龔 捷,徐曉飛
宜昌市中心人民醫(yī)院放射科,湖北 宜昌 443000
原發(fā)性肝癌(PHC)在惡性腫瘤中的發(fā)病率高居第5位,死亡率高,治療效果差,預(yù)后不佳[1],嚴(yán)重影響了患者及其家庭的生活質(zhì)量。目前,PHC的影像學(xué)檢查主要有B超、CT、DSA及MR。B超價格便宜、操作簡單、對軟組織病變靈敏度高,但易受到檢查者經(jīng)驗和細(xì)致程度的限制,且對早期小肝癌(直徑<1 cm)診斷的準(zhǔn)確率較低。CT有較高的空間和密度分辨率,缺點是有輻射,且時常出現(xiàn)假陽性。DSA為有創(chuàng)檢查。MR成像為無創(chuàng)檢查,無輻射,軟組織分辨率較高,可進(jìn)行多參數(shù)、多方位成象及各種功能成像,可用于PHC的診斷、鑒別診斷及評價治療療效[2],下面主要就PHC的MR功能成像的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
T1、T2加權(quán)成像在MR技術(shù)中的應(yīng)用是最成熟的、最多的、最基礎(chǔ)的成像。蒙秋華等[3]通過對174例PHC患者行MR成像分析顯示,所有患者T2加權(quán)全部為高信號或部分為稍高信號,T1加權(quán)則以低信號或稍低信號為主。有研究表明,PHC患者T2加權(quán)表現(xiàn)為全部高信號或部分稍高信號可能與PHC的分化程度、組織類型及血供有關(guān),而在T1加權(quán)表現(xiàn)為低信號或稍低信號可能與病灶血供、鈣化、擴(kuò)張血管竇及纖維化有關(guān)[4-6]。部分較大的病灶因存在壞死、出血,信號表現(xiàn)復(fù)雜[7]。目前,T1、T2加權(quán)成像已熟練應(yīng)用于PHC的診斷及鑒別診斷,是MR功能成像的基礎(chǔ)。
DWI成像是MR技術(shù)中應(yīng)用最成熟、最多的功能成像技術(shù),是目前唯一一種檢測活體組織水分子擴(kuò)散運動是否受限的無創(chuàng)檢查方法[8]。在DWI圖像上,彌散較快的組織,信號衰減多呈灰黑色,彌散較慢的組織信號衰減少而呈白色,如膽汁,尿液,腦脊液等自由水彌散較快表現(xiàn)為相對低信號,正常組織受細(xì)胞膜限制而表現(xiàn)為相對高信號。病理情況下,細(xì)胞毒性水腫及惡性腫瘤均可引起水彌散受限,DWI圖像上表現(xiàn)為高信號。表觀彌散系數(shù)(ADC)是反映DWI信號強(qiáng)弱的量化指標(biāo),ADC值越大,組織內(nèi)水分子運動越強(qiáng),DWI的相位離散越強(qiáng),信號就越弱。其計算公式如下:ADC=ln(S低/S高)/(b高-b低),S低與S高分別為低b值及高b值所測得的DWI信號強(qiáng)度。b值為擴(kuò)散梯度因子,用公式表示b=γ.2g2.δ2(Δ-δ/3),式中γ為磁旋比,g和δ為擴(kuò)散梯度脈沖的強(qiáng)度和持續(xù)時間,Δ為相鄰彌散梯度的間隔時間,單位為s/mm2,b值越高,具有的擴(kuò)散權(quán)重越大,對水分子的擴(kuò)散運動越敏感,引起的信號下降越明顯,所以大b值會降低DWI圖像的信噪比[9]。
研究表明,肝臟不同占位性病變表現(xiàn)出不同的DWI特征和ADC值,良性病變(如肝囊腫、血管瘤、肝膿腫及肝硬化再生結(jié)節(jié)等)的ADC值明顯高于PHC、肝轉(zhuǎn)移癌及正常肝臟組織的ADC值。當(dāng)以ADC=1.800×10-3mm2為臨界值時,區(qū)分肝臟良惡性病變的敏感性和特異性分別為96.1%、90.0%[10]。其中PHC的ADC值最低,且ADC值的高低與PHC的分化程度呈顯著正相關(guān),即分化程度越高ADC值越高。同時,還研究了不同b值(b=500、1000、1500 s/mm2)DWI在PHC中的應(yīng)用,結(jié)果表明,b=1000 s/mm2時無明顯衰減,更利于肝臟病變的顯示[11-13]。Catalano等[14]對25例PHC伴血栓形成的患者行增強(qiáng)CT及MR檢查,結(jié)果顯示,當(dāng)血栓的ADC值與PHC的ADC值的比值小于2時為癌性血栓的可能性大。DWI可提高PHC的檢出率,提供豐富的病變組織信息,特別是在肝硬化患者中,肝硬化結(jié)節(jié)、疤痕以及纖維化等在肝硬化背景下呈現(xiàn)出低信號,通過DWI成像則更容易發(fā)現(xiàn)病灶[15]。DWI和定量ADC值可用于肝臟良惡性病變的診斷、鑒別診斷及判斷是否有癌性血栓形成。然而,肝臟良惡性病變的之間ADC值存在部分重疊[16],DWI應(yīng)與T1、T2加權(quán)成像相結(jié)合,提高PHC的檢出率。
PHC為富血供腫瘤,通常伴隨著腫瘤血管的生成并逐漸取代正常肝臟血管,腫瘤的血供由門靜脈供血為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯用}供血為主,因此在肝動脈期成像,PHC和肝實質(zhì)之間存在明顯差異,易于病變檢出[17]。馬文婷等[18]對21例PHC患者行DCE-MR成像,結(jié)果顯示,PHC的強(qiáng)化方式多為“快進(jìn)快出”型,相對于肝實質(zhì)表現(xiàn)為動脈期高信號,門脈期為高信號、等信號或低信號,延遲期則表現(xiàn)為低信號;少部分為“慢進(jìn)快出”型,這可能與PHC存在動脈、門脈雙重供血有關(guān),同時還存在某些特殊征象,如假包膜征、周圍血管充血征、門脈癌栓征等。DCE-MR還可用于監(jiān)測PHC術(shù)后復(fù)發(fā),其敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別是60.0%、67.7%和64.8%(P<0.05),研究表明DWI聯(lián)合DCE-MR對復(fù)發(fā)PHC的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為 89.5%、97.1%和94.4%,故DWI聯(lián)合DCEMR能顯著提高對復(fù)發(fā)的PHC的發(fā)現(xiàn)率[19]。放療是各種惡性腫瘤的有效治療手段之一,20世紀(jì)90年代中期后,現(xiàn)代精確放療技術(shù)迅速發(fā)展,為治療PHC提供了新的機(jī)會[2]。國外研究者對PHC術(shù)后行放療的患者行DCEMR,正常肝細(xì)胞攝取Gd-EOB-DTPA的能力明顯高于受放射損傷的肝細(xì)胞[20]。因此,DCE-MR成像可用于監(jiān)測腫瘤的復(fù)發(fā)及放療后肝細(xì)胞受損情況。
隨著MR技術(shù)的不斷發(fā)展,某些特異性對比劑,如葉酸、透明質(zhì)酸修飾的釓、脂質(zhì)氧化鐵納米粒劑等可被癌細(xì)胞選擇性攝取而正常肝細(xì)胞不攝取[21-23],如磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3在80%的PHC中常常過度表達(dá),而在正常肝臟組織中則不表達(dá),氧化鐵納米顆粒修飾磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3的單克隆抗體可與PHC中過度表達(dá)磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3特異性結(jié)合,從而提高PHC的檢出率和特異性,可用于PHC的早期診斷[24-26]。
MRS是一種無創(chuàng)的功能成像,可用于分析活體組織的代謝、生化改變及化合物定量。通過測量膽堿、N-乙酰天門氡氨酸、肌酸、乳酸、脂質(zhì)峰等對PHC進(jìn)行診斷、侵襲性評估及療效評價[27]。研究表明,膽堿/脂質(zhì)峰峰下面積比值在PHC內(nèi)有明顯升高,與肝內(nèi)正常組織及繼發(fā)性肝癌有顯著性差異,肝內(nèi)正常組織與繼發(fā)性肝癌的膽堿/脂質(zhì)峰峰下面積比值比較無顯著性差異,且膽堿峰下面積在PHC中明顯高于良性病變,其特異性和敏感性分別為93.3%、94.3%[28,29]。同時有研究發(fā)現(xiàn),PHC中乳酸和丙氨酸的水平顯著高于肝臟正常組織,外源丙酮酸可向乳酸和丙氨酸轉(zhuǎn)化,利用超級化C13標(biāo)記丙酮酸可在PHC中檢測到超級化C13的乳酸和丙氨酸,而超級化C13的MRS靈敏度又顯著高于普通碳原子,因此,利用MRS檢測PHC中的乳酸峰可提高PHC檢出的靈敏度[30-31]。綜上所述,MRS通過檢測肝臟代謝變化可彌補(bǔ)常規(guī)MR的不足,可用于PHC的早期診斷及鑒別診斷,提高PHC的檢出率。
PWI能反映組織血液灌注情況,間接反映組織的微血管分布情況,評估局部組織功能。對PHC進(jìn)行T2*和T1灌注成像,構(gòu)建時間-信號強(qiáng)度曲線(TIC),分別測定腫瘤組織及正常肝臟組織的T2*負(fù)性增強(qiáng)量化指標(biāo)負(fù)性增強(qiáng)積分(NEI)、最大下降斜率(MSD)和T1正性增強(qiáng)量化指標(biāo)正性增強(qiáng)積分(PEI)、最大上升斜率(MSI)及各項灌注參數(shù)相應(yīng)的偽彩圖形,結(jié)果顯示,T2*灌注成像腫瘤組織的TIC圖像表現(xiàn)為“速降速升”型,正常肝臟組織的TIC曲線為“緩降緩升”型;T1灌注成像腫瘤組織的TIC圖像呈“速升速降”型,正常肝臟組織的TIC曲線呈“緩升緩降”型。腫瘤與正常肝臟組織在T2*與T1灌注成像中的各灌注參數(shù)均有顯著性差異,且NEI與PEI、MSD與MSI在PHC中均表現(xiàn)為高灌注[32-33]。 PWI可以提供比傳統(tǒng)圖像更準(zhǔn)確的腫瘤血供信息,對PHC的診斷及鑒別提供了一種新方法。
DTI是DWI的發(fā)展和延伸,是目前唯一一種觀察和追蹤腦白質(zhì)纖維束的無創(chuàng)檢查方法,過去主要應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),近年來,DTI在PHC中的應(yīng)用研究有了新進(jìn)展。各向異性分?jǐn)?shù)(FA)可評價組織結(jié)構(gòu)的完整性。Li等[34]研究顯示,PHC的ADC值低于正常肝臟組織,F(xiàn)A值顯著高于正常肝實質(zhì),差異有統(tǒng)計學(xué)意義。Erturk等[35]研究顯示,轉(zhuǎn)移瘤具有低ADC值和高FA值,肝囊腫具有高ADC值和低FA值,血管瘤具有高ADC值和高FA值,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,其原因可能是惡性腫瘤比良性腫瘤及正常組織的細(xì)胞密度大,水分子彌散運動受限制,運動速度降低,因此ADC值降低;而腫瘤組織細(xì)胞排列緊密,水分子運動方向一致,因此FA值升高,故DTI可用于肝囊腫、血管瘤及轉(zhuǎn)移瘤的鑒別。PHC包括膽管細(xì)胞癌和肝細(xì)胞癌,鑒別診斷膽管細(xì)胞癌與肝細(xì)胞癌有助于制定治療方案及評估預(yù)后,陳麗華等[36]研究顯示,膽管細(xì)胞癌的FA值高于肝細(xì)胞癌,當(dāng)FA的診斷臨界值大于0.31時,診斷為膽管細(xì)胞癌敏感性為85.0%,特異性為65.6%,差異有統(tǒng)計學(xué)意義,之前也有研究顯示,肝硬化患者的FA值高于正常人,故DTI還可用于肝硬化的診斷[37]。DTI是一種新的技術(shù),可從分子水平顯示腫瘤細(xì)胞結(jié)構(gòu),為PHC的定性診斷及鑒別診斷提供重要價值。
MR功能成像是未來各種疾病研究的重要檢查手段,每項技術(shù)都有其優(yōu)勢與局限,單一的影像技術(shù)或生化檢查反映PHC都存在一定的缺陷,應(yīng)聯(lián)合多項檢查手段,從多角度提供豐富的信息,進(jìn)一步提高PHC的診斷率。目前,肝臟占位性病的定性診斷主要依賴于有創(chuàng)活檢或病理切片,MR為一種無創(chuàng)的功能成像,可用于腫瘤特定代謝產(chǎn)物的分析,完善舊的與研發(fā)新的MR功能成像,用MR研究各種占位性病變的特征代謝產(chǎn)物,將會使PHC的影像學(xué)研究前景更廣闊。