术后即时T1加权成像评估肝脏恶性肿瘤热消融术疗效的价值研究

杜丽娟 王铁功 朱洪平 邵成伟 詹 茜

据WHO癌症研究中心的GLOBOCAN项目［1］估计，肝癌是全球第六大最常见的恶性肿瘤，也是第四大最常见的恶性肿瘤死因。2018年估计有84.1万例新的肝癌病例，而肿瘤导致了78.2万例死亡［1］。肝脏也是人体内其他部位肿瘤第二位最常转移的器官。热消融（thermal ablation）是通过介质将热量直接传递到肿瘤组织，使其局部温度升高，从而破坏肿瘤细胞的一种微创治疗方法。根据热能量来源，分为不同类型的热消融技术，包括射频消融（radiofrequency ablation，RFA）和微波消融（microwave ablation，MWA）等。有研究［2］表明，射频消融和微波消融治疗肝癌的完全消融率均能达95%以上。但由于肿瘤过大、位置过偏及肿瘤周围大血管的“散热效应”等原因，仍有部分肿瘤不完全消融。所以，热消融术后评估肿瘤是否完全消融，从而指导制订后续治疗方案，具有重大的临床意义。本研究通过观测术后即时T1WI高信号是否覆盖肿瘤区，评价术后即时T1WI作为完全消融指标的临床效能。

1. 临床资料

收集2018年6月—2020年12月长海医院经活检病理或临床诊断证实、并接受CT引导下射频消融或微波消融治疗的肝脏恶性肿瘤患者资料，分别按照原发肿瘤和转移瘤、单发病灶和多发病灶进行分组。根据入组条件，共79例纳入研究对象，其中男性56例、女性23例，年龄30~81岁。49例为单发病灶，30例为多发病灶，53例原发性肝癌，26例肝转移瘤。所有入组患者行术前2周磁共振增强扫描、术后即时磁共振T1WI平扫及术后1~3个月磁共振增强扫描。

2. 检查方法

术前2周磁共振平扫及多期增强扫描：采用美国GE3.0T超导型MR仪和体线圈。采用肝脏容积加速采 集 （liver acquisition with volume acceleration，LAVA）T1WI序列，TR 2.58 ms，TE 1.18 ms，层厚5 mm，层间距无，FOV 440 mm×440 mm，矩阵224×270。增强使用拜耳双管高压注射器以3.5 mL/kg注射对比剂，结束后用20 mL生理盐水以同样流率冲洗。分别于注射对比剂后20~25 s、60~70 s、110~130 s行动脉期、静脉期和延迟期3期扫描。扫描范围包括肝脏及邻近器官。

术后即刻T1WI平扫：采用联影uMR 560 1.5 T MR扫描仪和腹部体表线圈。嘱患者仰卧，头先进，扫描腹部quick 3D序列，扫描范围包括膈顶至肾下缘水平。采用腹部quick 3D序列，具体参数为TR 4.21 ms，TE 1.86 ms，FOV 400 mm×300 mm。

术后1~3个月磁共振平扫及多期增强扫描：采用美国GE3.0 T超导型MR仪和体线圈。采用LAVA T1WI序列，TR 2.58 ms，TE 1.18 ms，层厚5 mm，层间距无，FOV 440 mm×440 mm，矩阵224×270。增强使用拜耳双管高压注射器以3.5 mL/kg注射对比剂，结束后用20 mL生理盐水以同样流率冲洗。分别于注射对比剂后20~25 s、60~70 s、110~130 s行动脉期、静脉期和延迟期3期扫描。扫描范围包括肝脏及邻近器官。

3. 图像分析

由2名具有5年以上腹部MR诊断经验的医师在不知晓研究内容和目的的情况下分别对MR图像进行分析和测量，意见不一致时经协商达成一致。

术前2周磁共振增强检查：在T1WI平扫序列上观测低信号肿瘤区，在增强序列动脉期测量病灶参数。测量方法：选择轴位最大面积层面，通过病灶长径短径交叉点确定病灶中心点，在长短经线的基础上，画米字线得8组径线，自中心点分别测量8组径线长度。

术后即时T1WI检查：热消融术后，保留无菌器具，同时行T1WI平扫。对比术前片寻找测量层面及中心点，画米字线得8组径线，若8组径线长度均大于/等于术前测量数据，则认为消融区覆盖肿瘤区。若全覆盖（完全消融），则结束操作；
若未全覆盖（不完全消融），则回操作间补充消融，直至完全覆盖。后期计算术前术后8组径线差值，取最小差值作为该病灶最小消融边界。

术后1~3个月磁共振增强检查：在T1WI增强序列上观测消融术区有无强化灶，术区（包括边缘）无强化灶为完全消融（图1），术区（包括边缘）有强化灶且强化方式同术前病灶强化方式为不完全消融（图2）。

4. 统计学分析

采用SPSS26.0统计软件进行统计学分析。经过Kolmogorov-Smirnov检验发现本研究计量资料符合正态分布，因此本研究计量资料采用均数±标准差（）进行统计描述，采用t检验进行组间比较。计数资料采用率或百分比进行统计描述，采用χ²或Fisher精确概率进行组间比较。检验水准α=0.05。

1.术后即时T1WI和术后1~3个月增强检查结果对比

78例术后即时TIWI高信号覆盖原病灶；
1例术后即时T1WI高信号未覆盖原病灶，返回操作间补充消融，术后再次行T1WI，确定高信号覆盖原病灶。术后即时T1WI确认完全消融率为100%。术后1~3个月复查结果显示，74例消融术区（包括边缘）无强化灶，5例消融术区（包括边缘）有强化灶且强化方式与术前病灶相同，完全消融率为93.67%。两者差异无统计学意义（χ²=3.305，P=0.069；
表1）。

表1 术后即时T1WI和术后1~3个月增强检查结果对比

2.最小消融边界与热消融术疗效对比

最小消融边界为0~2.08 cm。按照1~3个月复查的消融结果进行分组，发现不完全消融组的最小消融边界明显低于完全消融组（t=2.5，P=0.015；
表2）。

3.病灶属性与消融术疗效相关性

49例单发病灶中47例完全消融，2例不完全消融；
30例多发病灶中27例完全消融，3例不完全消融。单发病灶与多发病灶消融结果差异无统计学意义（χ²=0.328，P=0.567）。53例原发性肝癌中51例完全消融，2例不完全消融；
26例肝转移瘤中23例完全消融，3例不完全消融。原发性肝癌与肝转移瘤消融结果差异无统 计 学意义 （χ²=0.706，P=0.401）。详见表2。

表2 消融效果相关因素分析

热消融通过介质将热量直接传递到肿瘤组织，使其局部温度升高，加上时间累积，使肿瘤细胞发生不可逆损伤。这种即时损伤表现为胞质线粒体酶、核酸组蛋白的蛋白质凝结，并在几天内触发细胞死亡，有学者将这种病理改变归类为凝固性坏死［3-4］。肿瘤病灶在磁共振平扫序列中分别表现为T1WI稍低信号、T2WI稍高信号和DWI高信号。凝固性坏死在T1WI平扫上呈高信号改变，边界清楚，且坏死灶周围的水肿带在T1WI上并不敏感。凝固性坏死在T2WI上呈低信号［5］，但T2WI对边缘水肿带较敏感，不利于判断消融区是否覆盖肿瘤区。DWI图像本身信噪比和空间分辨率均较低，不能用于精准评估。凝固性坏死在CT平扫上表现为低密度、边界模糊，与低密度的肿瘤病灶没有反差，也不利于评估。所以，图像评估角度，T1WI平扫序列比磁共振其他平扫序列和CT平扫更具优势。另外，虽然磁共振增强图像更利于评估是否完全消融，但是增强序列扫描时间相对较长，且须注射造影剂，而T1WI平扫序列扫描时间短，无须注射造影剂，患者更易耐受。从操作角度，本研究为CT引导下热消融术，热消融术及检查均可在影像科内完成，无须长距离移动，可操作性更强。因此，本研究通过前瞻式设计，选择T1WI平扫作为评估肿瘤是否完全消融的一个指标，并检测其评估效能。

1.热消融术疗效评估

本研究术后即时T1WI平扫高信号均覆盖原肿瘤病灶，按此标准，入组病灶完全消融率为100%。术后1~3个月MR增强提示完全消融率为93.67%。两者差异无统计学意义。说明术后即时T1WI可以作为评估肿瘤是否完全消融的一个指标，指导制订后续治疗方案。理论上，热消融术后组织发生凝固性坏死，只要T1WI高信号覆盖原肿瘤病灶范围，就能达到完全消融的效果。但实际上，本研究中仍然有5例在术后1~3个月的复查中，被证实为不完全消融，其原因可能有以下两方面。（1）检查设备和参数：消融术前检查和术后即时T1WI检查设备、参数不同，获取的病灶层面不一定相同，前后对比可能出现偏差；
（2）病灶属性：病灶是立体的，部分病灶形态不规则，而消融区域较规则，观测的时候容易把病灶平面化，遗漏不规则的边角部分。另外，病灶较大时，不完全消融率风险也会随之提高［6］。针对检查设备和参数问题，后续的研究尽量统一扫描设备，至少扫描参数一致，寻找合适的扫描模型，保证病灶层面一致。另外，本研究后续将研发融合软件，将术前原病灶图像与术后T1WI图像融合，判断T1WI高信号是否覆盖原病灶。术前模拟并制作消融模型，确定消融范围涵盖不规则病灶每一个边角。以期减少主观观测造成的误差。

2.热消融术疗效影响因素分析

除了上述设备和病灶观测等因素外，热消融操作本身同样会对热消融术疗效产生一定影响。本研究发现最小消融边界越小越容易发生不完全消融。Shady等［7］研究发现，足够的最小消融边界（＞0.5 cm，理想情况下＞1 cm）可以显著降低局部肿瘤进展率。本研究入组病灶最小消融边界范围为0~2.08 cm。完全消融组最小消融边界为0~2.08 cm；
不完全消融组最小消融边界为0.01~0.3 cm。不完全消融组的最小消融边界小于完全消融组，差异有统计学意义。与之前学者报道结果基本一致。

另外，消融效果可能与病灶本身的属性有一定的相关性。本研究检验的两个因素均显示无统计学意义，可能与入组病例数较少有关。单纯从数字比例看，多发病灶更容易发生不完全消融。本研究中49例单发病灶有2例不完全消融，30例多发病灶有3例不完全消融。可能因为多发病灶病理的肝脏微环境更容易发生局部浸润和转移［8］，所以多发病灶的不完全消融也有可能是快速的原位复发或转移。本研究中一例4个病灶均行热消融术，最终达到完全消融，术后1年复查无复发。因此多发病例的所有病灶均行热消融术，可能可以提高其完全消融率，但是本研究相关病例数较少，尚不能进行统计学论证。肝脏原发肿瘤比肝脏转移瘤更容易达到完全消融：53例原发性肝癌中仅2例不完全消融，26例肝转移瘤中却有3例不完全消融。可能与肝转移瘤患者血液内残存的微转移灶有关，所以肝转移瘤患者热消融术联合手术或化学治疗可能达到更理想的临床转归［9-10］。

3.本研究的局限性

本研究评估术后T1WI高信号是否覆盖病灶通过测量长短径，不够精准。希望研发出相关软件，将消融术前后图片融合，测算消融区与肿瘤区的重合率、最小消融边界以及两者与消融率之间的关系，从而反过来指导选择消融参数，力求最大程度减少肝组织损伤的同时达到完全消融。另外，本研究总入组病例偏少，部分分组病例过少，不能进行有效统计学分析，随着研究的持续推进、更多病例的入组，我们将获得更多有效数据，优化热消融相关标准和规则，最终受益肝脏恶性肿瘤患者。

综上，对于评估肝脏恶性肿瘤热消融效果，术后即时T1WI可以达到术后MR增强检查的效能，可以用于早期评估热消融术疗效，对于指导后续治疗方案的制订具有较大的临床意义。