3.0 T MR 經(jīng)導管動脈內(nèi)灌注成像評價不同栓塞方法治療兔VX2 肝腫瘤的栓塞效果

吳安樂，滕飛，林佳，咸玉濤，韓瑞

經(jīng)導管肝動脈化療栓塞（TACE）是治療中晚期肝癌的主要方法[1-3]。通過碘油與化療藥物混合形成乳劑行化療性栓塞術(shù)被稱為常規(guī)經(jīng)動脈化療栓塞術(shù)（C-TACE），載藥微球栓塞（D-TACE）則通過預(yù)先將藥物通過離子交換方式將化療藥物載入微球，再將微球行腫瘤栓塞[4]，過去評價栓塞療效主要通過栓塞術(shù)后30 ～45 d 的增強CT 或MRI 掃描，是臨床上公認的最客觀的評價方法之一[5]。近年來C 臂CT技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于腫瘤的栓塞治療，這一技術(shù)更多應(yīng)用于驗證導管是否準確進入腫瘤供血動脈[6]，目前亟需探索一種新的術(shù)中精確評價栓塞程度的有效方法。為此，本研究開展4D-經(jīng)導管動脈內(nèi)灌注成像（4D-TRIP）研究栓塞術(shù)前（Day0）和栓塞術(shù)后即刻（Day1）腫瘤灌注值變化，旨在探討TACE 聯(lián)合載藥微球栓塞序貫栓塞（S-TACE）治療肝腫瘤栓塞的程度，并研究其病理改變，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 實驗動物及模型制作 采用實驗兔30 只，由復旦大學中山生物醫(yī)學中心實驗動物中心提供，體質(zhì)量2.5 ～3.0 kg，雌雄不限，將預(yù)先3 周前傳代種植VX2 腫瘤株實驗兔麻醉（氯胺酮20 mg/kg，安定針5 mg/kg）后固定于手術(shù)臺上，8%硫化鈉脫毛，逐層游離并切除魚肉狀VX2 腫瘤組織，均勻剪成1 cm3的組織塊備用。所有實驗兔無菌消毒肝區(qū)手術(shù)野，常規(guī)鋪巾，于劍突下約1cm 處作一長約3cm 的上腹正中切口，逐層切開腹壁，暴露肝臟左葉；將備用的1 個瘤塊通過18G穿刺針將組織塊植入肝內(nèi)，隨后用明膠海綿塊封閉，縫合腹壁傷口。待實驗兔復蘇后送回動物房中繼續(xù)飼養(yǎng)，模型制作3 周后分組實驗。本研究經(jīng)復旦大學附屬中山醫(yī)院動物倫理委員會審批通過。

1.2 方法

1.2.1 分組 每組10 只，A 組為碘油栓塞組（CTACE 組），B 組為載藥微球組（D-TACE 組），C 組為碘油栓塞序貫載藥微球栓塞組（S-TACE 組）。

1.2.2 分組治療方案 A組為表阿霉素2 mg/kg+碘油2 ～3 ml；B組為表阿霉素2 mg/kg+微球直徑300～500m；C組為先常規(guī)碘油栓塞，接著載藥微球栓塞，即表阿霉素2 mg/kg+碘油2 ～3 ml+微球直徑300 ～500m，栓塞終點為腫瘤供血動脈血流淤滯或停止。

1.2.3 肝腫瘤供血動脈插管術(shù) 實驗兔麻醉后（氯胺酮20 mg/kg，安定針5 mg/kg），常規(guī)消毒鋪巾，脫毛，切開腹股溝下皮膚，分離出股動脈，眼科剪切開股動脈，置入4F 導管鞘，引入3F 微導管，透視下將微導絲選入腹腔動脈造影，然后將微導管超選擇性插管至左葉肝腫瘤供血動脈內(nèi)。

1.2.4 影像評估 栓塞治療前（Day0）行3.0T MRI常規(guī)序列和4D-TRIP 掃描，掃描完成后根據(jù)分組行栓塞治療；栓塞治療后即刻（Day1）再次行3.0T MRI常規(guī)序列和4D-TRIP 掃描。MRI 設(shè)備為西門子超導3.0 MR核磁共振系統(tǒng)，采用8 通道膝關(guān)節(jié)表面相控陣線圈，為減少呼吸和腸道蠕動偽影，給以呼吸門控技術(shù)輔助掃描。掃描序列包括：（1）三平面定位像；（2）軸位、冠狀位快速自旋回波T2WI；（3）軸位T1WI；（4）軸位DWI+ADC；（5）4DGRE 經(jīng)導管灌注成像序列（4DTRIP-MRI）。對比劑為Gd-DTPA，1ml/kg，0.2ml/s經(jīng)導管注射，持續(xù)時間5 min，掃描參數(shù)見表1。

表1 常規(guī)TIW、T2WI 和TRIP MRI 掃描參數(shù)

1.3 灌注值F 測定 經(jīng)導管動脈灌注分析利用單室模型分析法，即單個供血動脈向腫瘤供血，遵守公式G（tt）=dC（tt）/dt=F [Ca（t）—Cv（t）]，G（tt）代表腫瘤組織攝取對比劑梯度（mmol·ml—1·min—1），Ct（t）代表腫瘤組織；Ca（t）代表動脈血對比劑濃度（mmol/ml），Cv（t）代表靜脈血對比劑濃度（mmol/ml），F(xiàn) 代表灌注血流（ml·min—1·100 g—1），代表腫瘤組織密度（100 g/ml）。假設(shè)對比劑團注首過階段時，Ca（t）無限大于Cv（t），靜脈回流可以忽略不計，此時，公式將被簡化為：Gt（t）=F Ca（t）。所以F可以通過峰值梯度方法計算而得。F =max{Gt（t）}/max{Ca（t）}，max{Gt（t）}代表對比劑最大攝取濃度梯度；max{Ga（t）}代表腫瘤供血動脈對比劑最大濃度，即max{Ga（t）}≈[Gd]注射。將微導管頭端附近供血動脈作為入流動脈，感興趣區(qū)（ROI）選定為腫瘤組織，包括活性強化部分和壞死囊性部分，測定灌注值F 。

1.4 病理分析 栓塞術(shù)后14 d 空氣栓塞處死所有實驗兔，取出腫瘤組織，用10%中性甲醛溶液固定，石蠟包埋腫瘤組織，HE 染色病理觀察。

1.5 統(tǒng)計方法 采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件進行分析，計量資料以均數(shù)±標準差表示，多組比較采用方差分析，栓塞前后比較采用t 檢驗。 P ＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)MR 及TRIP 灌注成像表現(xiàn) MRI 能清楚顯示肝內(nèi)腫瘤，所有實驗兔均接受栓塞前（Day0）和栓塞后即刻（Day1）經(jīng)導管動脈內(nèi)灌注成像檢查，無術(shù)中栓塞死亡。常規(guī)MRI 圖像顯示腫瘤形態(tài)不同，呈圓形、卵圓形、不規(guī)則型等多種形態(tài)，邊界相對清楚，中間有大小不等囊變壞死區(qū)，所有腫瘤均無脈管侵犯和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，無腹水等表現(xiàn)。術(shù)前MRI 可見腫瘤呈T1WI 低信號，T2WI 高信號，DWI 高信號，ADC 圖顯著低信號，見圖1 ～4。術(shù)前4D-TRIP 提示腫瘤動脈期活性部分顯著強化，中間囊變壞死區(qū)無強化，栓塞術(shù)后當天腫瘤強化明顯減弱或無明顯活性強化，見圖5 ～6。3 組栓塞前后灌注值F 差異均有統(tǒng)計學意義（均P ＜0.05），3 組栓塞術(shù)后即刻灌注值F 差異有統(tǒng)計學意義（P ＜0.05），見表2。

圖1 T1WI圖像提示肝左葉腫瘤呈低信號，邊界清晰（箭頭）

圖2 TSE 序列T2WI 圖像提示肝左葉腫瘤內(nèi)混雜高信號（箭頭）

圖3 DWI 圖像（b 500）栓塞術(shù)前DWI 圖像提示腫瘤擴散受限、腫瘤高信號（箭頭）

圖4 ADC圖（b 500）栓塞術(shù)前ADC圖腫瘤顯著低信號（箭頭）

圖5 C 組，栓塞術(shù)前TRIP 可見腫瘤周圍顯著強化而內(nèi)部輕中度強化（箭頭）

圖6 C 組，栓塞術(shù)后即刻TRIP 圖像提示腫瘤栓塞術(shù)后無強化（箭頭）

表2 栓塞前后TRIP 測定F 結(jié)果比較

2.2 組織病理學檢查 所有腫瘤位于肝左葉，無血管侵犯和癌栓形成，A組可見周圍成活腫瘤組織，其內(nèi)可見壞死區(qū)，壞死組織表現(xiàn)為無定型樣物質(zhì)；B組可見散在分布微球影，在被微球栓塞的血管周邊可見大量壞死區(qū)，鏡下仍可見少許灶性殘存腫瘤細胞。C 組內(nèi)可見絕大多數(shù)腫瘤接近完全壞死，少許活性腫瘤細胞主要位于周邊組織。

3 討論

兔VX2 腫瘤是最適合進行介入治療研究的動物實驗?zāi)Ｐ停蒏id 和Rous 通過Shope 乳頭瘤病毒在兔皮膚上誘發(fā)而產(chǎn)生的鱗狀上皮惡性腫瘤，具有生長迅速、侵襲性強、成功率高和富血供等諸多特點[7]，其形態(tài)學和生物學特性與人類癌瘤十分相似，因而是局部治療的良好模型，被廣泛應(yīng)用于介入及其他基礎(chǔ)研究，如TACE 和經(jīng)皮消融等[8-10]。

MR 灌注成像反映對比劑首次通過病灶時的速率和分布特點。當團注對比劑后，由于血管內(nèi)、外，尤其是和間質(zhì)間隙之間存在著很高的濃度差，所以對比劑會發(fā)生單向而快速的彌散，即首過彌散。大約有50%的對比劑經(jīng)首過彌散進入血管外間隙。此后，由于溶質(zhì)再循環(huán)和間質(zhì)間隙積累，對比劑彌散率迅速下降，同時開始出現(xiàn)對比劑洗脫[11]，所以只有首次通過過程中的對比劑分布特點才能反映組織及病灶的微循環(huán)特點，這對MR 灌注成像的時間分辨率提出了較高的要求。以往的研究主要是利用T1WI動態(tài)增強效應(yīng)來間接反映組織的血流灌注狀態(tài)[12]，在時間分辨率方面尚有不足。近年來，有研究報道4D-TRIP MRI技術(shù)可以有效提高TACE治療腫瘤在體評價栓塞準確性[13-16]，如利用TRIP 灌注成像研究不可逆電穿孔治療肝VX2 瘤，TRIP 能鑒別可逆性電穿孔半暗帶和不可逆電穿孔帶，得出TRIP灌注成像不但能即刻顯示不可逆電穿孔術(shù)后肝組織灌注值下降，而且可以清楚區(qū)分不可逆電穿孔術(shù)后可逆區(qū)與不可逆區(qū)，對比劑使用較靜脈動態(tài)增強灌注成像減少60%，且可以術(shù)中監(jiān)測灌注效果，具有顯著優(yōu)勢。本研究采用4D-TRIP 技術(shù)，通過導管動脈途徑給藥，較靜脈途徑給藥所需對比劑更少，更快對比劑流出，減少了MRI 信號飽和；4D 采集時間更快，對病灶血供的判斷更加準確；同時MRI 提供了更優(yōu)越的周圍軟組織對比度和周圍正常肝組織解剖特征，有效解決了時間分辨率不足的弊端，更準確反映腫瘤栓塞前后的灌注值差異。

本研究采用4D-TRIP 研究腫瘤栓塞前后灌注值，經(jīng)肝動脈插管成功后，3 組實驗兔栓塞術(shù)前測定的F 均較高，與腫瘤血管生成機制活躍、腫瘤細胞和活化內(nèi)皮細胞大量釋放VEGF 和HIF- 因子相關(guān)[17-18]。而栓塞術(shù)后即刻（Day1）三種治療方法栓塞后灌注值下降，表明三種不同栓塞方法均能起到栓塞效果，栓塞后即刻C 組較A 組和B 組灌注值下降（P ＜0.05），這提示S-TACE 較C-TACE 和D-TACE腫瘤微血管床更徹底被栓塞。病理組織中A 組可見周圍成活腫瘤組織，其內(nèi)可見壞死區(qū)，壞死組織表現(xiàn)為無定型樣物質(zhì)。B 組可見散在分布微球影，在被微球栓塞的血管周邊可見大量壞死區(qū)，鏡下仍可見少許灶性殘存腫瘤細胞。C 組內(nèi)可見絕大多數(shù)腫瘤接近完全壞死，少許活性腫瘤細胞主要位于周邊組織。這表明S-TACE 治療肝VX2 瘤可以有效阻斷肝VX2 瘤血供，并持續(xù)緩慢釋放高濃度局部化療藥物，短時間內(nèi)殺滅腫瘤細胞，療效較C-TACE 和DTACE 更確切。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明 吳安樂：實驗操作、論文撰寫、修改；滕飛、林佳、咸玉濤、韓瑞：數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計學分析