肝脏转移瘤消融术后疗效的影像学评价进展

刘璐璐

(中国科学院大学附属肿瘤医院放射科<浙江省肿瘤医院> 浙江 杭州 310022）

肝脏为肿瘤最常见的转移部位之一，消融治疗是肝脏转移瘤常用治疗手段。术后精准评价其疗效，及时确定下一步治疗对患者获益大。常规影像学定期随访是目前疗效评价的主要方法，但事实上肿瘤功能特性改变早于形态变化，所以功能成像评估其疗效日益重要。

1 消融后病理学表现

1.1 消融区改变

术后即刻，消融中央区细胞凝固性坏死。消融后1 周，凝固坏死的肝细胞开始溶解液化，消融后2 ～4 周，消融中央区溶解液化范围随时间延长扩大。

1.2 消融交界区改变

术后即刻，消融交界区细胞呈不同程度固缩、解离。消融后1 周，交界区出现肉芽组织。消融后2 到4 周，肉芽组织逐渐被纤维、胶原组织替代，形成纤维带。

2 磁共振扩散加权成像

为了消除b 值太低受血流灌注等因素影响，对水分子扩散量化不准确，基于非高斯扩散理论的体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion，IVIM)作为最新DWI 技术，其双指数模型可更准确的衡量水分子扩散和微循环灌注的各自影响[1]，除可获得常规ADC 值外，还可获取灌注参数(D*)及灌注分数(f)，区分肿瘤组织消融坏死区、交界区、存活区。由于消融术后肿瘤供血受到限制，D*值和f 值变小，预示多b 值DWI 与治疗敏感度及疗效密切相关。DWI 应用于肝转移瘤消融治疗疗效的评估中在动物实验中得到了很好的证实。lian SS[2]等通过动物实验发现基于IVIM 所生成坏死区域的D*值显着低于存活区，ADC 值和f 值在肿瘤存活区与交界区显著不同，能很好地鉴别兔软组织VX2 肿瘤中消融1 周后的存活区与凝固性坏死区，存活区与消融交界区。Zhang CH[3]等发现兔软组织VX2 肿瘤中的存活肿瘤组织与凝固性坏死组织中IVIM 所生成的f 值显著不同。胡博等[4]研究显示射频消融治疗前病灶DWI 呈高信号，治疗后射频中心区DWI 呈稍低信号，周围区DWI 呈高信号，边界稍模糊，射频中心区术前和术后、术后第1 天和第5 天比有统计学差异，射频周围区术后第1 天与术后第3天及术后第5 天比较差异均有统计学意义。

消融术后随访最常用的增强CT 或多期增强MRI，对于热消融术后早期消融区域周围的渗出、充血、炎症、肉芽组织及纤维瘢痕组织表现出消融周围一圈的强化，其常常与消融后残留或复发鉴别困难，通常需要随访一段时间发现消融区范围增大、消融区边缘出现不规则强化结节、消融区与周围正常肝组织清晰的分界中断等提示消融不完全，与消融完全进行相互鉴别。并且消融电极穿刺或热损伤可导致消融区周边动静脉瘘，影像表现为病灶周围楔形强化，其也会造成消融不完全的假阳性，但这种异常灌注大部分在射频消融后30 d 左右消失。

DCE 基于药代动力学定量模型，以三维扰相快速梯度回波序列连续采集静脉注入钆对比剂前、中、后图像通过对肝脏选定层面连续多次T1 加权成像获得该层面每一像素点的时间-信号强度曲线，通过后处理获得的定量和半定量参数，更为客观地反映病灶局部病理生理和功能学特性，包括组织灌注、毛细血管通透性、毛细血管表面积以及血管外-细胞外间隙等。结合肝脏双重供血特征，在肝脏使用双室（血管内和血管外）双输入（肝动脉和门静脉）的Tofts 数学模型[4]，能够更全面反映组织血管、肿瘤血管分布，药物滞留及摄取功能信息。将血流在微循环中灌注和毛细血管渗透性通过对比剂参数反映出来，提高对肝脏消融术后疗效评估。对比剂药物动力学指标：容积转移常数（Ktrans），即对比剂从血管内渗透到EES 的速率；速率常数（Kep），即渗透到EES 的对比剂分子流回血管内的速率；肝动脉灌注指数（HPI），即肝动脉灌注量占肝血容量比例等定量参数，与肝脏转移瘤消融后疗效关系密切。Kuehl H 等人[5]研究显示，在结直肠癌肝转移患者消融术后局部肿瘤进展的检出方面，引入钆剂的DCE 成像准确性和敏感性较高。

4 基于传统影像图像的影像组学模型

自Lambin 等[6]提出影像组学的概念后，许多学者在此领域展开了相关研究，影像组学可以对常规影像B超、CT、MRI、PET/CT 等图像进行分割并进行特征筛选，影像组学[7]通过对影像图像中存在的一些肉眼无法分辨的图像特征，进行高通量的特征提取，可以获得肝转移瘤消融后与疗效密切相关的病灶内部、边缘各种隐含信息，有作为新的影像生物标志的潜能。影像特征的量化和提取可以采用机器深度学习（deep learning，DL）算法或统计学方法实现[8]。影像组学对肝转移瘤消融后的报道极少，Beckers RC[10]等对肠癌肝转移患者的CT 图像建立影像组学模型能预测其疗效。

5 结语

作为无创功能影像学技术，DWI 能够反映组织细胞密度和细胞膜完整性等细胞水平信息，IVIM 能反应水分子扩散和毛细血管微循环血流情况等；DCE 通过定量微循环参数评价消融后肿瘤残留或复发时病灶内血流灌注增加，进而评价术后疗效。基于常规影像的影像组学模型能更全面地反映消融区域内、消融交界区的内部生理异质性。这些分析在仅凭肿瘤大小不能早期评价疗效时显得日渐重要。但DWI 和DCE 受呼吸运动影响均存在图像分辨率较低等不足。影像组学最大的不足之处在于对结果的可解释性问题，影像组学即使能够提供较好的应用结果，影像医师尚无法与临床医师、患者合理解释。影像组学样本量患者不足，其研究结果中体现出来的信息及检验效能亦相当有限，导致所建立模型的泛化能力不足等。