MRI多模態定量成像評估肝癌患者肝臟儲備功能的研究進展

陳松 黃澤和

【關鍵詞】 MRI多模態；肝癌；肝臟儲備功能

中圖分類號：R735.7；R445.2?? 文獻標志碼：A?? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2023.02.016

原發性肝癌簡稱肝癌，包括起源于肝細胞的肝細胞癌（hepatic cellular cancer，HCC）、肝內膽管細胞的肝內膽管細胞癌（intrahepatic cholangiocarcinoma cancer，ICC）和肝細胞膽管細胞混合癌（combiend hepatocellular cholangiohepatoma，CHC）［1］。目前世界范圍肝癌發病率排名第六，在所有惡性腫瘤中死亡率高居第三［2］。近年來，盡管肝癌治療領域的研究取得很大進展，肝癌的綜合治療包括肝癌分子學分期的應用、靶向治療和免疫治療等，但外科手術治療仍是早中期肝癌患者的首選治療方案，亦是提高5年生存率的主要途徑［3］。肝功能儲備情況是肝臟手術術前評估的重要指標之一，殘余肝實質儲備功能不全是肝部分切除術后患者肝臟功能衰竭甚至死亡的主要原因之一；因此術前準確地評估患者肝臟儲備功能對手術方案選擇和提高圍手術期安全性具有非常重要的意義［4］。評價肝功能的常用方法是血生化指標和Child-Pugh分級，但其均有局限性［5］。近年來，隨著MR對比劑的發展，肝細胞特異性對比劑逐漸應用于臨床，同時部分學者選擇性加入體素內不相干運動（intravoxel incoherent motion，IVIM）擴散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）或mapping新技術來評價肝臟儲備功能，現對以上MRI技術的研究進展作一綜述。

1 肝細胞特異性對比劑普美顯增強掃描

普美顯（釓塞酸二鈉，Gd-BOPTA）是一種新型磁共振對比劑，具有很高的弛豫效率。其劑量是細胞外對比劑的1/4。普美顯不僅具有細胞外空間對比劑的特性，而且可以通過肝細胞膜表面陰離子通道的轉運進入肝細胞。靜脈注射后，普美顯分布在細胞間隙，可被肝細胞吸收并通過膽道排出。由于肝癌細胞的正常細胞功能受損，腫瘤細胞對普美顯的攝取減少。因此，掃描顯示病灶為低信號、無信號或等信號，與肝實質形成對比，有利于提高診斷敏感性。研究表明，普美顯增強MRI診斷肝癌的敏感性、準確性和特異性明顯高于普通增強MRI，可以提高肝癌的早期診斷效果［6］。在不同的病理學類型下，原發性肝癌的癌細胞組成結構不同，其普美顯的攝取不同，所以經過普美顯MR掃描后在肝膽特異期表現出不同的信號特征，我們可以推測腫瘤的類型，同時還可以根據周圍正常肝實質的強化信號間接提示肝功能情況；因此，普美顯MRI增強掃描不僅可以有效地用于原發性肝癌的診斷，而且有助于評估肝功能。國內李潔等學者研究發現，肝膽期肝實質強化率在輕、中度肝功能損害患者中分布均勻，與肝功能綜合指標、肝功能損害加重有一定相關性，肝細胞對普美顯的攝取減少，肝實質的強化程度降低［7］。因此，測量普美顯增強MRI肝膽期肝葉或全肝實質的信號增強程度可用于間接評估肝功能儲備情況。由于普美顯的應用在我國尚處于初步階段，其具體作用機制和分子機制有待進一步闡明；同時，對肝功能的評價也很難進行直接定量分析。

2 T1 mapping 技術

通過反轉恢復或飽和恢復序列實現的T1 mapping技術最早應用于心臟。目前，臨床上常用的序列大多是由反向恢復（IR）序列發展而來，主要包括look looker（LL）序列和改良look looker反向恢復（MOLLI）序列。LL序列是施加脈沖后在T1弛豫曲線的多個時間點連續采樣。其缺點是受心跳影響大，空間分辨率不高，一次只能采集一層圖像。2004年，MESSROGHLI等人［8］提出了MOLLI序列，該序列的圖像采集過程取決于心率，使用小角度激勵可以減少不同患者心率的影響，其重復性和信噪比高，但缺點是采集時間長。與心臟相比，肝臟的活動范圍很小，掃描時屏住呼吸可以使其保持靜止狀態。因此，肝臟對T1成像技術的要求比心臟低，掃描技術的選擇也更多［9］。目前，大多數肝臟T1標測掃描主要采用簡單、可操作的可變多轉角成像技術［10-12］，它至少需要兩個旋轉角度，具有快速、全肝掃描的優點，可以在短時間內獲得高分辨率的T1MAP圖，是研究肝功能的首選技術。一些研究人員還在多轉角序列后添加B1場，以均勻磁場，從而獲得更準確的T1值；釓塞酸二鈉（GD-EOB-DTPA）增強T1 mapping成像還可用來測量肝臟T1值，通過計算T1減低率來評價肝功能［4］。LIU等［13］提出了肝細胞增強分數（hepatocyte enhancement，HEF）這一概念，就是利用雙室模型和T1 mapping技術來測量增強前后肝細胞對肝臟特異性對比劑GD-EOB-DTPA的攝取程度，以定量評估肝臟功能；這一評價方法相對比較準確；國內學者孟迪等人［14］通過T1 mapping結合肝細胞增強分數來研究肝臟儲備功能的變化，發現普美顯增強掃描20分鐘后利用T1 mapping圖像雙室模型來測量增強前后肝細胞攝取對比劑的速率，以此來進行肝功能評價診斷效能優于其他參數。同時有學者研究發現，T1 mapping對肝纖維化評估有重要價值［15］。

3 T2 mapping 技術

組織的橫向弛豫時間（T2）、縱向弛豫時間（T1）和質子密度（PD）是組織固有的物理參數，在一定的溫度和場強下是恒定的，反映了組織的特性，對病變的研究具有重要意義。目前臨床上使用的加權序列不能直接測量組織的這些特征值，而是通過信號強度間接反映這些特征值。然而，由于受場強、溫度、射頻放大器等硬件設備等諸多技術因素的影響，組織的信號強度并不是絕對不變的，存在較大的波動范圍。T2標測技術是一種定量成像技術，可以克服常規T2加權成像無法量化的缺陷，具有良好的重復性。T2值的定量方法包括多回波自旋回波（spin-echo，SE）序列法、驅動平衡單脈沖T2（driven equilibrium single pulse observation of T2，DESPOT2）觀測法［16］和T2快速捕獲松弛映射法［17］。然而，由于不均勻磁場和射頻脈沖效應的影響，上述兩種方法均無法準確測量組織的T2值，多回波SE序列法仍然被認為是測量T2的標準方法［18-19］。其中，多回波SE序列方法主要分為兩種：第一種是多次單回波自旋回波序列，其具有計算原理簡單的優點，可在不同時間獲得多幅圖像及T2衰減曲線，其缺點是需要較長的重復時間（repetition time，TR）以確保T2的準確性，因此總掃描時間長。長時間的掃描讓患者舒適度下降，難以忍耐配合完成檢查而產生運動偽影，影像圖像信噪比。第二種為多回波自旋回波序列，是目前臨床T2 mapping成像技術的首選方法，在一個TR時間內采集兩個及兩個以上的回波時間（echo time，TE），信噪比較高，采集時間較短。

此外，盡管該技術已得到極大改進，但一系列180°脈沖與層編碼梯度的交叉將導致復雜的刺激回波模式，從而導致T2數據偏移的測量（通常被高估），限制了TE的數量和值選擇，這在高場MRI中更為明顯。為了解決上述問題，模擬回波校正方法（stimulated echo correction，SEC）［20］正逐步得到廣泛應用。它可以模擬非理想180°脈沖在聚焦過程中的相干路徑，從而估計實際弛豫時間，也是目前廣泛使用的一種方法。BASIRI等人［21］在SEC方法的基礎上提出了兩步SEC方法，這是前者的簡化方法。它簡單實用，可以提供更高的精度；研究發現，T2值不僅與炎癥和水腫程度相關，也可以定量測量肝細胞內脂肪沉積的量及范圍［22］。

4 體素內不相干運動

自旋回波平面回波成像（spin echo-echo planar imaging，SE-EPI）是一種常用的彌散脈沖序列，在SE序列的180°RF脈沖前后提供兩個方向相同、強度相等的擴散敏感梯度場。隨著磁共振硬件設備及軟件技術的快速發展，多b值雙指數模型在臨床上得到廣泛研究。IVIM多b值彌散可定量分析水分子的擴散運動和微循環血流灌注；理想情況下，擴散量化以單指數模型為基礎，即Sb/S0=exp（-b）×ADC，b值是測量擴散敏感梯度的參數，Sb和S0分別是具有和不具有擴散梯度的同一元素的相應信號強度；在IVIM的經典理論中，雙指數模型決定了組織信號強度的變化，即Sb/S0=fexp（-BD*）+（1-f）exp（-BD），其中D代表純水分子的擴散運動，屬于擴散系數，單位為mm2/s；D*值屬于假擴散系數，表示血液在體素中的灌注引起的相位，f值表示體素中微循環灌注效應與整體擴散效應的體積比，屬于灌注分數。由此可見，與傳統單指數模型相比較，IVIM-DWI雙指數函數分析具有更準確、更全面評價組織水分子彌散的特點［23］。T2 mapping技術在肝臟中的主要研究方向有肝臟缺血再灌注損傷［24］以及肝纖維化的嚴重程度分級的評估等［25-26］，但是將其運用于肝臟良惡性腫瘤的鑒別研究較少。蘇瑾等人［27］研究發現肝細胞癌雙指數模型D值低于正常肝組織，也低于單指數模型ADC值，如與T2弛豫時間聯合使用可提高肝臟惡性腫瘤的鑒別診斷準確率。

5 小結

在磁共振肝細胞特異性對比劑Gd-BOPTA增強掃描的基礎上，可以使用MRI多模式定量成像技術，并結合術后虛擬殘余肝體積測量來對原發性肝癌患者肝臟儲備功能進行準確評估；也可以對術后患者肝功能的恢復情況進行預判，不僅如此，還可以使用MRI圖像后處理軟件詳細勾勒肝臟腫瘤形態和腫瘤血供，為臨床手術方式的選擇提供參考，減少術中出血和術后肝衰竭的風險。相信經過科研工作者的不懈努力，影像學在肝癌診治中的作用會越來越大，肝癌患者的生存率會越來越高。

參 考 文 獻

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（收稿日期：2022-05-25 修回日期：2022-07-01）

（編輯：潘明志）