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磁共振灌注成像在經(jīng)肝動脈化療栓塞術(shù)中終末點判斷的應(yīng)用分析

2013-02-01 13:42劉瑞寶
中國醫(yī)藥導(dǎo)報 2013年25期
關(guān)鍵詞:終末供血磁共振

姜 璐 劉瑞寶

哈爾濱醫(yī)科大學附屬第三醫(yī)院 哈爾濱醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院介入科,黑龍江哈爾濱 150040

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是我國常見的惡性腫瘤之一,肝癌的治療,尤其小HCC,仍以手術(shù)切除為主[1],但肝癌切除率及肝移植率不到30%[2]。經(jīng)肝動脈化療栓塞術(shù)(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)可引起腫瘤細胞不同程度的細胞壞死及凋亡,已成為不能切除的HCC患者治療的有效和首選方法[3],其治療是基于正常肝組織和腫瘤組織不同的血液供應(yīng)。由于肝臟為雙血供器官,且由于腫瘤邊緣部分門脈側(cè)枝參與供血、供血血管很難被完全栓塞、已栓塞血管部分再通、栓塞后側(cè)支供血形成及潛在交通支開放等原因,導(dǎo)致經(jīng)TACE治療后多數(shù)病灶內(nèi)仍有殘存的腫瘤細胞。因此,早期正確判斷TACE術(shù)中栓塞程度對于判斷TACE術(shù)后療效及指導(dǎo)下一步治療有重要意義和作用。隨著MR掃描速度與分辨率的提高以及諸多傳統(tǒng)、新序列的成熟應(yīng)用,在TACE術(shù)中監(jiān)測中具有重要的價值。TACE術(shù)中MRI檢查方法:

1 磁共振灌注加權(quán)成像

磁共振灌注加權(quán)成像 (perfusion-weighted imaging,PWI)的原理是通過檢測時間-信號強度的改變、灌注圖及灌注達峰值時間(time to peak,TTP)圖和值、最大信號下降斜率(maximum slope of decrease,MSD)圖和值等相關(guān)參數(shù)得到腫瘤術(shù)后組織微血管灌注信息,從而達到了解腫瘤局部血流動力學及評價微循環(huán)狀態(tài)的目的。

國內(nèi)PWI主要應(yīng)用于TACE術(shù)后療效的評估。近來,PWI技術(shù)已廣泛應(yīng)用于腹部成像,并能夠重建相應(yīng)的肝血容量圖(rHBV圖)。MRI灌注圖在檢測TACE術(shù)后殘留腫瘤組織的灌注方面很有價值。TACE的療效可以通過比較術(shù)前、術(shù)后rHBV圖的灌注差異而評估。TACE術(shù)前所有的腫瘤組織因微血管分布豐富,除壞死區(qū)域,在rHBV圖上其他部分均表現(xiàn)為高灌注(由于瘤內(nèi)微血管形成),相應(yīng)動脈造影顯示為富血供;術(shù)后大多數(shù)腫瘤都表現(xiàn)為明顯的低灌注,在信號強度-時間曲線上腫瘤顯示暫時信號回落,一旦對比劑重分布至胞外間隙,信號回落消失,TACE術(shù)后血流灌注明顯減少,多數(shù)腫瘤表現(xiàn)為灌注減低,即血流灌注減低。HCC不同供血情況與其分化程度及大小有關(guān),HCC為富血供,碘油沉積相對均勻完整,提示腫瘤完全壞死及預(yù)后較好;反之,則說明腫瘤組織壞死不完全及預(yù)后較差[4]。

2 經(jīng)動脈磁共振灌注成像

經(jīng)動脈磁共振灌注成像(transcatheter intraarterial perfusion magnetic resonance,TRIP MR)能夠客觀地監(jiān)測腫瘤的灌注改變[5],是通過導(dǎo)管定向的向腫瘤組織內(nèi)注射對比劑,通過注射小劑量對比劑來減少獲得圖像的時間,并且允許在治療的同時完成一系列動態(tài)的掃描過程[5]。進一步說對于僅僅一根肝動脈供血的腫瘤組織,定向的通過導(dǎo)管輸送靶向藥物可以簡化藥代動力學的分析[5]。TRIP可以監(jiān)測特定區(qū)域的動脈灌注情況,因此它能夠更特異地顯示腫瘤的供血動脈,如果在TACE術(shù)前行TRIP并沒有顯示腫瘤組織出現(xiàn)灌注,那么行TACE治療的療效將不甚理想,這就提示介入科醫(yī)生該血管并非腫瘤的供血血管,應(yīng)該改變導(dǎo)管的位置[6],應(yīng)用于術(shù)后,可以評估TACE的療效及早期腫瘤復(fù)發(fā)的監(jiān)測。

現(xiàn)在,國外部分文獻報道TRIP MR應(yīng)用于TACE術(shù)中的監(jiān)測[6]及終末點的判斷[7],并可收集動脈灌注對比劑后連續(xù)動態(tài)對比增強的MR圖像[8-9],允許定量化計算生理水平的腫瘤灌注情況對應(yīng)的函數(shù)內(nèi)變化[10]。磁共振動態(tài)增強掃描(DCE-MRI)和TRIP均可以監(jiān)測腫瘤的灌注改變,傳統(tǒng)DCE-MRI和PWI主要采用的是靜脈內(nèi)注射對比劑,TRIP是采用動脈內(nèi)選擇性的通過導(dǎo)管定向注射釓對比劑的方法,應(yīng)用小劑量對比劑使對比劑可以更快速地分配至腫瘤組織[7,11],而DCE-MRI和PWI只是應(yīng)用對比劑顯示腫瘤組織灌注情況,無法識別其根源[12]。在TACE術(shù)中一般采用股動脈內(nèi)經(jīng)導(dǎo)管定向注射對比劑,其主要目的是監(jiān)測術(shù)中腫瘤壞死的程度及范圍,并能顯示推注的化療藥物在抵達腫瘤前的分配情況[7],從而進一步指導(dǎo)手術(shù)終末點的判斷。目前該技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用甚少,國外應(yīng)用技術(shù)也不是很成熟,且TACE術(shù)中監(jiān)測多采用TRIP與數(shù)字剪影 (digital subtraction angiography,DSA)兩者結(jié)合的方法[7]。DSA 可以明確顯示治療后腫瘤血管、側(cè)支循環(huán)供血、動靜脈分流等有關(guān)腫瘤血供的動態(tài)變化;還可以根據(jù)擬觀察血管的不同,將導(dǎo)管選擇性置于肝動脈、脾動脈或腸系膜上動脈等,尋找側(cè)支供血并對腫瘤作進一步治療[13],操作方便,因此在臨床上得到廣泛的應(yīng)用,但DSA具有相對主觀性(與介入科醫(yī)生的操作相關(guān)性大),不能良好地反映腫瘤灌注情況[14]。目前國外的很多學者都開始了TRIP MR的研究,但是一方面沒能得出理想可行的結(jié)論,另一方面此方法要求在TACE術(shù)中將患者在MRI及DSA設(shè)備之間傳遞,對患者身體素質(zhì)的要求較高,年老體弱或者危重的患者很難配合,對設(shè)備的要求相對較高,且相對延長手術(shù)時間[7],國內(nèi)臨床應(yīng)用困難較大。因此將兩種方法結(jié)合,可以更好地監(jiān)測TACE術(shù)中腫瘤栓塞的程度及腫瘤側(cè)枝血供,對術(shù)者具有一定的指導(dǎo)作用。國外也有文獻報道TRIR與DSA結(jié)合判斷TACE術(shù)最優(yōu)終末點,同時也將兩者進行比較,兩種方法有各自的優(yōu)勢,也有各自的局限性,為了相互彌補可以將客觀的TRIP逐漸地應(yīng)用于手術(shù)終末點的判斷[7,12]。之前有報道將動脈造影SACE分級標準作為判斷栓塞終末點的依據(jù)[7],但因其具有主觀性及差異性未得到理想的結(jié)果。SACE分級標準可以將低栓塞水平與中、高栓塞水平較好地區(qū)分開來,且可以預(yù)測TACE術(shù)后生存情況,但其分辨率較低,對于單獨的完全灌注減低的病灶,該標準的精確度也較差,作為TACE術(shù)中栓塞終末點的分級標準其不包含一個客觀評定內(nèi)容,因此在TACE術(shù)中監(jiān)測的應(yīng)用上具有一定的困難[15],且SACE分級標準也同樣僅限于評估單根供血血管,無法評估側(cè)枝供血的血管[12],但目前并沒有提出一個更完善的標準,因此該標準仍被臨床普遍接受。目前普遍認可的手術(shù)最佳終末點為前進(或順進)血流的停滯、將要達到停滯或反流,此標準的判斷與術(shù)者的主觀判斷及手術(shù)經(jīng)驗關(guān)系較密切,有文獻報道提出將要達到停滯的水平對TACE術(shù)相對安全[16]。因為血流停滯可增加毒性、導(dǎo)致缺氧,缺氧又可以誘導(dǎo)1α因子的表達,也可以導(dǎo)致腫瘤組織顯著增殖[6-7]。栓塞的程度對術(shù)后療效也有很大程度的影響,栓塞不完全,對腫瘤的治療效果不理想,甚至無法達到治療的目的,很可能導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā);過度栓塞和反復(fù)栓塞會加速相應(yīng)動脈的阻塞及肝臟功能的失代償甚至導(dǎo)致肝臟衰竭,同時潛在的誘導(dǎo)腫瘤血管相應(yīng)因子的表達、增加腫瘤復(fù)發(fā)的可能性[10],過度栓塞亦可以引起缺血性疼痛,其可以延長患者TACE術(shù)后的在院治療時間及復(fù)發(fā)可能,如果手術(shù)最佳終末點可以確定并且客觀特異的適用于每一個患者,那么不僅可以使術(shù)后疼痛明顯減輕,也可以提高TACE術(shù)的成功概率,但由于該技術(shù)還處于研究階段,其對完全灌注的腫瘤病灶的測量顯示十分不理想[12]。綜上,TACE終末點的判斷至關(guān)重要,但至今還沒有一個公認的、理想的結(jié)論。

TRIP具有相對客觀性,在TACE術(shù)中可以監(jiān)測腫瘤組織灌注反復(fù)的變化過程[9],但僅限于肝動脈供血的部分,對于其側(cè)枝循環(huán)供血及門脈供血無法顯示[6],其次,其無法辨別推注的化療藥物所產(chǎn)生的細胞毒性作用,還是造成的局部缺血[6]。

3 4D經(jīng)動脈磁共振灌注成像

4D經(jīng)動脈磁共振灌注成像 (4D TRIP-MR)即在3D TRIP-MR的基礎(chǔ)上完成,能夠進行一系列反復(fù)的3D容積灌注成像,同時包括精確地劃定高周波區(qū)域(B1),動態(tài)的組織縱向弛豫率(R1)的測定[16]。4D成像首先進行多層螺旋2D軸位及冠狀位的TSE T2W及軸位GRE T1W序列的掃描,當然以上序列都必須覆蓋整個腫瘤組織,進行以上序列的目的是保證最佳層面位置的連續(xù)采集,之后進行3D TRIP MR掃描,以獲得基線水平的3D R1、B1圖,在此基礎(chǔ)上進行3D GRE序列的掃描,通過調(diào)整偏轉(zhuǎn)角獲得動態(tài)4D R1圖,最后應(yīng)用2D T1W CE (contrast enhanced)-GRE軸位掃描。

4D TRIP-MR主要通過精確測定灌注區(qū)域,動態(tài)組織的縱向弛豫時間的計算,肝動脈血流量(F)及肝臟的組織密度(ρ)等相關(guān)參數(shù)經(jīng)后處理系統(tǒng)得到腫瘤術(shù)中動態(tài)的組織微血管灌注信息,能夠明確地顯示動態(tài)下腫瘤組織與周圍血管的供血關(guān)系,且能觀察到整個腫瘤組織不同部位的供血情況[10]。4D TRIP-MR能夠提供實時的空間圖像,進行腫瘤組織的容積評估及整個覆蓋區(qū)域的顯示,而且它能夠?qū)ACE術(shù)前及術(shù)后的圖像進行融合[17],可以較好地比較手術(shù)前后腫瘤組織的灌注改變。在TACE術(shù)中4D TRIPMRI可反復(fù)進行灌注成像且受呼吸運動的影響相對較小,對比劑的注射也具有注射劑量小、可控性的特點,無需測量動脈輸入功能,對后續(xù)的定量灌注分析有一定的幫助[10]。該技術(shù)可客觀的、定量性地監(jiān)測TACE術(shù)中腫瘤的灌注改變,即該技術(shù)不僅可以顯示腫瘤供血血管的分配情況,還可以將腫瘤灌注減低定量化(得到腫瘤灌注減低百分率),4D TRIP-MR在監(jiān)測腫瘤灌注情況時允許多重連續(xù)的測量,從而使信號飽和度及掃描過程中等待的時間最小化,可以減少對比劑的大量累積縮短對比劑的廓清時間[12],其相應(yīng)參數(shù)的Fρ圖可以提供術(shù)中局限性容積覆蓋的靶向治療區(qū)域的灌注信息,將Fρ圖與T2解剖圖像相融合,可以更形象直觀地看到腫瘤內(nèi)部、邊緣的構(gòu)成及其與周圍正常肝臟組織的關(guān)系[12],對術(shù)中指導(dǎo)栓塞部位有一定的意義。

定量化4D TRIP-MR除具備非定量4D TRIP-MR的功能,在TACE能夠直觀地看到腫瘤灌注反應(yīng)與治療學結(jié)果的關(guān)系,并深入到腫瘤內(nèi)部觀察其動態(tài)供血情況及術(shù)中腫瘤灌注改變,從而對觀察和促進TACE終末點的標準化有一定的指導(dǎo)作用,并能特異性的針對潛在腫瘤組織灌注減低來優(yōu)化TACE的手術(shù)過程[10]。

Jin等[15]將定量化4D TRIP-MR與動脈造影的SACE分級標準之間的一致性進行了相關(guān)研究,得出定量化4D TRIP-MR與SACE分級標準具有顯著的一致性,并且在放射線醫(yī)師之間同樣具有很好的一致性。SACE分級標準具有主觀性及差異性的局限性,缺乏相應(yīng)的客觀標準,使其在臨床應(yīng)用上受到限制,定量化4D TRIP-MR可以與主觀的SACE分級標準結(jié)合應(yīng)用,因其具有較高的分辨率及精確性,可以在TACE術(shù)中更好地輔助SACE分級標準給術(shù)者提供更準確的栓塞終末點信息,更好地指導(dǎo)手術(shù)進程。

當然,無論是TRIP-MR還是4D TRIP-MR在應(yīng)用過程中都存在一些局限性。首先,在監(jiān)測過程中導(dǎo)管處于腫瘤供血動脈中,作為異物,它會影響動脈的流動,對于一些相對細小的動脈可能會被堵塞,將導(dǎo)管撤出之后也會導(dǎo)致腫瘤組織永久的灌注改變[18]。其次,因為TRIP MR是具有一定頻率的動態(tài)的連續(xù)掃描,因此對比劑注射的劑量要掌握準確,根據(jù)病灶的大小及相應(yīng)肝段、葉的體積準確計算出對比劑的注射劑量[18],這樣才能夠獲得最高質(zhì)量的圖像,才能更好地指導(dǎo)臨床。

本文還有很多的不足的地方,國內(nèi)尚沒有該方向的文獻報道,國外的文獻報道數(shù)也相對很少,因此沒有對TRIP-MR及4D TRIP-MR的成像原理沒有進行深入細致的解釋,缺乏有力的理論依據(jù)。由于文中提到的一些局限性,該技術(shù)在國外也沒有廣泛的臨床應(yīng)用,且其操作復(fù)雜,對設(shè)備要求高,使得該技術(shù)在臨床應(yīng)用受到限制,但在TACE術(shù)中監(jiān)測及術(shù)后的療效評估仍具有重要的價值。希望在不久的將來該技術(shù)能夠應(yīng)用于臨床,以更好地指導(dǎo)臨床治療。

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