R2*值在肝细胞癌射频消融术后病灶边缘强化灶鉴别诊断中的应用

闫玉昌，靳二虎，杨正汉，都雪朝，潘振宇

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是全球第五大常见的癌症，根据欧洲肝病研究协会的数据，肝癌在全世界与癌症相关的死亡中排名第二[1]。由于具有局部治疗效果好、安全性高等优点，射频消融治疗已经成为非手术治疗HCC的主流方式[2-5]。HCC射频消融灶周围炎性反应带是由热介导引起的炎性水肿或肉芽增生。由于炎性反应带在常规MRI平扫序列上与残余肿瘤的信号相似，在增强扫描动脉期亦有明显强化，因此亟待与HCC残留/复发灶进行鉴别。有研究表明[6]，CT灌注成像能够有效鉴别射频消融术后残留肝肿瘤与炎性反应带。但是，CT灌注成像的辐射剂量较高以及需使用对比剂导致其在临床应用中受到诸多限制。目前，尚无研究探讨血氧水平依赖(blood oxygen level-dependent，BOLD)MRI对HCC射频治疗后残留/复发灶与周围炎性反应带的鉴别能力。

血红蛋白氧合状态是BOLD-MRI的基础，R2*值可以反映组织或病变的耗氧量或增殖速度[7]。近些年来，BOLD-MRI已被广泛的应用于多种组织、器官疾病的诊断，如肾脏、肝脏和前列腺等，并取得了不错的进展[8-10]。本研究通过测量HCC病灶射频消融术后周边异常强化灶的R2*值，旨在探讨BOLD-MRI对HCC残留/复发与炎性反应带的鉴别诊断价值。

材料与方法

1.临床资料

连续性纳入2015年12月-2019年3月在本院进行射频消融治疗且术后规律MRI随访的HCC患者。纳入标准：①确诊为HCC；②接受射频消融治疗；③术后有MRI随访资料。排除标准：图像伪影重，严重影响诊断和数据测量者。根据美国肝病研究协会(AASLD)2011年制订的HCC诊断标准，本研究中所有患者均明确诊断为HCC[11]。最终共纳入符合要求的HCC患者共计79例，男69例，女10例，年龄36～84岁，平均(59±9.33)岁。其中，乙型肝炎患者68例(86.1%)，酒精性肝硬化患者6例(7.6%)，丙型肝炎患者4例(5.1%)，药物性肝硬化患者1例(1.3%)。

本研究经本院伦理委员会批准(2015-科-28)，所有患者签署了知情同意书。

2.MRI检查方法

使用Siemens Skyra 3.0T磁共振成像仪和配套的18通道体部相控阵线圈。检查前训练患者呼吸，患者取仰卧位，扫描范围包括全部肝脏。扫描序列和参数如下。①横轴面压脂T2WI：TE 79 ms，TR 3000 ms，层厚6.0 mm，层间距1.0 mm；②横轴面VIBE-DIXON序列T1WI(平扫+增强)：TE 1.28 ms，TR 4.11 ms，层厚3.0 mm，层间距1.0 mm；③SE-EPI序列DWI：b值为0、800 s/mm2，TE 68.0 ms，TR 4800.0 ms，层厚5.0 mm，层间距1.0 mm。④多次屏气梯度回波序列BOLD-MRI：TE 4.92 ms，TR 265.00 ms，层厚5.0 mm，层间距1.0 mm，翻转角50°，带宽470 Hz/Pix，分3次吸气后屏气完成采集。

3.图像分析及数据处理

由3位高年资影像诊断医师(有10年以上腹部MRI诊断经验)观察MR图像，判断肝内有无异常强化灶，并诊断是否为残留/复发灶。HCC残留/复发的诊断标准：①9例患者为腹腔镜下射频消融，临床医师术中切除部分病灶送病理学检查；②6例患者为穿刺活检病理诊断为肝细胞癌；③35例符合美国肝病研究协会(AASLD)2011年HCC临床诊断标准；如果首次发现时定性困难，则按照《肝细胞癌临床实践指南》定期随访观察，最终做出明确诊断(合计11例)；④病灶与射频消融灶边缘的距离≤2 cm。炎性反应带诊断标准：①MRI增强扫描上未表现为"快进快出"征象；②随访过程中(大于3个月)，病灶没有出现增大或占位征象；③复查时，病灶在动脉期图像上强化程度减低，基本与周围肝实质的信号相似；④术前伴有甲胎蛋白增高者，在随访过程中甲胎蛋白没有出现异常增高。

由1位高年资影像诊断医师在Siemens Z420后处理工作站进行R2*值的测量，所有数据均测量3次，每次测量间隔3天，计算其平均值用于后续的统计学分析。测量部位：①病变边缘的异常强化灶，结合常规T1WI、T2WI压脂及b=800 s/mm2DWI图像，选择强化灶最大层面沿其边缘勾画感兴趣区(region of inte-rest，ROI)，尽量包括整个病灶；②射频治疗病灶，选择接受射频治疗病灶的最大层面，沿其边缘勾画ROI，尽量包括整个病灶并注意避开出血区域；③正常肝实质，选取病灶周围正常强化的肝实质区进行测量，尽量避开大血管、胆道及伪影，ROI大小约100 mm2。

4.统计学分析

使用SPSS 16.0软件包进行统计分析。首先，使用单样本Kolmogorov-Smirnov检验来分析数据的正态性。定量变量R2*值采用平均值±标准差来表示；分类变量(例如性别)以计数(百分比)表示。通过方差分析(单向方差分析)比较R2*值的组间差异，并使用Dunnett T3检验对各组之间进行多重比较。使用ROC曲线分析R2*值鉴别HCC残留/复发与炎性反应带的诊断效能，并确定最佳临界值和Youden指数。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.临床资料

79例患者共发现85个HCC射频消融病灶。随访过程中，MRI共发现128个病灶边缘异常强化灶。其中，61个(47.7 %)确诊为HCC残留/复发(图1)，67个(52.3%)经临床综合诊断及后期随访确诊为炎性反应带(图2)。各种类型病灶的发生部位及随访时间见表1。

2.R2*值的比较

正态性检验结果显示HCC残留/复发、炎性反应带、射频消融灶和肝实质四种病变或组织的R2*值均符合正态分布(P=0.20>0.10)，具体测量值见表2。四种病变或组织之间R2*值的差异有统计学意义(F=28.03，P<0.001)。进一步多重比较结果显示：HCC残留/复发灶与炎性反应带之间R2*值的差异有统计学意义(P<0.001)；HCC残留/复发灶与肝实质之间R2*值的差异有统计学意义(P=0.004)；HCC残留/复发灶与HCC射频消融灶之间R2*值的差异无统计学意义(P=0.40>0.05)。

3.ROC曲线分析

R2*值鉴别HCC残留/复发灶与炎性反应带的ROC曲线下面积为0.81(P=0.001)，其95%CI为0.73～0.88，R2*值最佳截断值为95.40 Hz，相应的诊断敏感度为85.2%(95% CI：73.3%～92.6%)，特异度为67.1%(95% CI：54.5%～77.9%)，阴性预测值为83.3%(95% CI：70.2%～91.6%)。

讨 论

脱氧血红蛋白的含量或浓度是BOLD-MRI的基础。有研究结果表明，恶性肿瘤细胞增殖速度快，并且常合并血流动力学异常[12-13]；而组织的横向弛豫率R2*的变化与脱氧血红蛋白浓度之间呈线性关系[14]。临床工作中，可以利用这种特性对组织或病变的血氧水平进行检测[7]。HCC在射频消融术后容易出现残留/复发，但在早期射频消融灶周围亦常出现炎性反应带。据文献报道，在射频消融术后1个月时炎性反应带的出现率为89%，术后1～3个月时出现率约为56%，术后6个月时出现率约为22%[15]。

本研究结果显示，HCC残留/复发灶的R2*值低于正常肝组织，后者又低于炎性反应带。HCC属于富血供肿瘤，其内新生血管数目明显多于正常肝组织，血流也显著增加[16]；此外，其血供大部分来自含氧量较高的肝动脉，所以其R2*值低于主要由含氧量较低的门静脉供血的正常肝组织[17-19]。炎性反应带是由热介导的肝组织的炎性水肿或肉芽增生，其发生发展的病理生理机制中物理因素占据主导地位，血管通透性的持续增高导致大量血浆蛋白外渗，再引起大量液体进入组织间隙，组织内部压力增加，导致血液循环受阻、潴留时间延长[20-21]；此外，炎性反应带内的肝组织不断自我修复，导致其耗氧量增加，进一步使得局部组织内含氧血红蛋白减少，因此其R2*值高于正常肝组织。上述原因导致HCC残留/复发灶与炎性反应带的R2*值有明显差异。利用R2*值鉴别HCC残留/复发灶与炎性反应带，无需使用对比剂，既降低了检查成本，又避免了对比剂不良反应的可能。

多重比较分析结果显示，HCC残留/复发灶与HCC射频消融灶之间R2*值的差异无统计学意义(P>0.05)。在射频消融术后，HCC病灶内组织完全坏死，血管结构被破坏；理论上讲良好的消融病灶内应没有供血，不含有含氧血红蛋白。考虑这可能与射频消融导致血红蛋白分解，而血红蛋白分解产物可对局部磁场的横向驰豫产生影响有关[22]，从而干扰了血氧水平评估的准确性，这需要进一步研究来证实。但是，HCC残留/复发灶与射频消融灶之间在BOLD-MRI上信号差异明显，非增强扫描即可以对二者进行鉴别。因此，这项结论不会给临床诊断增加困扰。

本研究存在的不足之处：HCC残留/复发灶和炎性反应带有时候在R2*图像上显示欠清晰，这可能影响ROI勾画的准确性。本研究中利用了Siemens工作站多屏交互参考的功能，在病变显示最清晰的图像上确定其准确位置，放置ROI；在其它序列图像的相同位置会自动放置同样大小的ROI，可有效保证放置ROI的准确性。

总之，BOLD-MRI可以对HCC射频消融术后出现的异常强化灶的血氧水平进行定量测量，能够有效鉴别HCC残留/复发灶与炎性反应带，因而有助于早期发现肿瘤的残留/复发，改善患者的预后。此外，BOLD MRI可以作为一种有价值的无创性检查方式，用于有对比剂过敏和(或)肾功能不全HCC患者疗效的动态监测。