動態增強MRI藥代動力學參數與肝細胞癌組織分化程度、微血管密度的關系

范憲淼，鄭曉林，鄒玉堅，袁灼彬，沈海平

(東莞市人民醫院，廣東東莞523059)

原發性肝癌是常見的惡性腫瘤，發病率、病死率高[1，2]，其病理類型包括肝細胞癌(HCC)、肝內膽管癌(ICC)及HCC-ICC混合型。HCC占原發性肝癌的85%～90%，且具有明顯異質性。 不同組織分化程度的HCC生物學行為、治療方案及預后有較大的不同，故治療前明確腫瘤的組織學性質很有必要。MRI是目前公認的診斷HCC最有效的方法之一，尤其在功能成像上有獨特優勢，如在動態增強基礎上能獲得多項半定量和定量參數，明確顯示腫瘤的血供狀態和微循環環境，在診斷上具有較大價值。HCC Edmondson-Steiner分級用來評估腫瘤組織分化程度[3]，對患者預后的評價和治療方法的選擇具有指導作用[4]。本研究探討動態增強MRI藥代動力學參數與HCC組織分化程度、微血管密度(MVD)的關系。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2012年6月～2015年12月于本院就診的HCC患者36例，均經病理檢查確診。其中男34例，女2例；年齡(66±10)歲；主要臨床表現為上腹部不適、食欲不振；有慢性肝炎病史29例，肝硬化病史11例；甲胎蛋白≥400 μg/L，血清總膽紅素135.05～204.01 ng/L。納入標準：病理學檢查為HCC，MRI各序列圖像清晰，無明顯偽影，參數圖顯示腫塊穩定，免疫組化分型明確。排除標準：圖像欠清晰而影響觀察；病理診斷為其他型肝癌。患者均簽署知情同意書。

1.2 腫瘤組織分化程度判斷標準 采用Edmondson-Steiner分級[3，4]。Ⅰ級：分化良好，核/質接近正常，瘤細胞體積小，排列成細梁狀；Ⅱ級：細胞體積和核/質較Ⅰ級增大，有異型性改變和假腺樣結構；Ⅲ級：分化較差，細胞體積和核/質較Ⅱ級增大，細胞異型性明顯，核分裂多見；Ⅳ級：分化最差，細胞形狀極不規則，排列松散，無梁狀結構。

1.3 MVD檢測 采用免疫組化法。術中取HCC組織標本，采用丹麥DAKO公司的Autostainer Link 48全自動免疫組化儀，并使用其公司生產的EnVision試劑盒，測定抗血管內皮標志物CD34(克隆號：QBEnd 10)。免疫組化流程按DAKO Autostainer Link 48自動免疫組化儀使用指南進行操作，檢測MVD。MVD計數按文獻[3,4]的方法，即肝竇內孤立的棕黃色內皮細胞或細胞簇代表1條單獨的微血管。先在低倍視野內(×40、×100)找到腫瘤組織MVD較高區域，后在高倍視野內(×200)計數微血管數目。由2名病理醫生采用雙盲法分別對同一切片進行計數，取兩者計數平均值作為該切片的MVD。

1.4 藥代動力學參數檢測 患者均行肝臟MRI平掃+動態增強掃描。采用3.0T MRI掃描儀(Verio，西門子公司生產)、體部8通道相控陣線圈。患者仰臥，線圈中心對準劍突下緣(肝臟中點)，掃描范圍包括肝臟、膽道系統及十二指腸壺腹部。①平掃：軸位T1WI(FLASH序列)，TR/TE 140 ms/2.46 ms，帶寬270 Hz/像素；T2WI(HASTE序列)TR/TE 1 800 ms/96 ms，掃描視野(FOV)(read)350～380 mm，FOV(phase)75.0%，層厚6 mm，距離因子30%，矩陣240×320。彌散加權成像采用單次激發平面回波成像，TR/TE 2 900 ms/75 ms。②多翻轉角掃描：用于計算組織的T1馳豫值，在動態增強掃描前，患者平靜呼吸狀態下采用快速小角度擾相梯度回波三維容積式內插技術(3D VIBE)序列，掃描參數：TR/TE 4.40 ms/0.9 ms，FOV(read)400 mm，FOV(phase)60.0%，層厚5 mm，距離因子10%，矩陣224×256，空間分別率2.6 mm×1.6 mm×5.0 mm，設6個翻轉角，分別為5°、10°、15°、20°、25°、30°。③動態增強掃描：采用3D VIBE序列，翻轉角15°，其余參數同多翻轉角掃描。不間斷性采集50期，每期采集時間4.7 s，26層圖像，總掃描時間為235 s。第3期末使用MR專用高壓注射器經肘靜脈注射釓對比劑，劑量0.1～0.2 mmol/kg，流率3～4 mL/s，用生理鹽水20 mL沖管。將多翻轉角掃描及50期動態增強圖像導入血流動力學定量分析軟件Omni-Kinertics(GE Healthcare)，選擇自由變形法行動態增強圖像運動配準，以消除呼吸運動影響。經圖像配準后，從多翻轉角數據生成T1-Map圖，獲組織T1馳豫值；用Dual-input Extended Tofts模型，以主動脈和門靜脈作為動脈輸入函數獲時間-信號曲線。由Fast動脈輸入函數及Tofts雙室藥代動力學模型獲得參數偽彩圖及藥代動力學定量參數值，包括容積運轉常數(Ktrans)、回流速率常數(Kep)、間隙容積分數(Ve)、血漿容積分數(Vp)。肝灌注指數(HPI)值：肝動脈供血比例，HPI=AP/(AP+PP)×100%，(AP：肝動脈血流灌注，PP：門靜脈血流灌注)[5]。將灌注所得的圖像載入工作站的mean curve程序，標記感興趣區(ROI)，直徑3～6 mm，置于強化最明顯處，避開內囊病變、壞死區，每個病灶選取3個ROI，自動生成時間-信號強度曲線，根據其提供的信息計算肝HPI。由2名從事腹部影像診斷的副主任醫師獨立測量，取兩者平均值。

2 結果

2.1 36例HCC患者MRI表現 單發病變24例，2個以上病變14例。共檢出64個結節或腫塊，直徑(50.0±30.4)mm。腫瘤實性部分呈長T2、長T1信號，同時有實質處MVD特殊染色病理圖對照，14例見囊變區。動態增強掃描于動脈期明顯強化，其后對比劑流出28例，動脈期強化不明顯、門靜脈期之后強化3例。

2.2 不同組織分化程度HCC患者MVD及藥代動力學參數比較 36例HCC患者Edmondson-Steiner分級Ⅰ級6例、Ⅱ級19例、Ⅲ～Ⅳ級11例。MVD比較：Edmondson-Steiner分級Ⅰ級>Ⅱ級>Ⅲ～Ⅳ級，兩兩比較差異均有統計學意義(P均<0.05)。不同組織分化程度HCC患者Ktrans、Ve、Kep、Vp、HPI比較差異均無統計學意義(P均>0.05)。見表1。

2.3 MVD與動態增強藥代動力學參數的相關性 36例HCC患者MVD與Ktrans、Kep呈正相關(P均<0.05)。Ⅰ、Ⅱ級HCC患者MVD與Ktrans、Kep呈正相關(P均<0.05)；Ⅰ級HCC患者MVD與Ve呈負相關(P<0.05)，Ⅲ～Ⅳ級HCC患者MVD與Vp呈正相關(P<0.05)。見表2。

表1 不同分化程度HCC患者MVD及藥代動力學參數比較

3 討論

雖然常規MRI檢查對HCC的診斷與鑒別診斷有一定優勢，但不能顯示腫瘤組織分化程度。動態增強MRI是無創功能成像技術，能反映腫瘤組織微循環結構和血管通透性。其原理是通過測量對比劑經過組織器官所引起的T1WI信號強度變化獲得病變血流灌注多種參數，這些參數能夠反映腫瘤的性質[6]。本研究中主要參數包括：Ktrans代表對比劑從血管內滲透到血管外細胞外間隙的運轉系數；Kep代表對比劑從血管外細胞外間隙滲透回血管的速度常數；Ve為血管外細胞外間隙容積比；Vp、HPI反映組織單位體積內血漿的容積與肝動脈灌注指數。人體大部分器官由動脈供血、靜脈回納，而肝臟由肝動脈和門靜脈雙重供血，供血比例分別為25%、75%。本研究使用藥代動力學雙室模型較傳統單室模型更符合肝臟供血特點，動脈輸入函數將肝動脈和門靜脈濃度-時間曲線同時輸入后處理軟件，獲得灌注參數與肝臟的血流灌注相符合[7]。

表2 MVD與藥代動力學參數的相關性

MVD是反映腫瘤良惡性的重要指標，與灌注參數有明顯相關性[8]。故本研究將MVD作為觀察指標。組織分化程度反映腫瘤惡性程度，Edmondson-Steiner分級是原發性肝癌診療規范所推薦的最新分級方法[9]，故本研究觀察不同分級患者藥代動力學參數的差異。結果表示，MVD值隨HCC組織分化程度降低而降低，兩兩比較差異有統計學意義。不同分化程度患者血流藥代動力學參數比較差異無統計學意義，但其中Ktrans、Vp有隨腫瘤組織分化程度降低而降低的趨勢，而Ve具有增高的趨勢，尤其是Ktrans值降低程度較為明顯。同組織分化程度患者血流藥代動力學參數比較差異無統計學意義的原因可能為樣本太少，導致結果出現偏倚。本結果與其他部位腫瘤不同組織分化程度的Ktrans、Ve的變化相反[10]，其原因可能與肝臟組織結構的特殊性有關。肝細胞索在肝血竇之中呈單層排列，肝血竇數量豐富，為內皮不完整的毛細血管，有利于代謝物的交換。Ⅰ級HCC的腫瘤細胞排列類似肝臟組織，MVD和血管通透性較接近于正常肝組織；Ⅲ～Ⅳ級HCC組織與正常肝組織、Ⅰ級HCC在結構上相差甚遠，肝血竇消失，故MVD與血管通透性降低。Ⅱ級介于上述兩者之間[11]。Ktrans代表對比劑從血管內滲透到血管外細胞外間隙的運轉系數，結果中各組Ktrans變化趨勢與HCC組織病理變化大致符合。但HPI與腫瘤組織分化程度無關，可能此參數在反映腫瘤的性質上不敏感。袁灼彬等[12]的研究結果顯示，低分化HCC的動態增強MRI各灌注定量參數Ktrans、Kep、Ve、MVD均低于高中分化HCC，但未做兩兩比較。

本研究中MVD與Ktrans、Kep具有相關性，其余參數與MVD無相關性。但Ⅰ、Ⅱ級患者MVD與Ktrans、Kep有相關性，MVD與Ⅰ級HCC的Ve呈負相關，與Ⅲ～Ⅳ級HCC的Vp呈正相關。說明動態增強MRI的藥代動力學參數能在一定程度上反映腫瘤的MVD。MVD與低分化(Ⅲ～Ⅳ級)的各項參數均無相關性，推測其與低分化的HCC異質性高、變化較大有關。