经肝动脉栓塞消融术治疗兔肝癌疗效评价中磁共振DWI的应用

钱 亭，陈茂振，高 峰，孟凡华，尹化斌

(复旦大学附属上海市第五人民医院，上海200240)

原发性肝癌是常见的恶性肿瘤之一，介入治疗是不能手术切除的中、晚期肝癌患者的首选治疗手段，术后疗效评估有多种影像学方法，而磁共振扩散加权成像(DWI)属于分子影像学的范畴，在肝癌介入治疗中的应用越来越受重视［1］。近年来，我们对经肝动脉栓塞消融术(TEA)治疗后的兔VX-2肝癌行DWI检查，旨在探讨DWI在TEA治疗肝癌疗效评价中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 材料 健康新西兰白兔31只，雌雄不限，体质量2.0～3.0 kg，上海国睿生命科技有限公司提供。VX-2荷瘤兔1只(由上海市第九人民医院惠赠，处死后在其后肢外侧取出肿块，并剪成1～2 mm3小块备用)。盐酸氯胺酮与陆眠宁Ⅱ按1∶1比例混合。

1.2 兔VX-2肝癌模型制备 将0.2～0.3 mL/kg的盐酸氯胺酮与陆眠宁Ⅱ混合液肌肉注射麻醉新西兰白兔，并固定于自制CT检查架上，采用植入瘤株法建立肝癌模型，CT引导下穿刺种植VX-2瘤株。2周后，MRI检查示肝内肿瘤呈孤立结节状，肿瘤坏死区直径＜1/2肿瘤直径，即为造模成功。结果共建立31例肝癌模型兔，其中18例纳入研究，并完成后续相关检查;另13只在后续实验中因麻醉意外、术中造影剂过量及过敏、导丝折断、肝固有动脉起源异常等死亡。

1.3 TEA术 所有造模成功的实验兔全麻、备皮，仰卧位固定于手术台，腹股沟区常规消毒、铺巾，采用Seldinger法经股动脉穿刺插管，在透视情况下将微导管选择性插入腹腔干，推注约1 mL造影剂，然后超选择性插入肝左动脉，再次推注造影剂，以确定微导管的位置及肿瘤血供情况。在透视下先给予0.5 mL的1%利多卡因，然后缓慢推注现配的碘化油、无水乙醇混合剂(LEM)，当看到血流静止时，停止推注。术后结扎股动脉，保留股深动脉。分层缝合肌肉、皮肤，待清醒后送回饲养处。

1.4 MRI检查及图像分析方法 扫描仪器采用1.5 T超导型磁共振扫描仪，膝关节正交线圈。腹部包绕加压腹带，以最大程度减小运动伪影。介入治疗当天及治疗后1周行MRI检查。其中，常规磁共振T1WI采用FSPGR双回波序列，扫描参数如下:TE 80 ms，TR 900 ms，层数20，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，视野20 cm，矩阵128×128，激励次数1.00; T2WI采用FRFSE抑脂序列:TE 90 ms，TR 3 600 ms，层数20，层厚3.0 mm，层距0.5 mm，视野20 cm，矩阵128×128，激励次数4.00。在T1WI、T2WI扫描完成后行DWI检查，DWI采用single shot SE DWIEPI序列，b值取600 s/mm2。具体参数如下:TE 56ms，TR 5 000ms，层数20，层厚3.0mm，层距0.5 mm，视野20 cm，矩阵128×128，激励次数8.00。扫描结束后，将图像传至工作站(GE，ADW4.5)，通过Functool 2软件包中的ADC选项进入扩散图像后处理界面。ADC值的测量，包括肿瘤最大层面ADC值及术后病灶不同区域ADC值的测量。具体方法如下:①肿瘤最大层面ADC值的测量:先浏览整组图像，在最大层面及上下两层面选取感兴趣区，原则上尽量包括整个肿瘤，尽可能避开血管和胆管走行区，如肿瘤形态不规则，则可手动勾画ROI，分别测量3次，记录相应的ADC值并取平均值。ADC值的计算公式为ADC=［ln(Sb高/Sb低)］/(b高-b低)，S1、S2为不同敏感系数(b1、b2)下的信号强度。治疗后复查的测量方法同前，尽量保持前后测量层面的一致性。②术后病灶不同区域ADC值的测量:取肿瘤最大层面及上下两层面，结合镜下病理检查确定病灶的不同区域，分别为肿瘤中心低信号坏死区，周围高信号活性肿瘤区，肿瘤外缘稍高信号正常肝组织凝固性坏死区及肿瘤外缘等信号正常肝组织区。不同区域ADC值测量与前相同。

1.5 兔肝脏病理检查 TEA术后1周，MRI检查完成后处死兔子，取出肝脏组织固定，大体病理观察肝脏的色泽、形态、质地及与周围正常肝组织的分界情况。然后按MRI扫描层面(横轴面)连续切开，观察肿瘤坏死情况，并行HE染色，判断肿瘤及肿瘤外缘肝组织坏死情况。

1.6 统计学方法 采用SPSS17.0统计软件。术前、术后病灶ADC值的变化及术后病灶不同组织区ADC值的比较采用配对样本t检验。P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

TEA术前肿瘤呈椭圆形，在T1WI上呈低信号，边界尚清;T2WI抑脂上肿瘤呈高信号;DWI(b=600 s/mm2)上瘤灶内可见坏死灶。术后肿瘤体积未见明显改变，病灶呈现混杂信号，在DWI图像中，瘤区中央可见低信号区，周围依次见环形高信号区、等高信号区及等信号区。瘤区术前、术后ADC值分别为(1.56±0.84)×10-3、(2.15±0.14)×10-3mm2/s，两者比较P＜0.01。

根据肝脏组织病理变化划分为肿瘤坏死区、活性肿瘤区、正常组织凝固性坏死区及正常肝组织区，其ADC值分别为(2.18±0.32)×10-3、(1.50± 0.30)×10-3、(1.86±0.41)×10-3、(2.28±0.35) ×10-3mm2/s，肿瘤坏死区与活性肿瘤区、活性肿瘤区与正常组织凝固性坏死区及正常肝组织区、正常肝组织凝固性坏死区与正常肝组织区ADC值比较，P均＜0.05。

3 讨论

常规MRI(T1WI、T2WI)中，活性肿瘤组织及坏死组织均表现为T1WI低信号T2WI高信号，不易区分。DWI作为一种无创性功能成像手段，不仅能从分子水平反映活体组织的空间构成及病理生理状态下各组织成分间水分子的交换状态，也能提供弥散图、ADC图及ADC值，是目前惟一能在活体中探测水分子自由运动的检查方法，能定性、定量分析组织成分，成为近年来研究的热点。

文献［2～5］报道，介入术后瘤区ADC值较术前升高，源于介入治疗后肿瘤组织发生水肿、变性，甚至坏死，原有的细胞膜崩解，造成局部水分子扩散运动增加，甚至超过正常组织，在DWI上形成不同的信号区，结合ADC值可判断治疗后肿瘤组织的变化。本实验结论与文献报道一致。对兔VX-2肝癌模型的研究［6，7］发现TEA术后坏死区ADC值比残余活性肿瘤区ADC值高。Kamel等［8］分析了8例肝细胞癌患者TEA术后的影像及病理结果，证实ADC值随着肿瘤坏死程度的增加而增大。因此，ADC值的测定在评估肿瘤坏死情况中有重要意义。

本实验中选择TEA术后1周行MRI检查，测术后瘤区ADC值，原因是介入治疗早期(0～2 d)模型兔生理状态未完全恢复，测得的ADC值易受细胞水肿、组织坏死及术后微循环重新分布等的影响，使测得的数值不准确［9］。1周时各项指标趋于稳定。由于使用无水乙醇与碘油混合剂栓塞肿瘤组织，无水乙醇可破坏血管内皮细胞，在血管内易造成反流，造成对正常肝组织的损坏，如何确认正常肝组织的受损情况成为本实验的研究目的之一。

实验结果显示，术后肿瘤坏死区与活性肿瘤区ADC值差别有统计学意义，原因为手术造成肿瘤组织坏死，细胞膜破裂及细胞核溶解，使细胞外间隙增加，水分子扩散不受限，导致ADC值升高［10，11］。术后活性肿瘤区与正常肝组织ADC值差别有统计学意义，源于活性肿瘤区细胞结构致密，组织间隙小，水分子扩散受限，因此活性肿瘤区在DWI上表现高信号，ADC图上测得的ADC值较低。无水乙醇易引起血管痉挛，部分反流入正常组织，使之发生凝固性坏死，本实验测得的反流造成的正常肝组织凝固性坏死与正常肝组织ADC值之间差别有统计学意义，原因为正常肝组织凝固性坏死区的细胞发生脱水，自由水分子相对于正常肝组织减少，在DWI上信号稍高于正常肝实质，而ADC值低于正常肝组织。术后活性肿瘤区与正常肝组织凝固性坏死区ADC值差别有统计学意义。尽管活性肿瘤区自由水含量较正常肝组织凝固性坏死区高，但由于其细胞结构致密，水分子扩散受限，DWI上信号高于正常肝组织凝固性坏死区，因此ADC图上测得的ADC值较低。实验过程中需要注意的一点，伴有出血的坏死区在DWI可为高信号，因此ADC图中感兴趣区的选择要结合常规T1WI、T2WI。本实验结果表明，利用DWI中ADC值的测定可在一定程度上鉴别不同组织，与病理结果有较好的一致性。

本实验存在以下不足:首先，实验中样本量不足，会产生一定的偏倚。其次，病理与影像缺乏严格的对照，正常肝组织的受损情况缺乏量化指标，文献［12］称肝胆特异性对比剂在肝胆特异期可有效评估肝功能受损情况。再次，在与HE染色结果对照时发现，肿瘤坏死区与活性肿瘤区之间、正常肝组织的凝固性坏死区与正常肝组织之间均存在炎症反应带，内见淋巴细胞浸润及纤维成分，但此反应带信号与活性肿瘤及正常组织的凝固性坏死信号接近，在DWI及ADC图上不易区分。国外有学者通过前瞻性研究分析DWI中各扩散参数，显示仅有真实扩散系数能有效区分活性肿瘤区与纤维成分，其它各参数均不能有效区分不同组织［13］。

总之，磁共振DWI可初步用于肝癌TEA术后疗效评价，TEA术后瘤区ADC值升高，且肿瘤坏死区ADC值明显高于活性肿瘤区。

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