影像組學在肝癌的應用

鄭少花

（揭陽市第三人民醫院，廣東 揭陽 522000）

肝癌是常見惡性腫瘤之一，近年來肝癌的發病率呈現逐年上升的趨勢[1]，其中又以東亞和撒哈拉以南非洲地區最高[2-3]。由于肝癌具有診斷滯后、發病率高、預后差、死亡率高等特點，目前常規的影像學診斷方式已經無法滿足肝癌診治的需求，影像組學作為新興的一門技術，目前已經在肝癌的類型鑒別和預測、術前評估、復發預測、生存率預測等方面得到廣泛的運用。

影像組學是對成像中定量成像特征或紋理（包含灰度圖案、形狀、光譜特性、像素間關系等信息）進行高通量信息提取，并創建用于特征提取的高維數據集，并借助機器學習算法來開發計算模型的工具，可以為診斷提供有意義的詮釋性和預測性信息[4-5]。在腫瘤領域，影像組學通過對腫瘤影像學特征量化圖像強度、形狀、紋理，在定性成像上的價值優于一般影像、生化等檢查，為實現精確腫瘤治療提供了解決方案[6-8]?；诮鼛啄甑难芯?，本文對影像組學在肝癌的應用展開綜述。

1 影像組學在鑒別、預測肝癌類型中的應用

對于肝癌的良性與惡性的預測及與其他類型的腫瘤進行鑒別，是影像檢查的難點，影像組學則可以有效解決該問題。Wang等[9]研究發現影像組學可以在肝癌發病前期的肝纖維化階段預測其肝癌的發病趨勢。Doda等[10]研究影像組學是否可以區分正常肝、肝脂肪變性、肝硬化，發現影像組學區分的準確率較其余檢查項目高，而Perrin等[11]研究發現其準確率與對造影劑注射速率和像素分辨率變化呈現負相關性。Wu等[12]在影像技術對肝細胞癌和肝血管瘤進行鑒別的基礎上，發現影像組學對于肝癌類型的預測能力幾乎與經驗豐富的影像科醫生相同。Oyama等[13]使用影像組學對肝細胞癌和轉移性腫瘤進行區分，準確率可達到92%。Jiang等[14]研究發現，利用影像組學技術能夠提高以乙型病毒性肝炎為主的高危患者的，肝癌診斷準確率。Homayounieh等[15]研究發現影像組學較一般CT能更準確地鑒別出實體良性和惡性肝癌。目前在針對諸如雙表型肝細胞癌與CK7和CK19陰性肝細胞癌等的鑒別上，顯示出巨大的優勢[16-17]。評估影像組學在極早期或早期肝細胞癌患者中優化治療方案的可行性，發現影像組學可以幫助影像科醫生對于早期或極早期肝癌患者的進行識別，同時指導臨床醫生指定最優化的治療方案[18-19]。以上可以說明影像組學有助于鑒別肝癌病變程度、預測肝癌的良惡性，具有比常規影像學檢查更準確、更便捷、創傷小等特點。

2 影像組學在肝癌術前評估的作用

由于肝癌的部位易于隱匿，復發預測困難，容易造成術中發現肝癌病變范圍超出術前觀察所知部位的情況。通過影像組學，有助于對肝癌的侵襲病變范圍進行診斷、鑒別診斷、臨床預后等全面的術前評估[20]，而其預測能力優于影像醫師[21]。與臨床因素相結合，可能有助于影像組學在術前對肝細胞癌惡化程度進行預測[22]。而肝細胞癌微血管侵犯是影像組學在肝細胞癌術前評估的重點運用方向，Yang等[23]發現通過結合臨床影像學危險因素和肝臟影像的影像組學，對肝細胞癌患者的血管侵犯個體化風險可以進行更為準確的術前評估。目前研究發現，基于超聲、磁共振成像、CT建立的影像組學模式較單純的超聲、磁共振成像、CT技術，在提高術前預測肝細胞癌微血管侵犯的程度上具有明顯的優勢[24-28]。影像組學在一定程度上可以對術前肝癌病變范圍進行準確定位，特別是對于肝細胞癌的微血管侵犯程度的評估較目前其余檢測手段具有明顯的優勢。

3 影像組學在肝癌復發預測中的應用

肝癌的復發率高，在治療前或治療后對復發進行精確的預測，有助于制定合理、有效的治療方案，而目前的研究表明影像組學在此方面能起到一定的作用。Zhou等[29]回顧性研究了接受肝部分切除術的肝細胞癌患者的動脈期和門靜脈期CT圖像，在此基礎上建立影像組學模式，與單獨的臨床變量相比，發現其可以顯著提高預測早期復發的準確性。而結合甲胎蛋白水平、血管侵犯、不光滑的腫瘤邊緣等多種臨床危險因素的影像組學模型，有助于預測肝細胞癌的早期復發率[30-32]。Hui等[33]探討在術前磁共振成像中使用紋理的影像組學，發現對肝細胞癌早期復發有高達84%的預測準確度。Shan等[34]基于CT圖像瘤周影像學特征建立影像組學模式，認為其預測肝細胞癌治愈后早期復發的有效性優于基于CT圖像病灶影像學特征建立影像組學模式。影像組學在一定程度上可以在術前對肝癌復發進行有效預測，特別是通過結合臨床危險因素，更有助于提高術前預測肝癌復發的準確率。

4 影像組學在肝癌生存率預測中的應用

肝細胞癌由于引起的并發癥不同，各種類型患者的生存率往往不同，而影像組學通過影像特點，可以在診斷早期提示患者的預后，有助于促進治療方案的優化。目前研究發現，基于肝癌影像特點建立的影像組學有助于提高醫務工作者預測肝細胞癌患者總生存時間的能力[35-36]，而結合常規臨床變量的影像組學更能提高其預測的準確性[37]。目前基于術前磁共振成像、增強CT等的影像組學模式較單純的影像技術更能提高對接受根治性肝切除術或經導管動脈化學栓塞治療肝細胞癌患者的術后復發率和生存率預測的準確性[38-41]。Song等[42]研究發現利用經導管動脈化療栓塞治療后的肝細胞癌患者影像特征結合臨床因素建立的影像組學，有助于評估經導管動脈化療栓塞術后肝細胞癌患者的生存率。影像組學可有效預測肝癌患者的生存預后，目前研究顯示其結合肝癌危險因素有助于提高其預測的準確性。

5 影像組學在肝癌中的運用前景

影像組學具有以非侵入性方式捕獲腫瘤內在時間和空間上異質性的能力，比以活檢方式測定腫瘤更具有明顯的優勢[42]。但是由于影像組學剛剛興起，設計運用的標準、圖像的標準、數據處理和建模的標準各不一致，在不同中心之間的可重復性較差，限制了其在臨床廣泛使用[43]；因此還需要更多的多中心實驗來完善標準化建設及驗證實操性[44]。其中標準化建設作為最關鍵的因素，如何建設統一圖像采集、圖像分析、數據共享技術標準已經成為制約影像組學在肝癌運用的重要因素[43]。同時隨著時代的發展，多學科交叉相容成為當代醫學的重要特色，因此影像檢查結合多種檢查方式成為對疾病診斷、分類、分期的“銳器”，如最新興起的癌癥代謝成像中，由于腫瘤細胞具有高代謝的特點，而其代謝底物及其產物可以成為包括癌癥在內的多種病癥的生物標志物。目前已有不少運用正電子發射斷層顯像或磁共振成像結合腫瘤代謝進而分析疾病的分期與病變范圍的研究[45]，可以預測在不久的將來，結合腫瘤代謝的影像組學將會成為新時期肝癌的研究熱點，其不僅會成為補充或替代腫瘤活檢的新時代診斷技術[46]，更有助于進一步揭示肝癌病變的全過程，對于提高肝癌的鑒別、分期、預后等能力起到積極意義，成為下一階段肝癌診療技術開發的突破點。