对比钆塞酸二钠增强MR检查中短反转时间反转恢复序列与化学位移选择序列DWI检出肝细胞癌

蔡健华，王秀彬，陆 健，梁宏伟，张学琴，缪小芬，姜吉峰，丁 丁，杜 圣，黄爱娜

(1.南通大学附属南通第三医院影像科，江苏 南通 226006；2.南通大学附属医院影像科, 江苏 南通 226006)

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是临床常见且高度恶性的肿瘤。近年来,世界范围内HCC发病率呈上升趋势,严重威胁人类健康。MR、CT、超声等影像学检查对HCC早期诊断起到至关重要的作用[1]。钆塞酸二钠(gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriaminepentaacetic acid, Gd-EOB-DTPA)作为肝脏特异性MR对比剂越来越多地应用于HCC的MR诊断中。DWI具有较快的扫描速度及良好的图像对比度、分辨率[2-3]。常规DWI在MR平扫后增强扫描前进行；采用Gd-EOB-DTPA对比剂时，DWI在增强扫描后进行，有利于在保证图像质量的同时进一步缩短检查时间[4-7]。短反转时间反转恢复(short tau inversion recover, STIR)序列及化学位移选择(chemical shift selective, CHESS)序列两种脂肪抑制技术常用于DWI中。目前鲜见有关Gd-EOB-DTPA增强后STIR和CHESS脂肪抑制DWI对HCC检出价值的对比研究。本研究旨在探讨Gd-EOB-DTPA增强MR检查中STIR与CHESS序列DWI检出HCC的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2018年11月—2019年3月于南通大学附属南通第三医院接受DWI检查的37例HCC患者的资料，其中男32例,女5例,年龄42～80岁,平均(57.6±9.8)岁。纳入标准：①经手术切除或超声引导下经皮穿刺活检确诊为HCC；②DWI前患者肝脏均未接受过治疗，如化疗或介入治疗等；③DWI序列均包括STIR及CHESS序列，对比剂均采用Gd-EOB-DTPA。排除标准：①既往有肝脏手术史；②合并重度脂肪肝或大量腹腔积液；③肝脏巨块型或弥漫型占位。

1.2 仪器与方法 采用Philips Achieva 3.0T MR扫描仪,16通道相控阵体线圈。检查前嘱患者禁食4 h，并对患者进行呼吸训练。检查时患者取仰卧位,扫描范围自膈顶至肝下缘。先行MR平扫及常规增强扫描。平扫采用T1W双回波序列和T2W呼吸触发脂肪抑制快速自旋回波序列；增强扫描对比剂为Gd-EOB-DTPA(商品名Primovist, Bayer公司)，按0.025 mmol/kg体质量以1.5～2.0 ml/s的速率经外周静脉团注,注射完毕后以20 ml生理盐水冲管,而后采用肝脏T1高分辨率各向同性容积激发扫描(T1high resolution isotropic volume excitation, THRIVE)序列分别于对比剂注射后20 s、60 s、180 s及18～20 min行动脉期、门静脉期、延迟期及肝胆期动态扫描。

表1 HCC患者STIR与CHESS序列肝实质和(或)HCC病灶的ADC值、SNR及CNR

注射Gd-EOB-DTPA后13～15 min,采用自由呼吸模式进行STIR及CHESS序列DWI轴位扫描。扫描参数：b值0、800 s/mm2,层厚7.0 mm,层间距0.7 mm,TR 2 700 ms,TE 54 ms,FOV 375 mm×302 mm,矩阵 124×102,带宽45.6 HZ,激励次数4,并行采集因子SENSE 2。STIR序列DWI的TI为260 ms,扫描时间2 min 37 s；CHESS序列DWI的扫描时间为1 min 18 s。

1.3 图像分析

1.3.1 定量分析 由2名具有8年以上腹部MR诊断经验的医师共同阅片,并经协商达成共识。选取ROI并分别测量STIR及CHESS序列DWI图像中HCC病灶和肝实质的信号强度(signal intensty, SI)、ADC值及相应层面肝实质信号强度的标准差(standard deviation, SD)。对有多个HCC病灶的患者,仅测量最大病灶。ROI放置原则：①如HCC病灶某个序列检查显影不明显,则参考其他可清晰显示病灶的序列图像将ROI放置于相应区域；②测量肝实质的SI、SD及ADC值时,分别在肝左外叶、左内叶、右前叶及右后叶放置ROI,每个ROI面积约40～100 mm2； ③注意避开重要血管、伪影区域。并计算STIR及CHESS序列DWI肝实质的SNR及HCC病灶的CNR，SNR肝实质=SI肝实质/SD肝实质；CNRHCC病灶=(SIHCC病灶-SI肝实质)/SD肝实质。

1.3.2 定性分析 由2名同样具有8年以上腹部MR诊断经验但未参与定量分析的医师分别独立阅片，分析STIR及CHESS序列DWI图像中HCC病灶的显示程度及肝脏解剖结构的清晰程度并进行评分。将HCC病灶显示程度分为1～4分：1分，相对于周围肝组织呈等信号或肿瘤不可见；2分，相对于周围肝组织呈稍高信号；3分，相对于周围肝组织呈中高信号；4分，相对于周围肝组织呈高信号。将肝脏解剖结构清晰程度分为1～4分：1分，几乎完全无法辨认肝脏解剖结构；2分，稍可辨认肝脏解剖结构；3分，基本可辨认出肝脏解剖结构；4分，完全清晰显示肝脏解剖结构。

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件。先行正态分布性检验,符合正态分布的计量资料以±s表示，非正态计量资料以中位数(上下四分位数)表示，计数资料以百分率表示。采用配对样本t检验比较STIR与CHESS-DWI序列间DWI肝实质及HCC病灶SNR、CNR、ADC值的差异；采用Wilcoxon检验比较STIR与CHESS序列DWI间HCC病灶显示程度评分及肝脏解剖结构显示清晰程度评分的差异。以Kappa检验分析不同医师间评分的一致性,Kappa<0.4为一致性较差,0.4≤Kappa<0.75为一致性中等,Kappa≥0.75为一致性较好。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

STIR及CHESS序列DWI肝实质及HCC病灶的ADC值、肝实质的SNR及HCC病灶的CNR见表1。STIR序列肝实质ADC值及HCC病灶ADC值均明显低于CHESS序列，且肝实质SNR明显低于CHESS序列而HCC病灶CNR明显高于CHESS序列(图1)，差异均有统计学意义(P均<0.05)。但37例患者中3例HCC病灶CNR表现出相反的趋势(图2)。

2名医师对STIR及CHESS序列DWI图像中HCC病灶及肝脏解剖结构显示情况的评分结果见表2、3。2名医师间HCC病灶显示程度评分及肝脏解剖结构清晰程度评分的一致性均较好(HCC病灶显示程度：STIR序列Kappa=0.89，CHESS序列Kappa=0.85；肝脏解剖结构清晰程度：STIR序列Kappa=0.88，CHESS序列Kappa=0.92)。

医师1对HCC病灶显示程度的评分结果显示STIR与CHESS序列间差异有统计学意义[4(4，4)分 vs 3(3，3)分，Z=-4.170,P<0.001]，对肝脏解剖结构清晰程度的评分亦显示2种序列间差异有统计学意义[1(1，2)分 vs 3(3，4)分，Z=-5.226,P<0.001]。医师2的HCC病灶显示程度评分[4(4，4)分 vs 3(2，3)，Z=-3.896，P<0.001]及肝脏解剖结构清晰程度评分[1(1，2)分 vs 3(3，4)，Z=-5.267，P<0.001]同样显示STIR与CHESS序列间差异有统计学意义。

STIR序列HCC病灶显示程度评分多为4分、肝脏解剖结构清晰程度评分多为1分，而CHESS序列HCC病灶显示程度评分及肝脏解剖结构清晰程度评分均以3分为主。

3 讨论

为避免与单次激发平面回波成像(echo planar imaging, EPI)序列相关的化学位移伪影干扰,STIR及CHESS技术已广泛用于DWI。STIR依赖于脂肪组织相对较短的T1来实现脂肪抑制,所有T1较短的组织信号均被非选择性地抑制；CHESS通过脂质子和水质子之间固有的化学位移差异,选择性地抑制脂质子的信号,仅针对脂肪组织，且不依赖于T1。

DWI扫描的b值也可影响到成像效果,常选用高低两种b值。其中低b值DWI有利于抑制肝内血管信号,可获得较高的SNR[8]；而通过高b值DWI测量ADC值有助于肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断[8-9]。目前国内多数医疗机构肝脏3.0T MR检查中DWI通常选用b值为0、800 s/mm2[10-11]，本研究DWI即选用此b值。

表2 2名医师基于STIR及CHESS序列DWI图像对HCC病灶显示明显程度的评分情况[例(%)，n=37]

表3 2名医师基于STIR及CHESS序列DWI图像对肝脏解剖结构清晰程度的评分情况[例(%)，n=37]

图1 患者男,46岁,肝右叶HCC A.动态增强MR肝胆期图像HCC病灶表现为低信号； B、C.DWI图像，STIR序列HCC病灶的CNR为28.29(B)，CHESS序列HCC病灶的CNR为8.16(C) (箭示HCC病灶)

图2 患者男,80岁,肝左外叶HCC A.动态增强MR肝胆期图像示HCC病灶呈稍低信号； B、C.HCC病灶(箭)STIR序列呈稍高信号，CNR为22.44(B)，CHESS序列呈高信号，CNR为42.89(C) (箭示HCC病灶)

Gd-EOB-DTPA是一种肝细胞特异性MR对比剂[10-12]。在MR增强扫描肝胆期,肝实质摄取Gd-EOB-DTPA[13-14]从而实现清晰显像。近年来，已有学者[4-7]对Gd-EOB-DTPA增强MR检查中CHESS序列DWI对肝肿瘤的诊断价值进行了评估。Saito等[4]研究报道,在1.5T MR、b值取100、800 s/mm2条件下,CHESS序列DWI Gd-EOB-DTPA给药前和给药后15 min,HCC病灶与肝实质的SNR、CNR、ADC值并无明显差异。且Choi等[5]在3.0T MR、b值取0、200、400、800 s/mm2条件下进行DWI,发现Gd-EOB-DTPA增强前与增强后CHESS序列HCC病灶的CNR、ADC值亦无明显差异。目前关于STIR序列DWI在Gd-EOB-DTPA增强后对肝肿瘤诊断价值的研究较少。本研究结果显示,Gd-EOB-DTPA增强后STIR序列DWI肝实质SNR和肝脏解剖结构清晰程度均明显低于CHESS序列，与Brody等[15]的研究结果一致。Gd-EOB-DTPA增强后肝实质在STIR序列图像中信号下降可由T1弛豫曲线左移来解释[12]。3.0T场强下，脂肪的T1约为350 ms[16]，根据实际情况，本研究扫描方案中TI设置为260 ms。有研究[10]报道,注射Gd-EOB-DTPA后15 min, 3.0T MR检查肝实质的T1为(254±32)ms。

Gd-EOB-DTPA的摄取和代谢与肝细胞功能有关。虽然张学琴等[10]通过Gd-EOB-DTPA增强T1 mapping成像获取肝脏的T1值,发现正常人的肝脏与慢性肝病患者的肝脏在静脉注射Gd-EOB-DTPA 13～15 min后,T1值并无显著差异；但严重肝功能障碍者由于肝实质不能充分摄取Gd-EOB-DTPA,STIR序列DWI对HCC病灶的显示作用可能受限制。本研究中,STIR序列HCC病灶的CNR和显示明显程度均高于CHESS序列,原因之一可能为严重肝功能障碍患者少。本组37例HCC患者有3例STIR序列HCC病灶的CNR和显示程度低于CHESS序列DWI,其可能与肝胆期增强扫描Gd-EOB-DTPA肿瘤内摄取有关[1,11]。HCC病灶对Gd-EOB-DTPA的摄取取决于有机阴离子转运多肽(organic anion transporting polypeptide， OATP)B3受体的表达,部分HCC病灶肝胆期表现为等或高信号[1],而在STIR-DWI序列信号丢失。

本研究的局限性：①样本量较小；②短T1的肝脏病灶(如含有脂肪和含有黑色素的病灶、出血性病灶)的信号在STIR序列DWI也会被抑制。

总之,Gd-EOB-DTPA增强MR检查中STIR序列DWI HCC病灶的CNR较CHESS序列更高,且对HCC病灶的显示更明显。Gd-EOB-DTPA增强后,高b值STIR序列DWI是对肝脏常规MR检查方案的有力补充,有助于提高HCC的检出率。