重离子疗法治疗肝细胞癌的MRI影像评估价值.pdf
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1、磁共振成像 2023年6月第14卷第6期 Chin J Magn Reson Imaging,Jun,2023,Vol.14,No.6http:/临床研究Clinical Articles重离子疗法治疗肝细胞癌的MRI影像评估价值赵致平,关钊钰*,王建花,张雁山,王慧娟作者单位:甘肃省武威肿瘤医院影像科,武威 733000*通信作者:关钊钰,E-mail:中图分类号:R445.2;R735.7 文献标识码:A DOI:10.12015/issn.1674-8034.2023.06.005本文引用格式:赵致平,关钊钰,王建花,等.重离子疗法治疗肝细胞癌的MRI影像评估价值J.磁共振成像,2023
2、,14(6):32-38.摘要 目的探讨MRI在重离子疗法(heavy-ion therapy,HIT)治疗肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)疗效评价中的价值。材料与方法回顾性分析经HIT治疗的25例HCC的MRI检查资料,对比治疗前与治疗后36个月复查时肿瘤轴位面积、体积及最大长径,分析表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)、动态增强扫描三期动脉期(artery phase,A phase)、门脉期(hepatic portal venous phase,H phase)、静脉期(venous phase,V p
3、hase)T1WI信号强化率(signal enhancement ratio,SER)的影像学变化特点,以肿瘤标志物甲胎蛋白(alpha-fetal protein,AFP)的变化为参照,分析影像变化与AFP变化之间的相关性,评估MRI在疗效评价中的价值。采用Wilcoxon秩和检验比较治疗前后AFP、形态学参数(最大长径、面积、体积)和MRI功能学参数(ADC、SER)的变化;采用Spearman相关性分析方法分析A phase、H phase、V phase的SER与肿瘤形态、ADC值、AFP值之间的相关性。结果HIT治疗后HCC形态明显缩小,AFP减低;同时,MRI功能学定量参数三期S
4、ER均明显减低、而ADC值明显增高(P均0.05)。相关性分析显示,A phase的SER与肿瘤形态呈轻度正相关,与肿瘤最大长径和体积的相关系数分别为0.29、0.27(P均0.05);H phase的SER亦与肿瘤形态呈轻度正相关,其中与面积和体积的相关系数分别为0.28、0.31(P均0.05);ADC值与AFP值呈负相关(r=-0.40,P0.05)。AFP与肿瘤大小和SER的相关性研究显示,AFP与肿瘤的直径和体积呈正相关(r=0.69、0.64,P均0.05);同时,AFP与A phase的SER呈正相关(r=0.59,P0.05),而与H phase和V phase的SER无明显相
5、关性(P0.05)。结论HCC在HIT治疗前后变化明显,且与AFP有相关性,随着AFP的降低,HCC肿瘤大小、SER均较治疗前降低,而ADC值较治疗前升高,MRI可有效评估HIT治疗HCC的疗效。关键词 肝细胞癌;重离子治疗;疗效评价;扩散加权成像;磁共振成像MR imaging evaluation of heavy-ion therapy for hepatocellular carcinomaZHAO Zhiping,GUAN Zhaoyu*,WANG Jianhua,ZHANG Yanshan,WANG HuijuanDepartment of Radiology,Gansu Wuwe
6、i Tumor Hospital,Wuwei 733000,China*Correspondence to:Guan ZY,E-mail:Received 5 Dec 2022,Accepted 6 May 2023;DOI:10.12015/issn.1674-8034.2023.06.005ACKNOWLEDGMENTS Key R&D Program Project of Gansu Province(No.20YF8FH155).Cite this article as:ZHAO Z P,GUAN Z Y,WANG J H,et al.MR imaging evaluation of
7、heavy-ion therapy for hepatocellular carcinomaJ.Chin J Magn Reson Imaging,2023,14(6):32-38.Abstract Objective:To explore the value of MRI in the efficacy evaluation of heavy-ion radiotherapy(HIT)for hepatocellular carcinoma(HCC).Materials and Methods:A retrospective analysis of 25 cases of HCC exame
8、d by MRI,compare the axial area,volume and maximum diameter,apparent diffusion coefficient(ADC),T1WI signal enhancement rate ratio(SER)of the HCC before treatment with the data which after 3-6 months treatment.To evaluate the correlation between the imaging changes and the alpha-fetal protein(AFP)ch
9、anges.Wilcoxon rank-sum test was used to compare changes in AFP,morphological parameters(maximum length,area and volume)and MRI parameters(ADC and SER);Spearman correlation was used to analyze the correlation between the SER of arterial phase(A phase),hepatic portal venous phase(H phase)and venous p
10、hase(V phase)and tumor morphology,ADC and tumor marker AFP.Results:The results showed that after HIT,HCC morphology,AFP decreased,and ADC value was significantly increased(P0.05).Correlation analysis showed that SER of A phase was slightly positively correlated with tumor morphology,and the correlat
11、ion coefficient with the maximum length and volume of tumor was r=0.29 and r=0.27(P0.05),respectively,SER of H phase was also slightly positively correlated with tumor morphology,and the correlation coefficients with area and volume were r=0.28 and r=0.31,respectively(P0.05),ADC value was negatively
12、 correlated with AFP value of tumor marker,and the correlation coefficient was r=-0.40(P0.05).The correlation between AFP and tumor size and SER showed that AFP was positively correlated with tumor diameter and volume,r=0.69 and 0.64,respectively(P0.05).At the same time,AFP was positively correlated
13、 with the enhancement rate of A phase,r=0.59(P0.05),but not with the enhancement rate of H phase and phase V(P0.05).Conclusions:HCC changes significantly before and after HIT,and has a good correlation with AFP,with the decrease of AFP,HCC tumor size and SER are decreased which compared with before
14、treatment,while the ADC value is higher than before treatment.MRI can evaluate the efficacy of HIT in HCC effectively.Key words hepatocellular carcinoma;heavy-ion radiotherapy;efficacy evaluation;diffusion weighted imaging;magnetic resonance imaging0前言肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)占肝癌病例的75%85%,是
15、全球第六大最常见的癌症,也是癌症死亡的第三大原因1。中国西部地区肝癌的发病率和死亡率均排在第二位,占所有癌症病例的11.88%,占所有癌症死亡的16%2,总体五年生存率为15%17%3。肝切除术和肝移植被视为根治性治疗方法4,然而在发现时只有不到30%的患者适宜手收稿日期:2022-12-05 接受日期:2023-05-06基金项目:甘肃省重点研发计划项目(编号:20YF8FH155)32磁共振成像 2023年6月第14卷第6期 Chin J Magn Reson Imaging,Jun,2023,Vol.14,No.6http:/临床研究Clinical Articles术治疗5。腹腔镜肝切
16、除术是肝功能完好且直径在25 cm的孤立性HCC患者的最佳治疗方法6。大多数HCC患者被确诊时已为晚期,总体预后不佳,主要原因是复发和转移,因此失去手术机会7。根据HCC临床实践指南,经动脉化疗栓塞可用于中期HCC,但坏死率较低。射频消融在治疗小于3 cm的HCC方面有效8。随着放射治疗肝癌临床经验的积累,美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)指南及国家卫生健康委员会关于原发肝癌诊疗规范均将放疗作为不可切除肝癌或无法实施手术肝癌的优选方法9。三维适形放疗、立体定向消融和粒子束放射治疗报告的生存时间分别为524个月、17个月和
17、1322个月10。重离子疗法(heavy-ion therapy,HIT)是一种很有前途的癌症治疗方法11,是近年出现的放疗技术。围绕HIT治疗肿瘤的临床关键问题去探索符合HIT治疗特点的诊疗方案是当务之急12。HCC患者血清甲胎蛋白(alpha-fetal protein,AFP)水平常升高,研究显示AFP的早期变化可能有助于预测HCC患者的抗肿瘤疗效13。随着MRI技术的不断发展,多功能成像技术已运用于HCC的影像检查,并显著提高了 MRI 对 HCC 的早期诊断与监测能力,在预后评价、治疗方案选择、疗效评估及复发转移监测中有较好的应用价值。但评估疗效都用实体瘤疗效评价标准(Respons
18、e Evaluation Criteria in Solid Tumors,RECIST)中的肿瘤最大径线,而部分医生要求测量肿瘤二维或三维径线,标准和要求不一,此外,由于部分HCC治疗后早期虽形态大小变化不明显,但在细胞及分子学层面已出现变化,因此有必要探讨新的评估方法以有效、准确、定量的评估疗效。用MRI评估HIT治疗HCC疗效的研究尚不多见。本研究可以补充HIT治疗HCC中的功能MRI如表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)、动态增强扫描T1WI信号强化率(signal enhancement ratio,SER)等方面的资料,并与AFP相结
19、合,通过相关性研究验证其评估HIT治疗HCC的准确性与可靠性。1材料与方法1.1 研究对象本研究遵照 赫尔辛基宣言,经甘肃省武威肿瘤医院伦理委员会批准,免除受试者知情同意,批准文号:2018-伦理审查-21。回顾性分析2018年11月至2022年8月进行HIT治疗的25例HCC病例资料。纳入标准:(1)病理或CT/MRI影像学诊断为HCC;(2)所有患者进行HIT治疗;(3)HIT治疗前后均有完整的MRI检查资料且均进行了准确测量。排除标准:(1)未完成全程治疗者;(2)当肿瘤1 cm或囊变坏死过大(MRI增强显示对比剂摄取的病灶横径1 cm);(3)联合化疗或其他治疗的患者。1.2 扫描设备
20、及方法本研究对比治疗前与治疗后36个月复查时肿瘤轴位面积、体积及最大长径,ADC值。所有病例分别于治疗前与治疗后36个月复查时分别进行以下MRI检查。采用德国Siemens公司3.0 T Skyra超导MRI扫描仪,使用16通道腹部线圈。平扫行冠状位T2WI序列扫描,参数:自旋回波(spin echo,SE)序列,TR 1800 ms,TE 87 ms,FOV 420 mm420 mm,层厚5 mm,间距1 mm,扫描范围包括整个肝脏;横断位T1WI采用Dixon序列,分别得到正相位、反相位、脂相和水相四组图,参数:梯度回波(gradient echo,GRE)序列,TR 4 ms,TE 2
21、ms,FOV 400 mm325 mm,层厚5 mm,间距1 mm,扫描范围包括整个肝脏;T2WI扫描,参数:脂肪抑制(fat suppression,FS)序列,TR 3957 ms,TE 84 ms,FOV 300 mm256 mm,层厚 5 mm,间距 1 mm,扫描范围 包 括 整 个 肝 脏;然 后 进 行 扩 散 加 权 成 像(diffusion-weighted imaging,DWI)扫描,重建ADC图像,参数:平面回波(echo planar,EP)序列,TR 6800 ms,TE 48 ms,FOV 380 mm306 mm,b值50、400、800 s/mm2,层厚5
22、mm,间距1 mm;动态增强采用T1WI三维容积内插技术扫描,参数:梯度回波(gradient echo,GRE)序列,TR 4 ms,TE 1 ms,FOV 400 mm325 mm,层厚3 mm,间距0 mm,对比剂GD-DTPA(钆喷酸葡胺注射液,广州康臣药业有限公司,中国)使用高压注射器静脉快速团注,剂量0.1 mmol/kg,流速2 mL/s,共扫 4 次,分别于打药后 15 s、20 s、5060 s、35 min时扫描动脉期(artery phase,A phase)早期、A phase晚期、门脉期(hepatic portal venous phase,H phase)、静脉期
23、(venous phase,V phase)图像。1.3 图像分析由两位分别从事影像诊断工作20年和29年的主治医师和副主任医师使用西门子 MRWP工作站在T1WI增强序列上测量肿瘤治疗前后肿瘤轴位面积、体积及最大长径,测量 DWI上扩散加权受限区域的ADC值,b值取800 s/mm2,测量并计算三期(A phase、H phase及V phase)的SER,SER=(SIpost-SIpre)/SIpre100%,SIpre、SIpost分 别 为 增 强 前 后 的 信 号 强 度(signal intensity,SI)。当肿瘤信号不均时,测量3次数值取其平均值。当测量结果不一时,采用较
24、高职 称 医 师 的 结 果。感 兴 趣 区 域(region of interest,ROI)在轴位最大肿瘤层勾画,尽量避免出血、坏死组织及血管区域。1.4 血清学检测及疗效评定采用放射免疫法测定血清 AFP 浓度,正常测定值5.8 IUmL,评估肿瘤形态(面积、体积、最大长径)、ADC值、三期SER与AFP变化的相关性。1.5 HIT治疗HIT治疗使用中科院兰州近代物理研究所研发33磁共振成像 2023年6月第14卷第6期 Chin J Magn Reson Imaging,Jun,2023,Vol.14,No.6http:/临床研究Clinical Articles的医用重离子加速器(T
25、PS,版本V1.0,兰州科近泰基新技术有限公司),固定在6476 gy(RBE),危及器官限量。1.6 统计学分析方法采用SPSS 22.0统计软件,治疗前后AFP、形态学参数(最大长径、面积、体积)和MRI功能学参数(ADC、SER)比较采用配对Wilcoxon秩和检验,检验前对数据进行正态性分析;采用Spearman相关性分析方法分析T1WI增强三期SER与肿瘤形态及ADC、AFP之间的相关性。病例临床特征分析用均数标准差描述符合正态分布的连续性变量,并用t检验分析组间差异;用中位数(四分位间距)描述非正态分布的连续性变量,并用Wilcoxn秩和检验分析组间差异;用频数(百分比)描述分类变
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