MRI多期動態對比增強灌注參數與肝癌微血管密度的相關性

張成成 唐小琦 張志國 鄭于平

肝癌為最常見的實體惡性腫瘤之一，有報道稱血管生成與腫瘤生長、侵襲等密切相關[1]。通常情況下，乏血供腫瘤體積較小，若腫瘤出現血管化情況，則會加速腫瘤生長。有報道稱微血管密度(microvessel density，MVD)與肝癌患者預后及術后復發有關[2]。而多期動態對比增強磁共振成像(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)屬組織血管性質定量評估技術，能對腫瘤組織微循環狀態進行準確評估，包括肝動脈供血比例、毛細血管滲透性等，在肝臟良惡性腫瘤評估中具有積極意義。但現階段，關于DCE-MRI灌注定量參數與肝癌MVD的有關報道較少。基于此，本研究通過分析60例肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數血漿容積分數(volume fraction of plasma，Vp)、容積運轉常數(volume transfer constant，Ktrans)、血管外細胞外間隙容積比(volume fraction of extravascular extracellular space，Ve)、速率常數(interstitium-to-plasma rate constant，Kep)變化，并與術后病理分級結果進行對照，旨在深入探討肝癌DCE-MRI灌注定量參數與MVD的關系，現報道如下。

資料與方法

一、一般資料

納入2014年2月至2018年2月于我院收治的60例肝癌患者為研究對象，本研究獲我院醫學倫理委員會批準。納入標準：(1)參考《原發性肝癌診療規范(2011年版)》[3]，均經手術病理確診，肝功能Child-Pugh分級為A～B級；(2)年齡≥18歲，首次發??；(3)獲患者知情同意。排除標準：(1)伴嚴重心、腦、肺、腎及免疫系統、造血系統等原發性疾病；(2)MRI灌注掃描前未行手術切除、介入化療性栓塞治療、放療、射頻消融治療等；(3)肝功能Child-Pugh分級為C級；(4)伴磁共振增強禁忌證。60例患者中，男45例，女15例，年齡18～75(55.78±8.56)歲，腫塊直徑1.62～20.97(4.47±1.26)cm；合并癥：肝硬化28例，乙型肝炎表面抗原陽性50例，丙型肝炎抗體陽性2例。

二、方法

(一)MRI掃描方法 采用西門子VERIO3.0T核磁共振儀，檢查前患者行充分呼吸運動訓練，于患者自由呼吸運動下予以掃描。常規平掃(包括冠狀位T2WI半傅立葉采集序列等)后行多期動態增強掃描，掃描序列取三維容積內插體部檢查序列，設置掃描參數，TR 4.4 ms，TE 0.9 ms，激勵次數(NEX)1次，視野(FOV)400 mm×400 mm，矩陣256 mm×256 mm，層數26層，層厚5 mm，時間分辨率4.7 s，空間分辨率2.61×65.0 mm，掃描時相50個。以美國GE公司生產的釓雙胺(GD-DTPA-BMA)為對比劑，注射前獲取肝臟組織T1mapping參數，翻轉角分別為5°、10°、15°、20°、25°、30°，后以15°翻轉角行50期動態增強掃描，平掃2期后采用MR專用高壓注射器，肘靜脈注射釓雙胺(流率4 mL/s)，劑量按0.1 mmol/kg體質量計算，總掃描時間235 s。

(三)MVD測量方法 于低倍鏡(40倍、100倍)下選腫瘤MVD最高區域，再于高倍鏡(200倍)下內計數微血管數目，排除染色模糊或分辨不清細胞。采用雙盲法，由2名高年資影像醫師對同一切片計數，該切片MVD為兩者計數平均值。

(四)病理結果判定 利用Edmondson-Steiner’s分級法，將腫瘤病理分級分為低分化、中分化、高分化三個等級。若一個病灶內同時伴有不同分化程度的腫瘤組織，則以占主要優勢組織的分化程度為主。

三、觀察指標

統計60例肝癌患者DCE-MRI灌注參數Vp、Ktrans、Ve、Kep及MVD變化，分析DCE-MRI灌注定量參數與術后病理分級及MVD的相關性。

四、統計學方法

結 果

一、術后不同病理分級患者DCE-MRI灌注定量參數、MVD比較

術后病理診斷結果顯示，60例患者中，低分化13例，中分化28例，高分化19例。高分化組MVD顯著高于中分化組(P<0.05)，其他DCE-MRI灌注定量參數較中、低分化組比較均差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 術后不同病理分級患者DCE-MRI灌注定量參數、MVD比較(±s)

注：與中分化組比較，①P<0.05

二、 肝癌DCE-MRI灌注定量參數與MVD的相關性

經直線相關分析顯示，肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數Vp、Ve與MVD無相關性(r=-0.241、0.198，P=0.064、0.130)，Ktrans、Kep與MVD呈線性正相關(r=0.739、0.747，P=0.000、0.000)，見圖1～4。

討 論

DCE-MRI作為一種無創性功能成像技術，能判斷腫瘤組織微循環結構，評估血管通透性。究其原理，主要是利用順磁性對比劑注入血管致使組織T1縮短原理，經重復成像測量組織信號強度變化，并實時監控對比劑隨時間擴散至周圍組織中狀況，經專用軟件處理定量參數，獲取病變血流灌注信息?？紤]到肝臟組織存在血管內間隙、細胞內間隙和血管外細胞外間隙，而對比劑GD-DTPA-BMA無法進入細胞內間隙，故與傳統單室比較，藥代動力學雙室模型與肝臟供血特性更為符合。本研究中，以dual-input Extended Tofts模型為藥代動力學模型，符合肝臟供血特性，對比劑可自血管內間隙滲透到EES至血管外細胞外間隙，或自血管外細胞外間隙回流至血管內間隙，采用數學模型可構建整個動力學過程，對多個量化灌注參數進行計算，從而反映組織器官微循環功能。

圖1 Vp與MVD的線性相關圖

圖2 Ktrans與MVD的線性相關圖

圖3 Ve與MVD的線性相關圖

圖4 Kep與MVD的線性相關圖

本研究結果顯示，高分化組MVD雖明顯高于中分化組，但其他DCE-MRI灌注定量參數較中、低分化組均無明顯變化，證實肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數及MVD與病理組織學分級無明顯關系?？自吹萚4]也發現肝癌MRI灌注定量參數Ktrans、Ve、Kep與肝癌術后病理分級均無關。肝臟存在雙重供血(包括門靜脈、肝動脈)，而原發性肝癌大多數由肝動脈供血。通常情況下，腫瘤惡性程度越高，所需營養物質及血供越多，而腫瘤分化程度越低，腫瘤血供可能越豐富。有資料顯示，高分化肝癌進展為中分化肝癌時，腫瘤組織動脈供血會逐漸增加[5]。但梁長華[6]等通過CT全腫瘤灌注掃描發現，中分化肝癌自低分化肝癌轉變時，動脈血供出現減少現象。究其根源，腫瘤在中、高分化時，有氧代謝突出，尤其是低分化時，伴有大量無氧酵解，促使低分化時血供下降。因此，筆者認為，DCE-MRI灌注參數與肝癌術后病理分級無關，低分化肝癌動脈血流供應明顯減少，血管滲透性下降，血管外細胞外間隙血流容積相應減少，腫瘤內部壞死風險增加。

本研究發現，肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數Ktrans、Kep與MVD呈線性正相關。究其根源，MVD反映腫瘤新生血管計數，若腫瘤新生血管管壁發育未成熟，則通透性較高，提示Ktrans、Kep與MVD呈線性正相關。有報道稱肝癌患者腫瘤新生血管、血管滲透性與MRI動態增強快進快出強化方式有關，腫瘤體積生長越快，分化程度越高，動脈血供應會不斷增加，出現肝竇血管內皮細胞，并構成基底膜，而肝竇逐漸顯現毛細血管形態外觀[7]。而肝癌新生血管形態包括肝竇型、毛細血管型、中間型三種，其中低分化肝癌新生血管僅呈現毛細血管型，中分化肝癌多呈現毛細血管型、中間型，而高分化肝癌存在上述三種血管形態[8]。筆者認為，血管形成是腫瘤生長、侵襲基礎，而肝癌新生血管能為腫瘤提供相對豐富的營養，一旦新生血管基底膜不完整，周細胞結構疏松，內皮間隙較大，或血管成熟度較低，血管通透性則會增加。腫瘤組織中一旦有低分子量對比劑進入，自血管內滲透至血管外細胞外間隙，并可再次回流至血管內，利用DCE-MRI灌注定量參數，可對整個動力學過程予以系統評價。其中，Ktrans能反映血流速度及血管表面滲透性，顯示腫瘤微血管通透性程度，而Kep表示對比劑自血管外細胞外間隙滲透至血管速度，一旦Ktrans、Kep同時上升，則提示肝癌組織局部血管存在較大滲透性。由此可見，肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數Ktrans、Kep與MVD呈線性正相關。而本研究結果顯示，肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數Vp、Ve與MVD無相關性，可能是影響Vp、Ve因素較為復雜，與血管外細胞外間隙構成等有關，故其相關性有待今后深入調查。另有資料顯示，MVD與肝癌患者性別、年齡、腫瘤組織學分級無明顯關聯，但與腫瘤大小具有相關性，而肝癌DCE-MRI灌注定量參數與腫瘤大小的關系尚待進一步研究[9]。