釓塞酸二鈉增強MRI定量及定性評價肝癌微血管侵犯的價值

焦琳琳，段崇鋒，于海洋，王剛，高遠翔，劉芳，張宇，周曉明

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)在全球最常見的癌癥中居第五位，也是癌癥相關(guān)死亡的第三大最常見原因[1]。血管侵犯，無論是大血管或微血管侵犯(microvascular invasion,MVI)是手術(shù)切除或肝移植術(shù)后肝細胞癌患者的主要預(yù)后影響因素[2]。MVI是指在顯微鏡下于內(nèi)皮細胞襯覆的血管腔內(nèi)見到癌細胞巢團，以癌旁門靜脈分支內(nèi)(含包膜內(nèi)血管)分布為主，是評估肝癌復(fù)發(fā)風險和選擇治療方案的重要參考依據(jù)[3]。肝癌的MVI是肝癌切除術(shù)后最初2年內(nèi)早期復(fù)發(fā)的主要危險因素[4-5]。盡管在手術(shù)前CT和MRI等影像檢查可檢測到大血管受侵犯，但目前對MVI的診斷主要依靠對手術(shù)標本進行病理檢查。因此，術(shù)前通過影像學(xué)方法預(yù)測MVI，有助于選擇合理的治療方案，具有重要的臨床意義。釓塞酸二鈉(gadolinium-ethoxybenzyl-diethylenetriamine pen-taaceticacid,Gd-EOB-DTPA)是肝膽特異性對比劑，被廣泛應(yīng)用于肝癌病灶的檢出和鑒別診斷。本研究旨在探討Gd-EOB-DTPA對比增強MRI上影像學(xué)征象對肝癌MVI的預(yù)測價值。

材料與方法

1.臨床資料

回顧性分析2016年10月～2019年11月本院經(jīng)手術(shù)病理證實的肝癌患者的臨床、病理和影像資料。納入標準：(1)經(jīng)手術(shù)(肝臟切除或肝移植)后病理證實為HCC；(2)首次診斷為HCC，既往無任何HCC手術(shù)或介入治療病史；(3)病灶直徑>1.0 cm；(4)術(shù)前3周內(nèi)行Gd-EOB-DTPA對比增強MRI檢查。排除標準：(1)影像學(xué)檢查或術(shù)中發(fā)現(xiàn)大血管侵犯；(2)MRI圖像質(zhì)量不佳，無法滿足診斷要求。

2.MRI掃描方法

使用GE Signa HDx 3.0T磁共振掃描儀和8通道體部相控陣線圈，掃描范圍自膈頂至肝臟下緣。先行常規(guī)MRI掃描，包括橫軸面脂肪抑制T2WI、DWI及雙回波T1WI；隨后行Gd-EOB-DTPA增強掃描，采用肝臟容積加速采集(liver acquisition with volume acceleration,LAVA)序列3D容積掃描(TR 2.6 ms，TE 1.2 ms)，注射對比劑后15 s開始連續(xù)采集雙動脈期圖像，45 s采集門脈期圖像，180 s采集平衡期圖像，20 min采集肝膽期圖像。對比劑劑量為0.1 mL/kg，注射流率為1.0 mL/s，經(jīng)肘靜脈快速推注。

3.圖像后處理和分析

由兩位影像診斷醫(yī)師分別在PACS上分析每例患者的MRI表現(xiàn)，兩位醫(yī)師均知曉患者為HCC患者，但不知道MVI相關(guān)病理結(jié)果。主要MRI征象：多灶性、有無腫瘤內(nèi)血管、出血和脂肪、腫瘤邊界、有無包膜、動脈期邊緣強化和肝膽期瘤周低信號。

腫瘤內(nèi)血管：動脈期圖像上在腫瘤內(nèi)部出現(xiàn)的不連續(xù)強化的血管影。動脈期邊緣強化：動脈期圖像上腫瘤邊緣出現(xiàn)的不規(guī)則或者楔形強化，在門脈期及平衡期呈等信號。腫瘤包膜：動脈期圖像上腫瘤周圍的低信號環(huán)，延遲其有強化呈高信號，根據(jù)包膜完整情況分類為無包膜、包膜不完整和包膜完整。腫瘤邊緣：定義為在MRI圖像上看到的腫瘤與正常肝實質(zhì)之間的界面，在肝膽期圖像上將腫瘤邊緣分為光整和不光整，腫瘤邊緣光整表現(xiàn)為輪廓光滑的結(jié)節(jié)狀腫塊(圖1)，腫瘤邊緣不光整表現(xiàn)為非結(jié)節(jié)狀腫瘤具有不規(guī)則邊緣，腫瘤邊緣呈出芽狀突入周圍肝實質(zhì)(圖2)。肝膽期瘤周低信號：指位于腫瘤邊緣的不規(guī)則、楔形或火焰狀低信號區(qū)域(圖3)，其信號低于周圍正常肝實質(zhì)，但通常高于腫瘤實質(zhì)的信號；少部分肝膽期高信號腫瘤，腫瘤周圍低信號區(qū)指其信號低于腫瘤實質(zhì)，根據(jù)其存在與否將其分為有/無。出血：定義為T1WI上局灶性高信號，T2WI上信號多變。脂肪：定義為在T1WI反相位上局部信號較同相位圖像上明顯減低的區(qū)域，。腫瘤多灶性：根據(jù)手術(shù)或病理結(jié)果，將多發(fā)腫瘤以及腫瘤周圍有衛(wèi)星結(jié)節(jié)定義為多灶性，單發(fā)腫瘤灶定義為無多灶性。多發(fā)腫瘤僅評估手術(shù)切除的較大病灶，腫瘤周圍有衛(wèi)星結(jié)節(jié)灶者僅評估主病灶。

圖1 女，62歲，肝右葉后上段HCC，肝膽期圖像示腫瘤邊緣光整(箭)，MVI陰性。 圖2 男，76歲，肝右葉后段HCC，肝膽期圖像示腫瘤邊緣不光整(箭)，MVI陽性。 圖3 女，40歲，肝膽期圖像顯示HCC病灶周圍可見低信號(箭)，MVI陽性。

由一位高年資腹部影像醫(yī)師測量HCC病灶的定量參數(shù)。腫瘤直徑在橫軸面圖像上腫瘤最大層面上進行測量。測量肝膽期圖像上肝臟的平均信號強度(SIliver)、病變的信號強度(SIlesion)及背景噪聲(SDnoise)。肝臟平均信號強度(mean SIliver)：選取正常肝實質(zhì)的3個部位(分別位于左、右半肝以及肝臟中部)分別勾畫ROI，測量其信號強度，取3個ROI的平均值。ROI大小約100 mm2，勾畫ROI時注意避開血管、肝臟病變以及灌注異常區(qū)域。測量病變的信號強度(SIlesion)時勾畫的ROI應(yīng)包含盡可能大的病變區(qū)域，需避開壞死或出血區(qū)域。背景噪聲(SDnoise)的測量：沿相位編碼方向在肝臟腹側(cè)體外區(qū)域勾畫ROI，ROI面積>500 mm2，測量ROI的信號強度，以其標準差(SD)作為背景噪聲。按以下公式計算信噪比(signal-to-noise ratios,SNR)和對比噪聲比(contrast-to-noise ratios,CNR)：

(1)

(2)

4.統(tǒng)計分析

使用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。采用Kolmogorov Smirnov檢驗對定量資料進行正態(tài)性檢驗，采用Levene檢驗進行方差齊性檢驗。符合正態(tài)分布和方差齊性二組間定量資料的比較采用獨立樣本t檢驗，對于非正態(tài)分布定量資料采用Mann-WhitneyU檢驗，定量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差表示，定性資料采用卡方檢驗。對二名醫(yī)師定性分析結(jié)果進行kappa檢驗。將單因素分析結(jié)果顯示組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)納入多因素二元logistic回歸分析模型中，采用向前法，確定預(yù)測MVI有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。采用R語言4.0(https://www.r-project.org/)繪制列線圖。

結(jié) 果

共納入114例肝癌患者，MVI陽性組65例，MVI陰性組49例；男89例，女25例；年齡32～79歲，平均(57.5±9.8)歲。統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，兩組間患者年齡和性別的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.75，P=0.37)。

MVI陰性組與陽性組MRI征象的比較結(jié)果見表1。單因素分析結(jié)果顯示，腫瘤邊界、包膜完整性、肝膽期瘤周低信號及多灶性的出現(xiàn)率在兩組間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而腫瘤內(nèi)血管、出血和脂肪以及動脈期邊緣強化的出現(xiàn)率在兩組間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表1 兩組間MRI征象的比較

兩組的定量資指標測量結(jié)果及比較見表2。單因素分析結(jié)果顯示，腫瘤直徑在MVI陰性組與陽性組之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而SIlesion、CNR和SNR在兩組間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表2 MVI陰性與陽性定量MRI單因素分析

將單因素分析結(jié)果顯示組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)納入多因素二元logistic回歸分析模型中，并采用R語言繪制列線圖(圖4)，用于術(shù)前預(yù)測MVI。二元logistic回歸分析結(jié)果顯示腫瘤邊緣及肝膽期瘤周低信號是預(yù)測MVI的獨立影響因素(表3)。這2個征象的ROC曲線見圖5，其AUC值分別為0.711及0.701，相應(yīng)的診斷效能指標值見表4。

表3 多因素二元logisitc回歸分析預(yù)測MVI獨立影響因素

表4 不同參數(shù)預(yù)測MVI的效能

圖4 多參數(shù)預(yù)測MVI的列線圖 。從列線圖中看到腫瘤包膜(無/不完整/完整)分值較低，而腫瘤邊界(清晰/不清晰)、瘤周低信號(無/有)、腫瘤多灶性(無/有)和腫瘤直徑這幾個指標對應(yīng)分值，從相應(yīng)指標畫對應(yīng)分值的垂直線段，將幾個指標對應(yīng)分值相加即可得出總分值，從總分值向下畫垂直于MVI概率的垂直直線。圖5 腫瘤邊界和肝膽期低信號預(yù)測MVI的ROC曲線。

兩位研究者對腫瘤邊界(光整/不光整)及肝膽期瘤周低信號這2個征象的評估具有較好的一致性，kappa值分別為0.79和0.84。

根據(jù)米蘭標準，基于病灶直徑將肝癌患者分為2組：≤5 cm組及>5 cm組。在≤5 cm組中對所有資料進行單因素分析及二元logistic回歸分析，結(jié)果顯示僅腫瘤邊界對預(yù)測MVI有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；而在>5 cm組，腫瘤邊界及瘤周低信號對預(yù)測MVI均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。兩組中有預(yù)測價值的MRI征象的診斷效能指標值見表4。

討 論

Gd-EOB-DTPA是肝膽特異性對比劑，可以獲取常規(guī)多期動態(tài)增強MRI圖像以及特有的肝膽期圖像。在肝膽期掃描時，由于周圍肝實質(zhì)攝取對比劑信號升高，而大部分HCC的有機陰離子轉(zhuǎn)運蛋白(organic anion transporting polypeptide 8，OATP-8)表達在肝癌發(fā)生過程中逐漸降低，因而腫瘤細胞不攝取對比劑而在Gd-EOB-DTPA增強圖像上表現(xiàn)為低信號[6]。因此采用Gd-EOB-DTPA增強MRI檢查可提高小肝癌的檢出率和對肝癌診斷及鑒別診斷的準確性。Myata等[7]報道，肝癌伴有微血管侵犯和大血管侵犯時腫瘤復(fù)發(fā)風險增強4.4倍和15.0倍。而微血管侵犯的術(shù)前評估也是影像學(xué)研究熱點及難點，本研究采用Gd-EOB-DTPA試圖定性及定量的分析不同征象對于術(shù)前肝癌MVI的評估價值。本研究分析了的常規(guī)MRI上HCC的8種常見征象和4個定量參數(shù)，結(jié)果顯示腫瘤邊界及肝膽期瘤周低信號對預(yù)測MVI陰性及陽性具有統(tǒng)計學(xué)意義。≤5 cm組腫瘤邊緣對預(yù)測MVI有統(tǒng)計學(xué)意義；>5 cm組腫瘤邊界及瘤周低信號對于預(yù)測MVI有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。并且本文采用列線圖的方式，嘗試術(shù)前合理的評估肝癌MVI情況。

根據(jù)HCC的MRI表現(xiàn)，腫瘤邊緣可以表現(xiàn)為光整和不光整。Chou等[8]通過CT增強研究表明，在多期CT上顯示的腫瘤邊緣不光整與MVI的位置存在相關(guān)性，預(yù)測MVI的敏感度和特異度分別為81.7%以及88.1%。本研究與日本肝病協(xié)會的分類基本一致[9]，得到敏感度、特異度、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值分別為76.92%、65.31%、74.63%及68.09%。有些研究者采用多變量評分系統(tǒng)進行MVI評估，其中腫瘤邊緣不光整可以單獨或者聯(lián)合其他征象用于肝癌MVI的術(shù)前評估，具有出色的診斷能力[10]。

本研究應(yīng)用列線圖方法評估Gd-EOB-DTPA增強MRI的多種征象來預(yù)測HCC的MVI發(fā)生，較評分系統(tǒng)有更直觀的顯示及更好的應(yīng)用前景。Ariizumi等[11]采用Gd-EOB-DTPA增強MRI，在米蘭標準內(nèi)腫瘤邊緣不光整可以作為HCC術(shù)前預(yù)測MVI的指標，本研究與Ariizumi等[11]采用同樣的方法并且得到了一致的結(jié)論，即≤5 cm組腫瘤邊緣對預(yù)測MVI有統(tǒng)計學(xué)意義；而>5 cm組，腫瘤邊界及瘤周低信號分別為預(yù)測MVI的獨立影響因素，與其他學(xué)者研究結(jié)果相符[12-13]。

肝膽期瘤周低信號定義為肝膽期腫瘤邊緣低于周圍正常肝實質(zhì)、但是高于腫瘤本身信號的區(qū)域。Kim等[14]對104例HCC的研究中，肝膽期低信號預(yù)測微血管浸潤的敏感度、特異度、陽性和陰性預(yù)測值分別為38.3%、93.2%、88.5%和53.6%。他們認為腫瘤周圍低信號的可能原因是腫瘤阻塞微小門靜脈導(dǎo)致血流動力學(xué)改變，繼而使得OATP表達減少所致。Nishie等[15]報道了類似的發(fā)現(xiàn)，腫瘤周圍Gd-EOB-DTPA攝取面積減少，其預(yù)測微血管侵犯敏感度、特異度、符合率、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為72.0%、80.6%、77.0%、72.0%和80.6%。本研究結(jié)果表明肝膽期低信號可以作為肝癌MVI的獨立預(yù)測指標，其敏感性、特異性、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值分別為76.92%、63.27%、73.53%及67.39%，與文獻報道相似。Lee等[16]對于≤5 cm的HCC 197例Gd-EOB-DTPA增強MRI進行研究，發(fā)現(xiàn)腫瘤動脈期邊緣強化、腫瘤邊界及肝膽期瘤周低信號是獨立MVI的預(yù)測因子，其聯(lián)合二種征象預(yù)測MVI，特異性達到92.5%，聯(lián)合三種征象預(yù)測MVI，特異性達到99.3%。本研究將腫瘤分為≤5 cm組及>5 cm組，發(fā)現(xiàn)≤5 cm組僅腫瘤邊緣是否光整可以作為MVI的預(yù)測指標，而腫瘤周圍低信號無法預(yù)測MVI，這與Lee的研究不一致，可能的原因是≤5 cm病例數(shù)量較少，而且腫瘤周圍低信號的發(fā)生率不高有關(guān)。

我們嘗試應(yīng)用定量的數(shù)據(jù)來預(yù)測肝癌的MVI，僅僅腫瘤大小在單因素分析時具有統(tǒng)計學(xué)意義，而多因素分析時腫瘤大小無法獨立預(yù)測MVI陰性及陽性。HCC本身病變信號強度(SIlesion)、CNR及SNR均無法預(yù)測肝癌MVI情況，提示了腫瘤本身OATP表達可能與MVI無相關(guān)性。有研究表明，在肝癌發(fā)生過程中OATP的表達逐漸減低，這也表明定量的評估肝膽期腫瘤強化可以預(yù)測肝癌的組織類型和預(yù)后[17]。然而其他研究表明肝癌的強化程度與腫瘤分級無顯著相關(guān)性，或者僅僅與一部分患者腫瘤保持了正常的肝細胞功能有關(guān)[18]。因此，肝膽期腫瘤強化程度與MVI關(guān)系仍存在爭議。部分腫瘤由于過度表達OATP-8，5%～12%分化較好的肝癌，可因腫瘤細胞攝取對比劑而在肝膽期圖像上呈稍高信號[19]。因此，肝膽期高信號與腫瘤分化無關(guān)，而與OATP8表達情況或其它潛在的基因變異等因素有關(guān)[7,20-21]。有研究表明，肝膽期高信號肝癌微血管侵犯較少，而且復(fù)發(fā)間隔時間更長，預(yù)示著更好的臨床預(yù)后[22]。本組病例中出現(xiàn)肝膽期高信號的腫瘤數(shù)量較少(僅6例)，因此并未單獨分析肝膽期高信號與MVI的關(guān)系，而將其信號強度測量與它低信號腫瘤一起進行了分析，并未得出有意義的結(jié)果。

本研究有以下局限性：(1)回顧性分析可能存在一定的選擇性偏倚；(2)病例數(shù)量僅114例，尤其是分組以后每組數(shù)量更顯不足，今后繼續(xù)加大樣本量，期望能得到更準確的結(jié)果。(3)定量分析時著重分析了肝癌肝膽期信號與MVI的關(guān)系，并未分析ADC值等定量指標。

總之，通過分析Gd-EOB-DTPA增強MRI肝膽期征象，腫瘤邊緣及肝膽期瘤周低信號對預(yù)測肝癌MVI有重要價值。通過聯(lián)合上述征象及列線圖方式，術(shù)前預(yù)測肝癌MVI有更高的應(yīng)用價值。