS通過脂質子和水質子之間固有的化學位移差異,選擇性地抑制脂質子的信號,僅針對脂肪組織，且不依賴于T1。

DWI掃描的b值也可影響到成像效果,常選用高低兩種b值。其中低b值DWI有利于抑制肝內血管信號,可獲得較高的SNR[8]；而通過高b值DWI測量ADC值有助于肝臟良惡性腫瘤的鑒別診斷[8-9]。目前國內多數醫療機構肝臟3.0T MR檢查中DWI通常選用b值為0、800 s/mm2[10-11]，本研究DWI即選用此b值。

表2 2名醫師基于STIR及CHESS序列DWI圖像對HCC病灶顯示明顯程度的評分情況[例(%)，n=37]

表3 2名醫師基于STIR及CHESS序列DWI圖像對肝臟解剖結構清晰程度的評分情況[例(%)，n=37]

圖1 患者男,46歲,肝右葉HCC A.動態增強MR肝膽期圖像HCC病灶表現為低信號； B、C.DWI圖像，STIR序列HCC病灶的CNR為28.29(B)，CHESS序列HCC病灶的CNR為8.16(C) (箭示HCC病灶)

圖2 患者男,80歲,肝左外葉HCC A.動態增強MR肝膽期圖像示HCC病灶呈稍低信號； B、C.HCC病灶(箭)STIR序列呈稍高信號，CNR為22.44(B)，CHESS序列呈高信號，CNR為42.89(C) (箭示HCC病灶)

Gd-EOB-DTPA是一種肝細胞特異性MR對比劑[10-12]。在MR增強掃描肝膽期,肝實質攝取Gd-EOB-DTPA[13-14]從而實現清晰顯像。近年來，已有學者[4-7]對Gd-EOB-DTPA增強MR檢查中CHESS序列DWI對肝腫瘤的診斷價值進行了評估。Saito等[4]研究報道,在1.5T MR、b值取100、800 s/mm2條件下,CHESS序列DWI Gd-EOB-DTPA給藥前和給藥后15 min,HCC病灶與肝實質的SNR、CNR、ADC值并無明顯差異。且Choi等[5]在3.0T MR、b值取0、200、400、800 s/mm2條件下進行DWI,發現Gd-EOB-DTPA增強前與增強后CHESS序列HCC病灶的CNR、ADC值亦無明顯差異。目前關于STIR序列DWI在Gd-EOB-DTPA增強后對肝腫瘤診斷價值的研究較少。本研究結果顯示,Gd-EOB-DTPA增強后STIR序列DWI肝實質SNR和肝臟解剖結構清晰程度均明顯低于CHESS序列，與Brody等[15]的研究結果一致。Gd-EOB-DTPA增強后肝實質在STIR序列圖像中信號下降可由T1弛豫曲線左移來解釋[12]。3.0T場強下，脂肪的T1約為350 ms[16]，根據實際情況，本研究掃描方案中TI設置為260 ms。有研究[10]報道,注射Gd-EOB-DTPA后15 min, 3.0T MR檢查肝實質的T1為(254±32)ms。

Gd-EOB-DTPA的攝取和代謝與肝細胞功能有關。雖然張學琴等[10]通過Gd-EOB-DTPA增強T1 mapping成像獲取肝臟的T1值,發現正常人的肝臟與慢性肝病患者的肝臟在靜脈注射Gd-EOB-DTPA 13～15 min后,T1值并無顯著差異；但嚴重肝功能障礙者由于肝實質不能充分攝取Gd-EOB-DTPA,STIR序列DWI對HCC病灶的顯示作用可能受限制。本研究中,STIR序列HCC病灶的CNR和顯示明顯程度均高于CHESS序列,原因之一可能為嚴重肝功能障礙患者少。本組37例HCC患者有3例STIR序列HCC病灶的CNR和顯示程度低于CHESS序列DWI,其可能與肝膽期增強掃描Gd-EOB-DTPA腫瘤內攝取有關[1,11]。HCC病灶對Gd-EOB-DTPA的攝取取決于有機陰離子轉運多肽(organic anion transporting polypeptide， OATP)B3受體的表達,部分HCC病灶肝膽期表現為等或高信號[1],而在STIR-DWI序列信號丟失。

本研究的局限性：①樣本量較小；②短T1的肝臟病灶(如含有脂肪和含有黑色素的病灶、出血性病灶)的信號在STIR序列DWI也會被抑制。

總之,Gd-EOB-DTPA增強MR檢查中STIR序列DWI HCC病灶的CNR較CHESS序列更高,且對HCC病灶的顯示更明顯。Gd-EOB-DTPA增強后,高b值STIR序列DWI是對肝臟常規MR檢查方案的有力補充,有助于提高HCC的檢出率。