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磁共振热成像实时监测在体猪肝局部热消融的初步应用研究

杨万群  
【摘要】:研究目的:1.本研究应用磁共振PRF温度成像方法识别微波消融术后热边界,与术后病理图像做对照,评估应用实时磁共振温度成像引导微波消融的可行性及准确性,从而探讨实时监测在体猪肝微波消融的应用价值。2.对不同肝纤维化背景测量其T2*值,结合图像信噪比、时间分辨率与空间分辨率的要求,优化热成像序列参数,并采用基于差分法无参考模型PRF位移法分析图像数据,评估温度及热剂量对肝纤维化背景上病灶消融过程实时监测的可行性及准确性,为肝癌合并肝纤维化患者提供一种实时准确的监测手段。研究方法:1.健康巴马小型猪:20头(体重:30-35Kg)纳入研究,其中10头进行肝纤维化造模,定期抽血查肝功能及肝脏彩超检查,评估肝纤维化程度。2.不同纤维化背景下T2*值的测量及热成像序列参数调试3.术前扫描引导消融区靶向穿刺及微波消融4.磁共振热成像与数据后处理及常规序列采集5.肝大体标本及组织病理标本制取6.磁共振热成像实时监测微波消融的可行性及准确性评估可行性评价指标包括.:手术时间、微波消融沉积的能量(包括电压、电流、输出功率及阻抗等),电极针的磁敏感伪影的宽度以及图像的SNR。准确性评价指标包括:术中温度图及热剂量图(TD240)及术后常规T1、T2及T1增强序列所测消融灶最大长径、最大短径及面积与病理标本上消融灶范围的相关性和一致性。研究结果:1.肝纤维化模型猪肝T2*值测量结果SO期平均T2*值为38.55(36.14,44.84),S1期平均T2*值为29.23(25.64,31.89),S2期为25.43(19.58,27.06),S3期为22.02(20.61,24.79),S4期为22.19(21.29,23.22)。通过序列优化,得到早期肝纤维化组(S1-S2期)的TE值为25ms,明显肝纤维化组(S3-S4期)的TE值为15ms。3.不同的磁共振扫描序列对微波消融电极针伪影的测量及消融前后热成像序列信噪比改变微波消融电极针的实际宽度为2.11m,在T1 tfl图像上宽度为2.7±0.4mm,在T2-haste序列图像上宽度为2.3±0.3mm,在磁共振温度成像序列幅度图上宽度为2.3±0.2mm。微波电极的伪影在可接受的范围内,不影响对消融区范围的观察。在热成像序列上,与加热前相比,加热时图像信噪比丢失为10.9%,图像质量较优。4.温度图及热剂量图(TD240)与常规序列上消融灶范围的比较消融后的区域在T1 tfl图像上为高信号,边缘可见低信号环;T2-haste图像上为低信号,周围可见环状稍高信号。T1增强扫描病灶中央未见明显强化,周围低信号环轻度强化。磁共振温度成像序列上病灶呈球形低信号。消融灶的最大短径及面积在T1 tf1、T2-haste、T1增强及温度图、热剂量图上得差别具有统计学意义(p0.05。5.大体病理标本、常规HE染色及NADH染色显微镜下观察大体标本上消融区域呈球形或类球形,质地较硬,中央呈灰白色(白区,Wz),病灶周边包绕红色的充血水肿带(红区,Rz),周围是正常肝组织。HE染色上难以清楚区分消融坏死范围与存活细胞的边界,而在NADH细胞活性染色上可以清楚辨别。6.磁共振热成像温度图与热剂量图(TD240)消融范围与病理的对比通过ROC曲线分析,温度值鉴别充血水肿区和凝固性坏死区的最佳cutoff值为57。,该温度值预测的面积与病理标本的白区和红区具有较好的相关性和一致性。TD240显示的组织坏死区域与病理标本的白区和红区具有较好的相关性和一致性。结论:1.磁共振PRF温度成像引导在体正常猪肝微波消融是可行的,与T1-tf1、T2 HASTE以及T1+C等序列相比,TD240与病理标本的相关性及一致性较高,可以准确描述消融灶的范围,可作为微波消融手术终点的评估方式。2.根据不同纤维化程度背景的T2*值优化热成像序列参数,并采用基于差分法无参考模型PRF位移法计算温度图及热剂量图,对微波消融术进行实时监测是可行的,可以准确地描述消融灶的大小。


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