磁共振擴散加權成像在肝癌微波消融預后評估中的應用研究

劉鐵芳，藏曉，李萌，胡堅興，張德康，張朝赫

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是全球第五位最常見的惡性腫瘤和第三位的惡性腫瘤死亡病因[1-2]。根治性切除術是肝癌的首選治療策略，然而受到患者肝功能儲備以及部分病灶位置特殊的制約，僅有約20%的患者適合手術切除[3]。微波消融(microwave ablation，MVA)具有熱效率高、可多點消融、重復操作等優勢，可以在原位滅活腫瘤的基礎上最大程度地保留正常肝組織。國內外各大肝癌診療指南也將MVA 作為早期肝癌的一線治療手段之一[4-5]。然而MVA 術后的早期復發依然是臨床中的巨大挑戰。一方面MVA 術后腫瘤及瘤周急性炎癥滲出往往可以模擬腫瘤的增強模式，為消融療效評估帶來巨大挑戰；另外穿刺活檢雖然是MVA 術后療效評估的金標準，但是其有創性使其難以廣泛應用[6]。尋找合適的療效預測因子對改善患者預后及診療決策有著重要意義。擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)通過評估腫瘤內部水分子的布朗運動來反映腫瘤組織結構和生理特性，可以在腫瘤出現宏觀改變前發現腫瘤的微觀異常，同時DWI具有無需對比劑、敏感性高、定量分析等優勢，在肝臟腫瘤的鑒別診斷、病理分級、療效預測方面顯示出了巨大潛能[7-8]。本研究旨在分析DWI 定量參數與肝癌MVA 術后早期復發的相關性，進一步探討DWI在肝癌MVA術后隨訪中的價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

本研究回顧性分析2017年6月至2018年8月解放軍總醫院介入超聲科連續收治的62例穿刺病理診斷為HCC并擬行超聲引導下MVA 患者的臨床及影像資料，男35 例，女27 例，年齡(57.8±3.56)歲。本研究經解放軍總醫院第一醫學中心倫理委員會批準，免除受試者知情同意，批準文號：91859201。納入標準：(1)單個腫瘤最大直徑≤5 cm，或腫瘤結節＜3 個、最大直徑≤3 cm；(2)肝功能Child-Pugh A 或B 級；(3)治療之前未接受過其他腫瘤相關治療；(4)血小板＞50×109/L；(5) MVA前后均行MRI 評估。排除標準：(1)存在門靜脈侵犯或遠處轉移；(2)合并嚴重的心腦血管疾病者；(3)圖像質量不佳，嚴重影響消融前后患者評估的患者；(4)術后未進行規律隨訪。

1.2 MR檢查方法

采用GE signa 3.0 T HDX TWINSP 磁共振掃描系統，掃描前患者禁食水4 h 并訓練呼吸。使用8 通道體部相控陣線圈。MRI 平掃：軸位T2WI、T1WI 脂肪抑制序列，雙回波T1 同反相位以及冠狀位、矢狀位T2WI。DWI 掃描采用平面回波成像(echo planar imaging，EPI)序列，TR：7500 ms，TE：57.5 ms，層厚：6 mm，層間距：2 mm，矩陣：128×128，FOV：420 mm×420 mm，擴散系數b=0、800、1000 s/mm2。動態增強采用LAVA 序列，TR：3.4 ms，TE：1.5 ms，層厚5 mm，翻轉角15°，高壓注射器經肘靜脈注射對比劑(釓噴酸葡胺，濃度0.5 mmol/mL，GE藥業)，劑量為0.2 mL/kg，流速：1.5～2.0 mL/s。連續掃描5 期，每期掃描時間為15 s，分別為蒙片、動脈期(30 s)、門脈期(60 s)、平衡期(100 s)及延遲期(150 s)。

1.3 超聲引導下MVA

儀器：美國GE LOGIQ E9 彩超儀用于穿刺引導定位。微波儀：南京康友ky-2450，內置水循環冷卻系統，可根據水流量控制天線溫度，輸出功率：10～120 W。消融針：ky-2450A。

治療方法：手術在全麻下進行，麻醉起效后通過超聲引導定位，明確腫瘤的位置、大小，確定穿刺點，選擇合理的穿刺路徑。由兩名具有5～10 年MVA 經驗的醫生進行消融，經1%利多卡因局部麻醉后，經彩超引導下經皮穿刺逐級進針，使用18G 活檢針穿刺活檢2～3 條組織行病理檢驗。活檢完成后，在超聲引導下依次將消融針刺入術前規劃好的部位。根據腫瘤的部位、大小、數目等確定輸出功率及消融時間，功率在40～60 W 之間，消融遵循由深到淺、多點消融的原則，其消融范圍要超過腫瘤邊緣0.5～1.0 cm，緊鄰重要器官的腫瘤部分，應用水分離技術在腫瘤與鄰近臟器間注射0.9%生理鹽水進行分離隔熱。保證安全前提下盡可能實現病灶的完全消融。

1.4 MR圖像分析

將DWI 圖像導入GE 后處理工作站，基于Functool 后處理軟件對DWI 圖像進行處理，評估由兩名具有6 年以上腹部MRI閱片經驗的放射科醫師完成，出現分歧后交由第3 位高年資醫師(具有10 年以上診斷經驗)審閱得出。結合T2WI 和增強序列，選擇腫瘤最大層面沿病灶邊緣勾畫感興趣區(region of interest，ROI)，包含腫瘤內部的囊變及壞死，在表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)圖與指數化表觀擴散系數(exponential apparent diffusion coefficient，eADC)圖上得到相應的ADC值與eADC值。

1.5 術后隨訪

患者MVA 術后采取常規保肝、對癥治療措施，術后1 周內行MRI 評估消融療效，如果原病灶內部或周圍仍可見強化，則表明有殘留病灶，患者需再次行MVA 治療，直至病灶完全消失。病灶滅活完全后，隨訪期內每3 個月門診復查腹部增強CT 或增強MRI、肝腎功能、血清腫瘤標志物以了解腫瘤復發情況，若復查發現肝內或肝外出現異常強化灶、腫瘤標記物升高則判定為病情進展，對于在隨訪過程中2 年內出現復發轉移的患者將其視為早期復發轉移。

1.6 觀察指標

觀察指標包括：(1)兩組患者治療前血清腫瘤標志物甲胎蛋白(α-fetoprotein，AFP)表達水平；(2)基于治療前MRI 掃描測得的病灶大小、數目、位置、包膜情況、ADC 值、eADC 值及治療前后ADC值和eADC值的變化(△ADC和△eADC)；(3)基于術前術后的MRI 影像測得的消融后的安全邊界(圖1)；(4)兩組術后進行隨訪記錄的生存率、復發率。

圖1 男，52歲，肝S5段肝細胞癌微波消融術前、后MRI圖。1A：術前T1WI增強圖像顯示S5段類圓形病灶，呈不均勻高增強；1B：術前DWI(b=800 s/mm2)顯示病灶擴散受限；1C：術前ADC 圖中測量ADC 值為1.04×10-3 mm2/s；1D：術前eADC 值1.34；1E～1H：術后T2WI 顯示病灶完全消融，安全邊界＞0.5 cm，規律隨訪9個月時出現局部復發。注：DWI：擴散加權成像；ADC：表觀擴散系數；eADC：指數化表觀擴散系數。

1.7 統計分析

數據分析均采用SPSS 22.0 版本統計學軟件。計量資料采用均數±標準差(xˉ±s)表示，分類資料采用(%)表示；采用獨立樣本t檢驗進行組間比較；等級資料較采用卡方(χ2)檢驗或Fisher 精準概率法。受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評估ADC 與eADC 值預測消融預后的價值。使用Cox 比例風險回歸分析各因素對無進展生存時間的影響。Kaplan-Meier 法繪制生存曲線，采用Log-rank 檢驗比較兩組生存率。以P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 療效及預后評估

入組的62例患者共73個病灶MVA術后MRI復查顯示均達到完全消融。截至末次隨訪，死亡2 例(3.2%)；23 例(37.1%)出現復發轉移，其中局部復發13 例(21.0%)，肝內遠處轉移8 例(12.9%)，遠處轉移2 例(3.2%)；39 例(62.9%)未出現復發轉移。非早期復發轉移組ADC值、△ADC [(1.43±1.52)×10-3mm2/s、(0.28±0.23)×10-3mm2/s]高 于 早 期 復 發 轉 移 組[(1.15±0.94)×10-3mm2/s、(0.25±0.13)×10-3mm2/s]，差異具有統計學意義(P＜0.05)。非早期復發轉移組的eADC值(0.42±0.04)高于早期復發轉移組(0.32±0.04)，差異具有統計學意義(P＜0.05)，見表1。ADC 值預測肝癌MVA 術后復發轉移的ROC 曲線下面積為0.901 (95%CI: 0.87～0.93)，敏感度93.1%，特異度90.6%，最佳界值為1.27×10-3mm2/s；eADC 值預測肝癌MVA 術后復發轉移的ROC 曲線下面積為0.875 (95%CI：0.877～0.911)，敏感度87.9%，特異度89.5%，最佳界值為0.364。

表1 肝癌微波消融后單因素分析

2.2 多因素分析結果

單因素分析顯示，年齡、性別、腫瘤位置、病灶數目、肝硬化病因等差異均無統計學意義(P＞0.05)。Cox多因素比例風險回歸分析顯示，腫瘤最大徑、術前ADC 值＜1.27×10-3mm2/s、eADC 值＜0.364 及術后最小消融安全邊界(minimal ablative margin，MAM)＜0.5 cm 與MVA 術后無進展生存相關，是肝癌MVA術后無進展生存的獨立預測因子，見表2。

表2 肝癌微波消融Cox多因素分析結果

2.3 肝癌MVA術預后影響因素分析

入組的62 例肝癌MVA 術后患者無進展生存時間2.3～45.5 個月，中位時間16.8 個月，分別以ADC=1.27×10-3mm2/s與eADC=0.364為Cut-off值，高ADC值組無進展生存率優于低ADC值組；高eADC值組無進展生存率優于低eADC值組，見圖2。

圖2 肝癌微波消融術后無進展生存分析。2A：高ADC 組與低ADC 組；2B：高eADC 組與低eADC 組。注：ADC：表觀擴散系數；eADC：指數化表觀擴散系數。

3 討論

本研究結果顯示，MVA術前ADC值＜1.27×10-3mm2/s、eADC值＞0.364與肝癌MVA 術后早期復發存在相關性，是肝癌MVA術后早期復發的獨立危險因素，可以作為無創的影像學定量指標預測MVA術后的早期復發。

3.1 本研究的創新及臨床應用價值

消融作為一種治愈性手段，需要獲得病理學完全消融，消融范圍應覆蓋主病灶、微浸潤和衛星灶，一般需要獲得5～10 mm的安全邊界，因此MAM 成為MVA 術后療效及預后評估的重要指標[9]。Joo 等[10]研究表明MAM 是肝癌MVA 術后局部復發的獨立預測指標，然而肝癌MVA 術后復發受多重因素影響。雖然足夠的消融邊界可以大大降低術后腫瘤局部進展的發生，但是術后的肝內與肝外轉移主要與腫瘤的生物學行為以及低效的消融相關，單純依賴MVA 術后MAM 評估消融預后存在局限[11]。Teng 等[12]的研究也指出了MAM 對于MVA 術后的總復發的預測價值依然存在局限。尋找無創的影像學指標對MVA 術后療效進行預測對改善患者預后有著重要意義。高紫紅等[13]研究證明了ADC 和eADC 值可在一定程度上對HCC 的生物學行為進行無創性評估。但是ADC 和eADC 值在肝癌MVA 術后評估評估中的應用價值鮮有報道。本研究的創新之處在于分析了MVA 術前DWI 定量參數ADC 值與eADC 值與符合米蘭標準的HCC 患者MVA 術后早期復發的相關性，探討了ADC 值與eADC 預測肝癌MVA術后早期復發的價值，證明了DWI可以作為一種潛在的補充影像學手段與MAM預測肝癌MVA預后。

3.2 DWI定量參數測量結果分析

MVA 術后MRI 信號改變與腫瘤凝固壞死和炎癥出血改變密切相關，然而對于是否有殘存的瘤組織，常規MRI 圖像上往往無特異性表現；另一方面由于MVA 術后炎癥與肉芽組織的存在，早期復發腫瘤在動態對比增強磁共振成像(dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)中出現典型的廓清表現的也僅占12%[14]，因此，常規MRI與DCE-MRI對肝癌MVA術后局部復發的評估存在一定的局限。DWI 可以在腫瘤出現形態學改變前反映腫瘤微觀功能層面的定量信息，在腫瘤療效早期評價方面具有巨大潛能[15-16]。高紫紅等[13]研究表明基線狀態下的ADC 值與HCC 射頻消融療效有關。本研究顯示復發轉移組的腫瘤最大層面的ADC值與eADC值是肝癌MVA后的獨立預測因子，Hoffmann等[17]的報道也很好地支持了本研究的觀點，基線狀態下低ADC 值與高eADC 值可以反映腫瘤較差的生物學特征，有可能出現延遲復發。本研究顯示治療前復發轉移組的ADC值與△ADC值低于非早期復發轉移組，多因素分析結果顯示消融前AFP、ADC 值、eADC 值與可以作為肝癌MVA 術后早期復發的獨立預測因子。本研究采用最大層面法勾畫ROI以保證ADC值測量的穩定性。Schraml等[18]認為消融區周圍ADC 值對預測早期腫瘤復發具有重要價值，然而其研究的病例數僅為16，同時其ADC 值測量時需要較小的ROI，測量的穩定性還需要進一步論證。本研究結果證明了腫瘤最大層面ADC 值與消融后復發轉移密切相關。大量的研究也表明，ADC 值與腫瘤分化程度及微血管浸潤密切相關[19-20]。因此ADC 值可以反映腫瘤的生物學行為，并用來進行療效及預后評估。當腫瘤侵襲性很強時即使進行了完全消融，腫瘤殘骸內部及邊緣依然有一定的概率殘留一定的活性組織，從而造成延遲復發以及遠處播散。葉衛川等[21]研究表明HCC 射頻消融(radiofrequency ablation，RFA)術后的侵襲性節段復發與術前ADC值有關。Lee等[22]研究也證實了術前ADC值對于術后早期復發的預測作用。

3.3 臨床指標測量結果分析

眾多的研究表明腫瘤大小一般是影響手術的重要因素[23-24]，但是本研究并未證實腫瘤大小對消融預后的預測作用。可能由于本研究中大部分病灶≤3 cm。另一方面本研究也證明了術后MAM＜5 mm 是預后不良的重要因素。消融作為根治性治療手段，足夠的消融安全邊界可以減低MVA 術后復發。Laimer 等[25]研究肯定了術后MAM 在預后評估中的作用，證明了術后MAM 是MVA 術后局部復發的獨立的預測因子。眾所周知AFP是肝癌重要的血清學標志物，AFP與預后的相關性已經被大量研究所證實[26]。基于本研究所得結果，我們建議對消融前AFP 高、消融后MAM＜5 mm 且ADC 值＜1.27×10-3mm2/s、eADC值＜0.364 的患者進行密切臨床和MRI 隨訪。對早期復發轉移風險高的患者盡早進行活檢和補充消融治療。

3.4 局限性與展望

本研究存在一定的局限性。首先，本研究為一項回顧性研究，病例選擇時不可避免存在一定的選擇偏倚；其次，本研究納入病例數相對較少，還需要進行大樣本研究；再次，本研究僅對MVA 術前DWI 的定量參數進行分析，DWI 對于肝癌MVA療效的預測價值還需要大樣本、設計更加完善的前瞻性試驗進行驗證；另外，本研究結論適用于符合米蘭標準的HCC MVA患者，對于＞5 cm巨塊型肝癌的適用性還需進一步探討。

綜上所述，術前ADC 值與eADC 值是早期肝癌MVA 療效與預后的重要預測指標，聯合腫瘤大小和術后MAM對肝癌MVA短期療效與預后評估有著重要意義。

作者利益沖突聲明：全部作者均聲明無利益沖突。