基于术后增强MRI的纹理分析对肝癌TACE联合微波消融术后的早期疗效价值

龚姝卉 李绍东* 孙 丽

肝细胞癌恶性程度高[1]，对于中晚期肝癌失去手术机会的患者来说，肝动脉化疗栓塞治疗(hepatic artery chemoembolization，TACE)是一种常用的治疗手段，它能控制肿瘤生长，延长不能切除HCC患者存活率和减少可切除HCC复发[2-3]。而多种介入治疗与单一治疗相比，能够提高患者的生存率，其中微波消融(microwave ablation，MWA)操作上较为简便，是可重复的、侵袭性小的一种治疗方法。MWA采用直接能量破坏局灶性肿瘤，TACE术后联合MWA治疗能提高患者的生存率[4]，但TACE联合MWA术后仍然有肿瘤残留或复发的可能，因此早期评价和预测肝癌经TACE联合MWA术后的疗效反应对临床管理至关重要。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)由于软组织的高对比度、多方位成像、多参数成像等优点，是监测肝癌治疗效果有效的无创方法，有学者认为磁共振弥散加权对肝癌的诊断以及介入术后的疗效评价均有较高价值[5-6]，肿瘤复发的概率与肿瘤异质性可以通过纹理分析对图像的像素或容积灰阶进行计算，定量评价肿瘤的微环境，从而更加全面地概括肿瘤特征，对肿瘤治疗的疗效进行评估[7]。因此，本研究应用纹理分析方法，在MRI增强图像基础上对治疗后肿瘤病灶进行异质性测定，评价术后纹理分析值对肝癌经TACE联合微波消融术的早期疗效预测价值。

1 资料与方法

图1 男性，65岁，肝左右叶交界区肝癌，TACE联合MWA术后ER患者。1A和1C分别为动脉期和门静脉期；1B和1D分别为动脉期和门静脉期的单层靶区勾画示意图；1E和1F分别为1B和1D相应整个瘤体靶区勾画完成后结果输出值界面，1G为术后DSA图箭头所示肿瘤区有染色。图2A-B 动脉期、门脉期各纹理分析值对预测早期疗效的ROC曲线分析。a:动脉期，v:门静脉期。

1.1 患者资料回顾性分析2016年1月至2018年11月徐州医科大学附属医院符合以下标准的患者。纳入标准：按照原发性肝癌诊疗规范2017版[8]诊断为原发性肝癌的患者，单发或多发(n≤2)肿瘤，先后行TACE术及微波消融手术，术后1月行MRI上腹部增强及DSA检查；既往未行肝脏射频、TACE、放化疗等治疗。排除标准：介入治疗前已有门脉癌栓、血管侵犯或肝外转移；手术切除过的患者；既往有其他恶性肿瘤病史及相关治疗史；有MRI检查禁忌证；患者无法耐受检查；图像质量差，伪影明显，无法用于分析、提取纹理参数。

共入组患者52例(66个病灶)，男性39人，女性13人，年龄42～79岁，中位年龄57岁，14个病灶位于肝左叶，42个病灶位于肝右叶，10个病灶位于肝左右叶交界区。肿瘤全部呈肿块型或结节型，平均直径约为31.79mm。

1.2 TACE联合MWA对肝癌患者采取Seldinger穿刺法进行TACE治疗。MWA治疗在患者在TACE术后2周内进行。在超声引导下精确定位，选择穿刺点、进针方向及角度。当整个肿瘤变为强回声且肿瘤灶周边温度达到肿瘤细胞死亡阈值时停止微波辐射。

1.3 MRI检查采用3.0T超导磁共振成像仪(GE Discovery MR750w 3.0T)于术后一周对患者进行检查，用GE一体化线圈，患者取仰卧位，于吸气末开始进行扫描，中心线定于剑突下缘。采用LAVA-FLEX技术，先扫轴位T1WI，LAVA-FLEX扫描参数(轴位) :TR 5ms，TE 1.8ms，矩阵为256×180，FOV为40cm×32cm，层厚4.8mm，交叉口间隔为-2.4mm，然后利用双管高压注射器，先经肘静脉以2.5mL/s的速度注入469.01mg/mL的钆喷酸二甲基葡胺(Gd-DTPA)，随后注入20mL生理盐水。动脉期、门静脉期和平衡期分别于注射对比剂后12～15、60～63、120s后行全肝扫描，单期扫描时间为15s，每期扫描80层，扫描参数同前。

1.4 MRI增强图像分析将术后的动脉期和门静脉期图像(DICOM)分别输入到以Reserch omni-kinetics Version V2.1.0软件，测量时遵循盲法原则，由两名高年资放射医师在轴位图像的连续层面对肿瘤边界进行手动勾画、调整，并对肿瘤内部均匀填充确保得到完整的肿瘤立体感兴趣区(图1)，分析得到纹理相关参数，包括平均值、标准差、偏度、峰度、均一性、能量、熵。

1.5 治疗疗效评估依据术后DSA检查，所有图像均由两位有经验的介入科医师进行评估，肝癌TACE联合MWA术后DSA早期复发诊断标准为：动脉期，肿瘤血管扭曲、纤细，走行不规则；毛细血管期，肿瘤病灶可有染色。

1.6 统计学方法所有数据均用SPSS 22统计软件进行分析，ER组和NER组介入治疗后的纹理参数采用独立样本T检验、非参数Mann-Whitney U检验比较。绘制受试者工作特征曲线并计算曲线下面积，评价参数的诊断性能并采用最大约登指数计算最佳截断点，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 疗效评价根据术后DSA诊断标准，52例入组病人66个病灶中，复发灶28个，非复发灶38个，在ER组中，所有28个病灶在DSA上均可见染色。

2.2 各组纹理分析参数值比较表1和表2为术前动脉期、门静脉期ER组和NER组的纹理分析值。动脉期NER组中均一性、能量高于ER组，标准差、熵、偏度低于ER组，差异有统计学意义(P＜0.05)，门静脉期NER组中均一性高于ER组，标准差、偏度、峰度、熵值低于ER，差异有统计学意义(P＜0.05)，动脉期、门静脉期其他数值在两组间没有统计学意义，结合ROC曲线，动脉期熵、标准差，门静脉期标准差、均一性具有较高的预测效能，动脉期熵值最佳截断点分别为7.06(图2-3，表3)。

表1 术后动脉期ER和NER纹理分析值

表2 术后门静脉期ER组和NER组纹理分析值

表3 纹理分析参数预测早期疗效的价值

3 讨 论

肝癌介入治疗后肿瘤仍有丰富的侧支循环，因此肿瘤复发率高，准确及时的疗效判断对临床至关重要，肿瘤异质性对恶性肿瘤治疗的疗效判断得到越来越广泛的关注，治疗后的肿瘤异质性已被证明与预后差和生存期短有关[9]。通过纹理分析可以识别图像的异质性，来早期预测肿瘤反应，与单一的视觉形态相比，纹理分析可提供更多肿瘤内部信息，相对于平扫序列，增强序列能更多地反映肿瘤血供的特点，肿瘤边缘勾画更加清楚，提供更多的肿瘤纹理特征[10]，本研究是基于术后增强MRI检查的纹理分析值对肝癌介入术后早期疗效的预测价值，一系列基于不同肿瘤的纹理分析参数研究表明，纹理分析可用做肿瘤治疗反应的评价方法[11-12]。

研究表明，异质性较高的肿瘤具有较大的熵值，熵值对肿瘤疗效评价具有较高的价值[13]。本研究结果表明，ER组动脉期、门静脉期的熵值均高于NER组，且有统计学差异，结果符合此理论。本研究中，NER组动脉期和门静脉期的偏度低于ER组，Davnall等[9]认为偏度越高代表着肿瘤异质性增加，预示预后差，本研究中，动脉期、门静脉期的均一性、动脉期的能量在NER中高于ER组(P＜0.05)，这与Yu等[14]的研究结果相类似，表明均一性高、能量高的肿瘤治疗效果更明显，ER组中术后的图像灰度分布相对不均匀、局部纹理较杂乱，在实体肿瘤中，肿瘤细胞增殖旺盛，就会导致相对区域缺血、缺氧，这与治疗后复发密切相关。此外，本研究中，动脉期、门静脉期的标准差在ER组高于NER组(P＜0.05)，这与Chee等[15]的研究结果相类似，标准差描述的是肿瘤内部像素对比度的分布特征，标准差越大，说明图像灰度值越高，像素越分散[16]，进而反映肿瘤内部异质性越大。峰度是通过直方图产生的参数，反映图像像素值的分布情况，峰度值的降低往往可以提示治疗有效[17]，本研究认为治疗后门静脉期的峰度可以预测早期疗效。本研究与已往研究也有不同[18]，本研究中动脉期和门静脉期平均值和动脉期的峰度在ER组和NER组中无统计学差异，可能与选择的序列不同或者不同的MR扫描参数有关。

本研究为回顾性研究，入组病例少，可能会导致选择偏倚，且未对肿瘤空间分布纹理特征数值进行分析。此外，实验中纹理值来源于手动分割，尽管努力实现精确定位，尽量减少手动中可能出现的错误分割，但可能还是会发生不可避免的误差。总之，本研究结果表明，治疗后MR纹理特征有预测疗效的潜力，纹理分析可以提供病灶更多额外的信息，与单一的视觉形态相比，更可靠、更详细。