李靖; 曲金荣; 张宏凯; 肖金成; 姜丽娜; 赵妍; 黎海亮

doi:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2016.35.004

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• 临床研究 •

3.0 T磁共振成像在动态观察肺部肿瘤氩氦刀术后变化中的价值

中华医学杂志, 2016,96(35) : 2781-2785. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2016.35.004

摘要

目的

初步探讨肺部恶性肿瘤氩氦刀术后多个时间点消融区磁共振成像(MRI)表现及变化趋势，提高对消融区MRI影像学特点及其变化的认识。

方法

2014年7月至2016年1月在河南省肿瘤医院住院并接受氩氦刀治疗共23例(26个病灶)的肺部恶性肿瘤患者纳入本研究。所有患者分别于治疗前、术后1 d，1周，1、3、6和12个月进行胸部MR平扫和动态增强扫描，两名阅片者独立双盲法对图像进行分析，采用5分制评价消融区T₁WI和T₂WI上信号强度，并采用Kappa检验比较结果的一致性。测量消融区最大径，并分析消融区最大径和信号强度随时间的变化趋势。同时绘制消融区动态增强时间-信号曲线并分类。

结果

术后1 d，26个消融区呈高低混杂信号；术后1周表现为T₁WI高(22/26，84.6%)、T₂WI高信号(17/26，65.4%)并边缘低信号环(22/26，84.6%)；术后1个月17个(65.4%)为T₁WI高信号，两名阅片者分别评价22(84.6%)和21(80.8%)为T₂WI高信号；术后3个月，大多呈T₁WI(18/26，69.2%)及T₂WI(19/26，73.1%)等信号，19个消融区(73.1%)呈楔形影；术后6和12个月，消融区大小和信号强度变化不大。术后1 d消融区最大径最大并逐渐缩小，信号强度术后1周最大并逐渐下降至等信号。术后1 d至1个月消融区时间-信号曲线为无明确强化的直线型，术后3～12个月呈轻度延迟强化的流入型。随访周期内22个病灶(84.6%)未见复发，4例复发病灶均发生在术后3个月，且术后1周消融区边缘低信号环不完整。

结论

肺部肿瘤氩氦刀术后MRI表现具有一定的特征性，术后1周消融区边缘低信号环是否完整有助于判断复发，术后1周至3个月是观察消融区发生较大改变的重要时间窗，MRI在识别消融区及动态反映其变化方面具有重要价值。

引用本文: 李靖, 曲金荣, 张宏凯, 等. 3.0 T磁共振成像在动态观察肺部肿瘤氩氦刀术后变化中的价值 [J] . 中华医学杂志, 2016, 96(35) : 2781-2785. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2016.35.004.

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肺癌是全世界最常见的恶性肿瘤^[1]，是我国男性患者第1位、女性患者中第2位常见肿瘤^[2]。晚期和不具有手术指征(肺功能差、合并其他脏器疾病等)患者常失去手术机会^[3]。肺转移瘤属于肿瘤晚期表现，临床治疗手段有限，总体效果不甚理想^[4,5]。氩氦刀冷冻消融是新兴的微创治疗，最早应用于治疗前列腺肿瘤和肝癌结节^[6,7]，2005年开始应用于治疗胸部肿瘤^[8]，目前氩氦刀已经是治疗无法手术的早期非小细胞肺癌(NSCLC)和单发肺转移瘤安全、有效、可行的治疗方法^[9,10,11,12]。不同于手术切除，氩氦刀治疗后肿瘤呈消融后改变，而其疗效需通过长期随访观察，因此术后影像学随访很重要。磁共振(MR)具有多方位、多参数成像和无辐射等优势，而双门控等技术克服了以往的胸部伪影大(呼吸、心脏大血管搏动)的问题，极大地提高了MR在胸部的应用。目前仅有3D-MR引导下肺癌氩氦刀手术的报道^[13]，但利用MR长期观察消融区变化尚未见到，临床上术后消融区MRI特点和变化认识不足甚至缺失。本研究旨在对肺部肿瘤氩氦刀治疗前、术后1 d、1周、1、3、6和12个月行MR扫描，来判断并动态观察消融区表现及变化趋势，总结有用征象并为临床制定复查计划提供依据。

对象与方法

一、对象

1．纳入标准：

肺一侧叶单发病灶，患者能耐受氩氦刀治疗，能顺利完成MR扫描计划，图像清晰能满足阅片需要。

2．排除标准：

患者不配合，无法完成MR扫描计划；图像质量较差；肝肾等重要脏器功能衰竭，术后随访期间肿瘤复发，覆盖消融区大部分(>50%)或全部导致无法继续评价。本院医学伦理委员会讨论同意本研究的进行(81372370)，并获得患者知情同意书。

3．患者：

前瞻性收集2014年7月至2016年1月在河南省肿瘤医院介入科住院并接受氩氦刀治疗肺部肿瘤患者的MRI资料。符合入组标准共23例患者、26个病灶，均经病理证实。肺癌11例，包括4例鳞癌和7例腺癌；12例不同来源转移瘤共15个病灶，肝细胞癌4例(6个)，肺癌2例，贲门癌3例，乳腺癌2例(3个)，直肠癌1例。病灶左肺12个，右肺14个；上叶14个，下叶12个。男14例、女9例，年龄范围25～78岁，中位数年龄57岁。病灶最大径8～51 mm，平均(24±10) mm。所有患者均成功实施氩氦刀治疗，术后3个月4个病灶复发(<50%消融区),术后6个月病灶增大(>50%消融区)而剔除，22例未见复发，未发生针道种植转移。

二、方法

1．氩氦刀治疗方案：

氩氦刀冷冻治疗(Ar-He cryosurgery)设备为以色列GML公司的CryoHit型，探针直径1.47 mm，GE公司大孔径CT机。依据影像资料明确靶区并设计三维治疗计划，要求冰球>病灶边缘1 cm，单次治疗冷冻范围达病灶80%以上为显效。采用17 G冷冻针，布针时两针间隔2 cm，进针数目依据肿瘤大小而定。单次治疗需2个冻融循环，包括10 min氩气冷冻和2 min氦气复温过程。如肿瘤较大时可采用退刀冷冻或分次冷冻。治疗全过程监测患者生命体征。

2．MR扫描方案：

患者分别于术前及术后1 d、1周、1、3、6和12个月分别行胸部MR平扫和动态增强扫描。采用3.0 T MR扫描仪(Signa HDx，GE Healthcare，Waukesha，WI，美国)，使用TORSO线圈。患者仰卧位，足先进。轴位序列扫描范围从肺尖到膈顶。检查序列包括：(1)屏气三维扰相梯度回波(breath-hold three-dimensional spoiled gradient recalled，BH 3D-SPGR)轴位T₁WI序列：TR 195 ms，TE 3 ms，层厚4 mm，层间隔0.4 mm，激励次数(NEX)＝0.75，视野(FOV)40 cm×40 cm，矩阵280×192；(2)快速自旋回波(fast spin-echo，FSE)的WATER Oax T₂ Ideal脂肪抑制T₂WI序列：TR 8 600 ms，TE 86 ms，层厚4 mm，层间隔0.4 mm，NEX＝2，FOV 40 cm×40 cm，矩阵288×224；(3)轴位动态增强扫描(DCE)：屏气T₁WI肝脏容积快速采集(liver acquisition with volume acceleration，LAVA)扫描序列，TR 2.6 ms，TE 1.2 ms，反转角12°，矩阵170×272，实际层厚4 mm，层间隔2mm，FOV 40 cm×40 cm；采用高压注射器经肘静脉以2.5 ml/s流率注射对比剂Gd-DTPA(德国拜尔，马根维显，规格469.01 mg/ml×15 ml)共0.1 mmol/kg，之后以同样流率注射20 ml生理盐水，注入对比剂前先扫描一次获得蒙片，注入对比剂后12和50 s分别连续无间隔扫描2期，90和150 s分别再扫描1期，加上蒙片共获得8期动态增强图像，每次扫描时间为7～8 s，因患者体型不同，单次扫描可获得44或48层图像。

4．统计学方法：

采用SPSS 21.0软件，通过Kappa值检验阅片者一致性，Kappa值0.20～0.40为一致性差，0.41～0.60为一致性中等，0.61～0.80为一致性好，>0.80为一致性非常好。绘制时间-参数曲线图来显示消融区大小和信号强度的变化趋势。

结果

1．消融区信号强度评分及变化特点：

两名阅片者T₁WI和T₂WI评分一致性检验的Kappa值为0.872、0.856，一致性非常好。根据评分情况(表1)，术后1 d，16个消融区(61.5%)呈T₁WI等信号、19或20个(73.1%，76.9%)呈T₂WI稍高信号(图1A，图1B)。术后1周，22个(84.6%)呈T₁WI高信号，17个(65.4%)呈T₂WI高信号，22个(84.6%)边缘有完整低信号环(图1D，图1E)。术后1个月，17个(65.4%)为T₁WI高信号(图1G)，两名阅片者分别评价22(84.6%)和21(80.8%)个为T₂WI高信号(图1H)。术后3～12个月，消融区呈T₁WI及T₂WI等信号改变。术后1 d，26个消融区均混杂信号，随时间延长信号逐渐变均匀。术后1周信号强度最高，而后逐渐下降，术后3～12个月呈等信号(表2)。

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表1

两名阅片者对消融区T₁WI和T₂WI信号强度的评分情况[例(%)]

表1

两名阅片者对消融区T₁WI和T₂WI信号强度的评分情况[例(%)]

时间点	病灶数(个)	T₁WI分值					T₂WI分值
时间点	病灶数(个)	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
1 d	26	0(0) 0(0)	3(11.5) 3(11.5)	19(73.1) 19(73.1)	4(15.4) 4(15.4)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	6(23.1) 7(26.9)	20(76.9) 19(73.1)	0(0) 0(0)
1周	26	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	4(15.4) 4(15.4)	22(84.6) 22(84.6)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	2(7.7) 2(7.7)	7(26.9) 7(26.9)	17(65.4) 17(65.4)
1个月	26	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	3(11.5) 3(11.5)	6(23.1) 6(23.1)	17(65.4) 17(65.4)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	4(15.4) 5(19.2)	22(84.6) 21(80.8)
3个月	26	0(0) 0(0)	3(11.5) 3(11.5)	18(69.2) 18(69.2)	5(19.2) 5(19.2)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	19(73.1) 21(80.8)	7(26.9) 5(19.2)	0(0) 0(0)
6个月	22	0(0) 0(0)	2(9.1) 2(9.1)	18(81.8) 18(81.8)	2(9.1) 2(9.1)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	3(13.6) 3(13.6)	19(86.4) 19(86.4)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)
12个月	22	0(0) 0(0)	2(9.1) 2(9.1)	20(90.9) 20(90.9)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)	3(13.6) 3(13.6)	19(86.4) 19(86.4)	0(0) 0(0)	0(0) 0(0)

注：每一时间点所在列上方为阅片者1评分，下方为阅片者2评分3.图像分析及评价：由两名5年以上MR诊断工作经验的医师独立盲法分别对术后MR图像进行分析，观察术后消融区大小、信号强度和时间-信号曲线变化趋势。采用5分制对信号强度进行评分，评分标准：T₁WI上，肺实质为1分，肌肉为3分，脂肪为5分，低于肌肉为2分，介于肌肉和脂肪间为4分。压脂T₂WI上，肺实质为1分，肌肉为3分，水为5分，介于肺和肌肉间为2分，介于肌肉和水间为4分。如消融区信号混杂，以较多范围的信号进行评价。第3名医师独立测量消融区最大径，绘制时间-信号曲线图并进行分类。所有征象以两名阅片者同时认定为准，如果两人意见不一致，由一名高资历医师进一步确定。

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表2

消融区磁共振成像表现及变化特点

表2

消融区磁共振成像表现及变化特点

时间点	病灶数(个)	最大径(mm)	T₁WI评分均值	T₂WI评分均值	动态增强曲线类型	伴发征象
时间点	病灶数(个)	最大径(mm)	T₁WI评分均值	T₂WI评分均值	动态增强曲线类型	实变	不张	胸腔积液
1 d	26	56±23	3.0	3.8	1	26(100)	9(34.6)	26(100)
1周	26	44±19	4.9	4.5	1	14(53.8)	5(19.2)	3(11.5)
1个月	26	31±12	4.5	4.8	1	5(19.2)	2(7.7)	0(0)
3个月	26	27±12	3.1	3.2	2	0(0)	0(0)	0(0)
6个月	22	21± 8	3.0	2.8	2	0(0)	0(0)	0(0)
12个月	22	18± 7	2.9	2.8	2	0(0)	0(0)	0(0)

注：本研究共26个病灶，术后6个月4个局部复发而剔除；动态增强曲线类型"1"代表无明确强化的直线型，"2"代表轻度延迟强化的流入型

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图1

患者女，62岁，体检发现左肺上叶结节，穿刺活检证实为中低分化腺癌A(T₁WI)和B(T₂WI)图显示术后1 d消融区信号混杂，周围实变；D和E显示术后1周T₁WI、T₂WI上均呈高信号，边缘见低信号环；G和H显示术后1个月消融区较前缩小，信号强度下降；C、F和I图分别为术后1 d、1周和1个月消融区动态增强时间-信号曲线图，呈无明确强化的直线型

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图1

2．消融区大小、强化曲线类型及变化特点：

术后1 d消融区最大径为(56±23) mm，而后逐渐缩小。术后1 d～1个月，消融区未见明确强化，时间-信号曲线呈直线型(图1，表2)，术后3～12个月，呈轻度延迟强化的"流入型"(图2，表2)。术后3个月，19个(73.1%)呈楔形，7个(26.9%)呈类圆形(图2A，图2B)。

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图2

与图1为同一患者A(T₁WI)和B(T₂WI)图显示术后3个月消融区体积缩小，形态呈楔形，T₁WI和T₂WI信号较前下降，接近肌肉信号，C图显示消融区呈轻度强化，时间-信号曲线呈"流入型"；图D～F和G～I分别依次为术后6和12个月T₁WI、T₂WI和时间-信号曲线图，显示消融区大小、信号强度和强化均与3个月变化不大

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图2

3．病例随访：

术后1年随访，复发者共4个，均在术后3个月，且术后1周边缘低信号环不完整，复发部位不在进针路径，位于环缺失处。

讨论

氩氦刀术后消融区信号改变和病理生理改变密切相关。氩氦刀术后1 d消融区冰球形成并肺组织损伤、出血，本研究术后1 d MRI消融区信号混杂，并周围实变和炎症，提示局部肺组织损伤^[14,15]。术后1周消融区发生凝固性坏死^[16,17]，消融区周围炎症减少，提示周围轻度冻伤肺组织修复^[18]。术后1个月，消融区T₂WI上信号增高，代表了消融区修复^[14]，肝脏射频消融的动物实验研究^[7,17]也有相同发现。术后1周22个消融区边缘出现完整的低信号环，可能是消融区边缘损伤肺组织肺泡气体潴留所致，也有文献^[14,15]认为与冰球内部温度有差别有关。术后1周低信号环完整的22个病灶均未复发，而4个复发病灶环均不完整，位置就发生在环缺口处。因此，术后1周消融区边缘是否存在完整的低信号环有助于判断复发。

本研究大部分消融区(22/26)在术后3个月内逐渐缩小，术后3个月以后变化不明显。术后3～12个月，消融区轻度延迟强化，而Chaudhry等^[18]的研究显示术后1个月CT增强上边缘轻度强化，与本研究不一致，CT扫描依据CT值测量，而本研究MR扫描采用时间-信号曲线直观表达。也与ROI位置的选择有关系，CT上病灶边缘强化也可能是周围炎症的强化。

本组共4个(15.4%)复发病灶，低于文献报道^[12,13,19]，可能与本研究样本量少和病灶体积较小有关，本组19个结节(82.6%)最大径<30 mm，还可能与所含病灶病理类型及随访周期有关。

本研究为初步性研究，存在不足之处：样本量少，所含病理类型较多，未能按照病理类型进一步分类、分析。因患者接受度和伦理限制，缺乏直接的活体消融区病理证据。另外，在患者同意并耐受情况下，利用MR随访的时间可以适当延长。

总之，利用MR随访能直观、动态观察肺部肿瘤氩氦刀术后消融区表现和变化趋势，术后1 d消融区最大并逐渐缩小，T₁WI及T₂WI信号在术后1周最高并逐渐下降，信号由混杂变得均匀。术后1周边缘有完整低信号环者均未复发，复发均发生在术后3个月，术后1周至3个月是观察消融区变化的重要时期，可作为复查时间窗。

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贡献者信息

李靖

450008　郑州，河南省肿瘤医院放射科

曲金荣

450008　郑州，河南省肿瘤医院放射科

张宏凯

450008　郑州，河南省肿瘤医院放射科

肖金成

450008　郑州，河南省肿瘤医院放射科

姜丽娜

450008　郑州，河南省肿瘤医院放射科

赵妍

450008　郑州，河南省肿瘤医院放射科

黎海亮

450008　郑州，河南省肿瘤医院放射科

通信作者

黎海亮

450008　郑州，河南省肿瘤医院放射科

Email：cjr.lihailiang@vip.163.com

关键词

肺肿瘤; 冷冻疗法; 磁共振成像;

基金项目

国家自然科学基金面上项目（81372370）

历史

出版日期：2016-09-20

收稿日期：2016-02-27

本文编辑

刘雪松

Clinical Research Article

Using 3.0 T MR to dynamically observe ablated lung tumors after percutaneous cryotherapy therapy

Jing Li, Jinrong Qu, Hongkai Zhang, Jincheng Xiao, Lina Jiang, Yan Zhao, Hailiang Li

Published 2016-09-20

Cite as Natl Med J China, 2016, 96(35): 2781-2785. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2016.35.004

Abstract

Objective

To initially explore MRI features and its changing trends including of lung tumors after Argon-Helium cryoablation therapy, and enhance the recognition of MR findings of lung tumors postcryoablation.

Methods

Twenty-three cases of patients with twenty six nodules of pulmonary malignance who received Argon-Helium cryoablation therapy in Henan Cancer Hospital from July 2014 to January 2016 were enrolled.All patients underwent unenhanced and dynamic contrast-enhanced MRI scans at pre-and 1-day, 1-week, 1-, 3-, 6-, 12-month postcryoablation. Two radiologists independently reviewed MRI images, signal intensity in the ablated zone on T₁WI and T₂WI were assessed by a 5-point scale.The changing trends of size and signal intensity with time were showed by time-maximum diameter and time-score curve.Time-signal intensity curves based on dynamic enhanced sequence were also performed.

Results

Typical MRI findings includes: heterogeneous signal intensity on both T₁WI and T₂WI at 1-day postcryoablation(26/26, 100%). Hyper-intense on T₁WI(22/26, 84.6%) and T₂WI(17/26, 65.4%) with a hypo-intense rim at 1-week postcryoablation.Decreasing signal intensity on T₁WI(17/26, 65.4%) and increasing signal intensity on T₂WI(22/26, 84.6%) at 1-month.Signal intensity declined to the level of muscle on both T₁WI(18/26, 69.2%) and T₂WI(19/26, 73.1%) at 3-month, nineteen ablated zone turned into patchy shape(19/26, 73.1%). The maximum diameter was largest at 1-day and gradually shrunk with time. The mean score value toped at 1-week and gradually decreased. A straight line type without definite enhancement was found from 1-day to 1-month postcryoablation, an inflow curve with a mild delayed enhancement was seen from 3- to 12- month. Totally 4 recurrence (4/26, 15.4%) all occurred at 3-month and were lack of a complete hypo-intense rim at 1-week postcryoablation.

Conclusion

MRI findings of lung tumors postcryoablation are characteristic, a complete hypo-intense rim at 1-week is helpful to determine further recurrence, 1-week to 3-month is an important period to observe significant change of the ablation zone, MRI is valuable in identifying the ablation zone and can reflect its evolution with time.

Key words:

Lung neoplasms; Cryotherapy; Magnetic resonance imaging

Contributor Information

Jing Li

Department of Radiology, Henan Cancer Hospital, Zhengzhou 450008, China

Jinrong Qu

Hongkai Zhang

Jincheng Xiao

Lina Jiang

Yan Zhao

Hailiang Li

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