磁共振T2定量成像技術在腫瘤評價中的應用進展

趙博，史燕杰，孫應實

根據國際癌癥研究機構數據顯示，惡性腫瘤仍是威脅人類健康和生命的重要原因之一[1]。在腫瘤診療中，MRI 是現代醫學成像技術中重要組成部分。MRI在腫瘤定性診斷、腫瘤浸潤程度及療效評估中至關重要。但常規MRI 只能根據腫瘤邊界、信號強度等主觀印象對腫瘤進行分析評價。隨著腫瘤診療模式的精準化，臨床上迫切需要更有效的影像技術和指標對腫瘤進行定量評估。

在MRI中，弛豫時間是描述物質微觀結構和動態過程的重要參數之一。常規T2 加權成像（T2 weighted imaging, T2WI）會受諸多因素及各個參數的權重不同而影響信號強度，常規T2WI圖像無法獲得組織的T2值。T2定量成像（T2 mapping）技術是一種可測量組織T2 值的定量方法，可反映組織中包含質子的絕對弛豫時間，對組織成分和水含量進行標準化評估[2]。與常規T2WI 圖像相比，T2 mapping 可最大限度地減少主觀性，且更容易檢測到組織間的差異[3]。T2 mapping 起初應用于關節軟骨及心肌評價中[3]。現T2 mapping 技術越來越多地應用在不同系統、不同疾病中，近年來也逐步開始在各系統腫瘤研究中應用。

T2 mapping技術中最經典的序列為自旋回波。多次單回波自旋回波（single-echo spin-echo,SESE）是最簡單的序列，該技術在保證其他參數不變的同時，在不同回波時間進行多次采集獲得多幅圖像以生成T2衰減曲線，通過公式計算出T2值。理論上這是最精確的T2值測量方法，但耗時太長，并且信噪比低，對擴散和J-耦合敏感性較高。為降低掃描時間，促進T2 mapping在臨床中的推廣應用，科學家研發不同采集序列，如多回波自旋回波（multi echo spin echo,MESE）序列、穩態自由進動（steady-state free precession,SSFP）序列等。

1 T2 mapping成像介紹

T2 mapping 通過采集不同回波時間的多幅圖像，測量不同回波時間信號強度，計算每個體素的T2 值，并可通過對圖像中每個像素重建生成對應的偽彩圖，以不同顏色編碼進行可視化處理，提高觀察的直觀性及客觀性[4]。

2 T2 mapping技術在腫瘤中的研究現狀

2.1 腫瘤良惡性的鑒別

腫瘤良惡性鑒別對于臨床治療方案的選擇具有重要意義。有學者[5]對乳腺良惡性腫瘤的T2 值進行分析，結果顯示乳腺惡性腫瘤的T2值顯著低于良性腫瘤。Meng等[6]研究顯示閾值為88.3 ms 對乳腺腫瘤良惡性鑒別診斷性能最佳，受試者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲線下面積（area under the curve,AUC）為0.88。

在盆腔腫瘤中，Carter 等[7]對34 例卵巢腫瘤病灶進行全腫瘤T2值分析，結果顯示惡性腫瘤T2值顯著低于良性腫瘤[8]。田士峰等[9]回顧性分析22 例Ⅰ期子宮內膜癌及子宮內膜息肉患者的T2值，結果顯示子宮內膜癌組的T2值小于子宮內膜息肉組。T2 mapping在前列腺中相關研究較多。與正常前列腺組織相比，病變間質和腺組織占比不同導致T2 值不同。多數研究結果均顯示外周帶前列腺癌組織的T2 值顯著低于正常前列腺外周帶組織[10-12]。但在前列腺移行帶中研究結果存在差異。Sabouri等[4]和Mai等[11]研究結果顯示移行帶非惡性腫瘤組織T2 值高于惡性腫瘤組織。而Van Houdt等[13]研究卻顯示移行帶非惡性腫瘤與惡性腫瘤兩組間T2 值存在一定重疊，無明顯差異，原因可能是移行帶前列腺增生高發，減少了T2弛豫時間，使腫瘤組織更難鑒別[14]。而大多數前列腺癌發生在腺體的外周帶，這使定量T2 mapping在前列腺癌診斷中仍具有重要的應用價值。表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient,ADC）值是診斷前列腺癌的重要參數，Hepp等[15]研究發現，T2值在鑒別前列腺癌和慢性前列腺炎方面具有較高的診斷準確性，與ADC 值的表現相當。Wu 等[16]及Lee 等[17]研究表明，與單純T2WI相比，T2WI聯合T2值可進一步提高診斷前列腺惡性腫瘤的敏感性及準確性。并且在男性髖關節假體置換中，因擴散加權成像易受人工髖關節偽影的限制及影響，T2 mapping為髖關節置換術后的患者行前列腺MRI 提供一種有價值的輔助手段，提升圖像質量，提高醫師診斷準確性[18]。

T2 mapping在肝臟、腮腺、眼眶腫瘤及直腸癌淋巴結良惡性鑒別中也有相關研究報道。Cieszanowsk等[19-20]利用2個回波的簡易T2 mapping 成像對肝臟良惡性病灶進行分析，結果顯示惡性腫瘤T2 值明顯低于良性腫瘤，且同時發現其敏感性和準確性高于ADC 值。文寶紅等[21]回顧性分析73 例接受T2 mapping檢查并經手術病理證實的腮腺腫瘤，結果顯示惡性組T2值較良性組低。Zhou 等[22]收集47例實性眼眶腫塊，患者術前行T2 mapping 掃描，經分析表明，眼眶惡性腫瘤T2 值明顯低于良性腫瘤，且AUC 可達0.93。Ge等[23]對直腸非黏液腺癌直腸系膜或直腸上動脈周圍短徑在4～10 mm 的67 個淋巴結進行分析，結果顯示轉移性淋巴結平均T2 值顯著低于未轉移性淋巴結，T2值診斷淋巴結轉移的AUC值為0.99，同時發現診斷效能高于ADC值（AUC=0.72）。

因此，T2 值在鑒別不同部位腫瘤的良惡性中均有一定價值，與常規圖像聯合有望進一步提高診斷效能。惡性腫瘤T2值較良性腫瘤低，可能的原因是與良性腫瘤相比，惡性腫瘤表現為高細胞性，細胞外間隙減小，組織游離水少，從而導致T2值低[23]。

2.2 腫瘤組織病理學特征的預測

腫瘤組織病理學特征是影響患者預后的重要因素。謝佳培等[24]、王佳男等[25]以及Kern 等[26]分別對腦膠質瘤進行分析，研究結果一致，均顯示T2 值在高、低級別膠質瘤兩組間無差異。研究表明膠質瘤分型與患者治療療效及預后相關，IDH基因突變狀態對膠質瘤分型尤為重要。Kern等[26]和Gu等[27]分別對IDH 突變狀態進行研究分析時發現IDH 突變型腫瘤T2 值高于IDH 野生型。目前雖不能根據T2 值來區分高、低級別膠質瘤，但T2值在檢測膠質瘤IDH1基因表型中有潛在的預測價值。

李淑健等[28-29]探索T2值在鑒別宮頸癌病理類型研究中發現，宮頸鱗癌與腺癌之間T2值無差異。但該團隊對58例宮頸鱗癌分析時發現，低分化宮頸鱗癌T2 值低于高分化和中分化宮頸鱗癌，同時發現有淋巴管浸潤患者的T2 值低于無淋巴管浸潤的患者，表明T2 值對于預測宮頸癌病理分級及淋巴管浸潤有一定價值[30]。馬長軍等[31]回顧性分析27例經手術病理證實為子宮內膜樣腺癌患者的T2 mapping 影像資料，根據病理分級、侵襲程度等因素，將患者分為低風險組（ⅠA 期高中分化）和高風險組，其中高風險組10 例，低風險組17 例，結果顯示高風險組的T2值小于低風險組，表明T2 mapping技術有可能為子宮內膜癌患者術前進行風險評估。在前列腺癌中，多數研究[32-33]均顯示隨著Gleason 評分的增加T2 呈下降趨勢，同時Mai等[11]發現T2 值與ADC 值存在一定相關性。表明T2 值在評估前列腺癌侵襲性方面有一定作用。Adams等[34]在腎臟中也發現類似的趨勢，其研究結果顯示低級別腎透明細胞癌T2值明顯高于高級別腎透明細胞癌，AUC可達0.93。

在直腸癌中，黏液腺癌定義為黏液成分＞50%的腺癌。直腸黏液腺癌比非黏液腺癌更容易發生轉移，預后差。Zhang等[35]探索T2 值在鑒別直腸黏液腺癌與非黏液腺癌的研究中發現，黏液腺癌T2 值為（87.9±5.11）ms，非黏液腺癌的T2 值（66.6±6.86）ms，AUC 達0.99，并且讀片者間有較高的一致性（觀察者間一致性：0.99）。

因此，T2 值在預測腫瘤病理特征及侵襲性方面具有潛在臨床價值。黏液成分因含有大量水分子，使T2 值在診斷黏液成分時有客觀量化的潛力。腫瘤分化程度越低或分級越高時腫瘤細胞密度越高，核仁與核質比也越高，細胞外間隙越小以至于所含細胞液越少，這可能是導致低T2值的原因[34]。

2.3 腫瘤浸潤程度及療效評價

腫瘤準確分期是良好預后的基礎。Ghosh 等[36]對2 例子宮內膜癌和1 例子宮腺肌瘤進行分析，發現3 例T2 mapping圖中均可顯示子宮第四肌層，與常規影像相比，研究認為T2 mapping 在判斷子宮內膜癌是否侵犯子宮肌層具有很好的潛力。Wei等[37]以及Yamada等[38]分別對食管癌、直腸癌術后標本進行T2 mapping掃描，結果顯示幾乎所有標本T2 mapping圖中所顯示腫瘤浸潤的深度均與病理相符。表明T2 mapping圖可對腫瘤術前分期提供重要的輔助。

T2 mapping 在腫瘤療效評估中研究較少。Liu 等[39]對26 例接受新輔助治療的乳腺癌患者行T2 mapping 檢查，分別在新輔助治療前及治療后進行兩次掃描，結果顯示新輔助治療前后T2 值差值可以用來評估新輔助治療療效。Tan 等[40]納入35例乳腺癌患者進行分析，在化療前、化療開始后第1、2周期和化療結束后共掃描4次T2 mapping圖像，結果顯示治療后乳腺癌T2值減低，化療第2周期結束后病變T2值與基線T2值的比值可作為早期預測乳腺癌新輔助治療反應的指標。Hattingen等[41]對18例復發性膠質母細胞瘤患者進行分析，結果表明可以通過T2值的變化更早地預測腫瘤進展情況。在直腸癌研究中，Yamada等[38]發現T2值能很好區分纖維化組織和腫瘤組織，這有可能提高腫瘤新輔助治療后療效評價的準確性。

T2 mapping在食管及直腸腫瘤浸潤程度評價中均為離體標本，體內進行T2 mapping 掃描時會受到患者配合程度、呼吸運動以及腸管蠕動等因素干擾而影響圖像質量和觀察。未來應擴大樣本量進行前瞻性的研究，探索T2 mapping 在評估浸潤程度中的真正價值。

現有研究均顯示新輔助治療后腫瘤T2 值降低。其可能原因是隨著新輔助治療腫瘤細胞腫脹，細胞外間隙減少導致T2 值降低。另一種可能原因是腫瘤細胞壞死，細胞中化合物被釋放到細胞外間隙與水分子結合，游離水減少導致T2 值降低[40]。然而關于療效評價的研究較少，T2 值以及其變化值是否在一定程度上可反映腫瘤治療療效尚需進一步證實。

3 小結與展望

綜上所述，T2 mapping作為一種非侵入性MRI定量評估手段，彌補了傳統MRI 主觀性評價的缺點，使評估趨于精準、客觀、穩定，但仍有一些問題亟待優化。T2 mapping成像速度的局限性阻礙了其在臨床中廣泛研究及應用。研究發現組織T2值受場強、序列類型、序列參數等因素影響，提示在研究中應探索同一組織在不同場強、序列類型等情況下T2 值參考范圍及差異，使T2 mapping作為生物標志物具有標準化和再現化。

T2 mapping 技術在許多腫瘤疾病中尚未得到充分研究，且現有研究均為小樣本、單中心。但已有研究表明，T2 mapping 在鑒別腫瘤良惡性、預測腫瘤病理特征、評估腫瘤浸潤以及新輔助治療療效方面均存在巨大潛在價值，未來應對不同疾病進行大樣本、多中心研究。在精準醫療背景下，T2 mapping 獨特的價值將會有廣闊的前景，將會是MRI 多參數成像的重要補充。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。