兔肝VX-2肿瘤磁共振灌注扫描与超声造影增强特征及其时相划分的对比研究

章雅琴 ZHANG Yaqin

何 炜2 HE Wei

李丛蕊1 LI Congrui

张 娟3 ZHANG Juan

廖云杰1 LIAO Yunjie

王 维1 WANG Wei

2.中南大学湘雅三医院超声科 湖南长沙 410013

3.中南大学湘雅医学院生理学系 湖南长沙 410078

兔肝VX-2移植瘤模型是富血供的肿瘤模型，其病理表现及过程类似人类原发性肝癌[1，2]，故在许多实验研究中广泛应用。磁共振灌注加权（MRPWI）能定量分析组织微循环的血流灌注变化，反映肿瘤血流灌注情况，多用来评价兔肝VX-2肿瘤的疗效[3]；而超声造影（CEUS）因其能够实时动态显像也逐渐得到应用[4，5]。本研究旨在比较MR-PWI和CEUS对兔肝VX-2肿瘤的增强显像特征，并对比二者的时相划分特点。

1 材料与方法

1.1 动物模型 清洁级健康新西兰大白兔35只（中南大学湘雅医学院动物学部提供），雌雄不限，体重1.8～2.6kg，平均（2.2±0.5）kg。以3%戊巴比妥钠按1.0ml/kg经耳缘静脉注射麻醉。以8%硫化钠脱去腹部肝区体毛，外用生理盐水洗净，剑突下正中切口，暴露肝左中叶，以眼科镊在肝表面刺一个深约1cm的隧道，压迫止血备用。从VX-2荷瘤兔体内取出有活力的肿瘤组织，用无菌生理盐水漂洗，修剪成约2mm3的组织块。将1～2个修剪好的组织块植入隧道内，肝包膜破口用修剪好的小薄片明胶海绵封堵。然后顺序缝合腹膜、肌层和皮肤。肿瘤植入后饲养兔2～3周即可用于实验。

1.2 瘤体生长监测 术后7d起每天行常规超声检查肿瘤生长情况，包括是否成瘤、肿瘤大小、边界、回声、彩色多普勒血流信号分布等，待瘤体生长至15～20mm时行CEUS和MR-PWI。

1.3 CEUS检查 使用24G静脉留置针置入家兔耳缘静脉内建立血管通路，胶布固定后备用。采用Bracco公司超声造影剂SonoVue，按说明书配制，每次使用剂量为0.2ml/kg，经家兔耳缘静脉通路团注，然后注射2ml生理盐水冲管。

使用 Aloka Prosound α 10 和 Acuson Sequoia 512型彩色多普勒超声诊断仪，浅表探头，频率（7～10）MHz，配备造影成像软件，所有调节参数（深度、聚焦、总增益、TGC等）保持不变，设定机械参数＜0.11，使用1ml注射器行团注同时启动计时器。每只家兔按以下两个切面行CEUS：①首先常规超声扫查至肝门切面，要求至少同时显示门静脉长轴和肝动脉短轴，记录始增时间；②待15min后微泡完全廓清后行第二次CEUS，切面为VX-2肿瘤显示最佳处，观察其增强特征。所有影像均存储于主机硬盘内。CEUS完毕后立即行MR-PWI。

图1 兔肝VX-2肿瘤及周围肝实质MR-TSC曲线（红、黄、绿、蓝分别为腹主动脉、门静脉、肿瘤、肝实质的时间-信号强度曲线）。图2 兔肝VX-2肿瘤及周围肝实质CEUS-TIC曲线（黄线和蓝线分别代表肿瘤和同水平肝实质的时间-强度曲线）

由2名CEUS临床诊断经验丰富的副主任医师采用双盲法分析动态影像资料，利用随机软件绘制肿瘤及周围肝实质的时间-强度曲线（TIC），分析门静脉和肝实质的始增时间和达峰时间。

1.4 MR-PWI检查 每次扫描前兔禁食12h，不禁水。采用德国Siemens 1.5 T超导型MR成像仪，选择膝关节线圈。将麻醉成功的兔取左侧卧位固定于检查床，肝部位置于线圈中央，腹部系腹带并以小沙袋加压，以减少呼吸运动的影响。先行轴位肝常 规 SE T1WI、TSE T2WI平 扫；PWI采 用 Turbo FLASH序列：TR=353ms,TI=181ms,TE=1.05ms，层厚8mm，视野（FOV）=363mm×363mm，每组扫描3s，注药前先平扫5组，共扫描35组，扫描总时间为105s。使用高压注射器于耳缘静脉套管针注射对比剂钆喷替酸葡甲胺（Gd-DTPA）0.2ml/kg，注射流率为1.5ml/s，然后以同样速率注入10ml生理盐水。

扫描结束后由Siemens工作站自带的Mean Curve分析软件导出数据及绘制兴趣区时间-信号强度曲线（TSC）。

1.5 时相划分标准[6，7]分析MR-PWI TSC曲线，将VX-2肿瘤强化达峰时间处定义为A点，将肝实质强化达峰时间处定义为B点，动脉期为自肝动脉开始增强起至A点，门脉期为A-B点，实质期为B点之后（图1）。

分析CEUS TIC曲线，参考CT及MR时相划分方法[6～8]，将VX-2肿瘤增强达峰时间处定义为A点，将肝实质增强达峰时间处定义为B点，结合CEUS声像图，动脉期为自肝动脉开始增强起至A点，门脉期为A-B点，实质期为B点之后（图2）。1.6 统计学方法 采用SPSS 11.5软件进行分析，计量资料以均数±标准差（）表示，MR-PWI和CEUS时相比较采用成组设计资料t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MR-PWI和CEUS增强特征比较 本研究建立动物模型的成功率为100%（35/35），PWI和CEUS的显像成功率均为94.3%（33/35），2只因耳缘静脉细小置管失败而剔除。PWI表现为：33个VX-2肿瘤结节中29个结节磁共振灌注扫描与超声造影具有相似的增强模式，呈“快进快出”改变，具体表现为开始注射造影剂后第5～12秒可见主动脉和肝动脉强化，第9～15秒可见门静脉及其分支强化，肿瘤随主动脉和肝动脉之后快速强化，呈瘤周环形强化，瘤体中心液化坏死部分未见强化，持续3～5s后快速退出呈相对低信号，而周围肝实质随后逐渐强化（图3）；另4个结节呈“快进慢出”改变，即动脉期周边环状强化，强化时间较前述结节延长。

肿瘤切面CEUS显示33个VX-2肿瘤结节均呈“快进快出”改变：团注微泡后第5～9秒可见肿瘤周围先呈“抱球状”高增强，然后迅速整体高增强，共持续3～6s，随后在第8～15秒迅速廓清而呈低增强，瘤周肝实质在14～27s达到最大强化，随后逐渐消退，8～10min内完全消退（图4）。

图3 兔肝VX-2肿瘤层面MR-PWI图像。A.平扫示肿瘤呈低信号（箭）；B.腹主动脉开始强化，肿瘤边缘呈结节状强化（箭）；C.下腔静脉显影，肿瘤边缘进一步强化（箭）；D.肿瘤强化消退（箭），肝实质开始强化，门脉强化明显。图4 兔肝VX2肿瘤层面CEUS图像。A.瘤体快速高增强（白箭）；B.瘤体内造影剂消退（白箭），邻近肝实质开始增强；C.瘤体内造影剂进一步消退（白箭），与肝实质强度差距加大

2.2 MR-PWI和CEUS增强特征时相划分比较MR-PWI和CEUS对兔肝VX-2肿瘤时相划分参数比较见表1。由表1可见，MR-PWI较CEUS各相起始时间均延迟，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

表1 33例兔肝VX2肿瘤CEUS和PWI时相划分比较（）

表1 33例兔肝VX2肿瘤CEUS和PWI时相划分比较（）

3 讨论

兔肝VX-2肿瘤血供丰富，且主要由肝动脉滋养[9]，同人类肝细胞癌具有相似的血供特征[1，2]，故成为肝癌基础研究中最重要、最常用的动物模型之一[10～12]，该模型为肝癌的各类治疗研究提供了可靠、复制周期短且性质均一的基础平台。

磁共振对比剂Gd-DTPA是顺磁性造影剂，属于细胞外间隙对比剂，其在各组织中的分布主要取决于该组织的血供及微血管通透性[13]；而SonoVue是血池性造影剂，不进入血管外间隙，主要反映器官及肿瘤组织的血流灌注状态[14]。本实验结果表明，兔肝VX-2肿瘤磁共振灌注与超声造影表现有一定差异，考虑是由于两种造影剂在人体组织内具有不同的生物学分布特征以及肿瘤自身结构特点不同所致。磁共振灌注检查中4个结节呈“快进慢出”改变，可能是由于有门静脉参与供血，或者肿瘤细胞外间隙较大导致造影剂滞留时间延长所致。而超声造影检查中33个结节均表现为“快进快出”的强化特点，体现了肿瘤由肝动脉供血的血流动力学特征。

本实验结果显示，MR-PWI和CEUS对于兔肝VX-2肿瘤的肝动脉、门静脉和肝实质的起始增强时间不同，后者较前者快（P＜0.05）。结合本课题组前期实验[15]，分析其原因，认为可能同造影剂推注时长及对比剂黏滞度有关。本研究中MR-PWI及CEUS注射造影剂的总量相同（均为0.2ml/kg），但MR-PWI冲管的生理盐水为10ml，CEUS仅为2ml，且CEUS采取手工快速“弹丸式”推注，时间小于1s，故其推注时长小于MR-PWI。MR造影剂较超声微泡造影剂黏滞度明显大，循环时间减慢，推断由于造影剂推注时长及循环快慢的差异，MR-PWI较CEUS慢，造成前者各血管时相到达也较后者慢。

经过前期预实验总结，本研究采用24G静脉留置针置入家兔耳缘静脉内建立血管通路，摸索出这套比较成熟的注射方案，其原因为：①兔耳根部较为粗大的耳缘静脉最大可放置24G静脉留置针，且比较吻合；②若高压注射器速率设置过快，很容易产生压力过高，致使套管脱出而使造影失败；若过慢，则推注时长增大，肿瘤和肝实质强化程度不理想，而1.5ml/s的推注速率适中且成功率高。

本实验运用MR-PWI和CEUS对兔肝VX-2肿瘤的增强特点及时相划分进行了比较，对分析肝脏肿瘤血供特点有很大帮助。

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