釓塞酸二鈉增強(qiáng)MRI列線圖模型預(yù)測小肝癌微血管侵犯的價(jià)值

田雅琪 ，胡亞彬，彭琪琪 ，蘇曉慧，王曉琳 ，陳靜靜*

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是最常見的原發(fā)性肝臟惡性腫瘤之一[1]。中國原發(fā)性肝癌診療規(guī)范(2019年版)指出釓塞酸二鈉(gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid，Gd-EOB-DTPA)增強(qiáng)MRI可以提高HCC診斷的敏感性[2]，孤立性小肝癌的檢出率提高，更多早期肝癌得到診斷和治療，HCC患者的預(yù)后得到改善[3]。微血管侵犯(microvascular invasion,MVI)是HCC手術(shù)切除或肝移植術(shù)后復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[4]。Du等[4]、饒圣祥等[5]的研究表明，微血管侵犯在所有HCC中的發(fā)生率為15.0%～57.1%，其中小肝癌(≤3 cm)MVI的發(fā)生率為18.1%。Cucchetti[6]、劉馳等[7]認(rèn)為術(shù)前預(yù)測MVI并擴(kuò)大HCC病灶切除范圍，能降低其早期復(fù)發(fā)率。既往對HCC MVI與影像學(xué)資料相關(guān)性的研究常納入多發(fā)病灶[8]，或以直徑5 cm作為截?cái)嘀礫9]，而針對孤立性小肝癌(≤3 cm)的研究不充分，孤立性小肝癌臨床及影像特征與MVI關(guān)系尚不明確。本研究基于Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI建立孤立性小肝癌MVI列線圖預(yù)測模型，探討術(shù)前預(yù)測孤立性小肝癌MVI的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究為回顧性研究，經(jīng)青島大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號：QYFYWZLL26162)，免除受試者知情同意。分析青島大學(xué)附屬醫(yī)院2017年1月1日至2020年6月30日所有符合以下標(biāo)準(zhǔn)患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①肝段及肝部分切除或肝移植術(shù)后病理診斷為肝細(xì)胞癌；②病理科醫(yī)師對MVI做出明確診斷；③術(shù)前一個(gè)月內(nèi)在本院有完整的Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI資料；④病灶在Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI肝膽期橫軸面進(jìn)行測量，最大徑≤3 cm。排除標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前進(jìn)行消融或栓塞等治療；②病理或影像學(xué)提示病變多發(fā)；③術(shù)前Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI提示存在大血管侵犯；④MRI圖像質(zhì)量欠佳，影響征象的判讀。最終149例孤立性小肝癌患者納入研究，男113例，女36例，年齡33～75歲(中位年齡55歲)。收集患者的臨床資料及病理資料，包括性別、年齡、甲胎蛋白(alpha-fetoprotein,AFP)水平、乙型肝炎病史、肝細(xì)胞癌分化程度(Edmondson-Steiner分級)、肝臟纖維化程度及肝功能Child-Pugh分級。根據(jù)病理學(xué)診斷中MVI情況將病例分為MVI陽性組和MVI陰性組，病理學(xué)診斷均由兩名以上病理醫(yī)師出具。

1.2 儀器與MRI檢查方法

MRI檢查采用3.0 T磁共振設(shè)備(Siemens Skyra 3.0 T，Siemens Magneton Prisma 3.0 T，GE signa HDX 3.0 T)，12通道相控陣體部線圈、高壓注射器。MRI檢查對比劑為釓塞酸二鈉(Gd-EOB-DTPA，Bayer Schering Pharma AG，Germany)，劑型：10 mL/支。對比劑注射采用高壓注射器以1 mL/s的流率進(jìn)行注射，劑量為0.1 mL/kg，然后用20 mL生理鹽水沖洗，延遲掃描時(shí)間為15 s。常規(guī)掃描序列包括：橫軸面同相位及反相位T1WI、橫軸面及冠狀面脂肪抑制T2WI、橫軸面DWI(b值為50，800 s/mm2)并計(jì)算ADC值。MRI增強(qiáng)檢查采用多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描方式，分為動(dòng)脈期(20～30 s)、門脈期(50～60 s)、移行期(3 min)、延遲掃描(5 min、10 min)、肝膽期(15 min)。

1.3 圖像分析

所有MRI圖像分析由2名腹部專業(yè)放射科醫(yī)生(分別具有24年及10年腹部影像學(xué)診斷經(jīng)驗(yàn))在PACS工作站完成，并就所觀察征象結(jié)果達(dá)成一致意見，并由1名放射科醫(yī)生對所有患者影像學(xué)定量資料進(jìn)行測量、計(jì)算。放射科醫(yī)生對微血管侵犯情況并不知曉。

根據(jù)2018版美國肝臟成像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(Liver Imaging Reporting and Data System，LI-RADS)[10]的征象分析，納入的征象包括：非環(huán)狀動(dòng)脈期高強(qiáng)化、非邊緣性廓清、強(qiáng)化假包膜(在移行期觀察到的腫瘤邊緣薄環(huán)狀高信號)、瘤內(nèi)含脂、彌散受限(腫瘤DWI為高信號且ADC值低于周圍肝實(shí)質(zhì)認(rèn)為彌散受限，腫瘤DWI為高信號或低信號且ADC值不低于周圍肝實(shí)質(zhì)認(rèn)為彌散不受限)、輕-中度的T2WI高信號(高于肝實(shí)質(zhì)，較脾臟信號相似或稍低)、肝膽期低信號；根據(jù)文獻(xiàn)研究納入與肝細(xì)胞癌MVI可能相關(guān)的征象：瘤周強(qiáng)化(動(dòng)脈期進(jìn)行觀察，腫瘤周圍部分或環(huán)狀高信號)、腫瘤形態(tài)不規(guī)則、T2WI腫瘤邊界是否清晰、假包膜的完整程度、肝膽期瘤周低信號。納入定量影像學(xué)資料：①腫瘤直徑，在肝膽期橫軸面測量腫瘤最大徑作為腫瘤直徑；②腫瘤與正常肝實(shí)質(zhì)DWI信號強(qiáng)度比(SIDWI比值)：選取病灶盡量大層面測量DWI信號強(qiáng)度SI腫瘤DWI，選取避開肝內(nèi)大血管層面測量正常肝臟DWI的信號強(qiáng)度SI肝DWI，計(jì)算信號強(qiáng)度比SIDWI比值=SI腫瘤DWI/SI肝DWI；③選取盡量大層面測量腫瘤ADC值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 26.0、MedCalc 19.5.6、R軟件 4.0.3進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。首先進(jìn)行單因素分析，計(jì)數(shù)資料使用χ2檢驗(yàn)及Fisher精確檢驗(yàn)，計(jì)量資料使用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)；第二步進(jìn)行二元多因素Logistic回歸，僅對術(shù)前單因素分析有意義資料納入Logistic回歸分析，使用FORWARD：LR法(基于最大似然估計(jì)的向前逐步回歸法)進(jìn)行分析，得到小肝癌患者發(fā)生MVI的獨(dú)立性危險(xiǎn)因素，使用MedCalc軟件繪制ROC曲線；最后使用R軟件包依據(jù)Logistic回歸結(jié)果建立列線圖，評估獨(dú)立危險(xiǎn)因素預(yù)測小肝癌患者發(fā)生MVI的可能性，并評價(jià)其預(yù)測效能。

2 結(jié)果

2.1 MVI陽性及陰性與小肝癌患者術(shù)前資料單因素及多因素分析結(jié)果

本研究納入149例直徑≤3 cm的孤立性小肝癌患者，年齡33～75歲，中位年齡55歲，直徑范圍0.90～3.00 cm，平均直徑2.12 cm。其中MVI陽性組45例(30.2%)，MVI陰性組104例(69.8%)。在術(shù)前影像、臨床及病理資料的單因素分析(表1)中，瘤周強(qiáng)化(圖 1A)、肝膽期瘤周低信號(圖 1B)、肝膽期形態(tài)(圖1C、1D)、假包膜完整程度(圖1E、1F)、T2WI腫瘤邊界(圖1G)、腫瘤ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，并根據(jù)約登指數(shù)得出腫瘤ADC值的截?cái)嘀禐?.990×10-3mm2/s；其余術(shù)前臨床及MRI資料差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

表1 孤立性小肝癌微血管侵犯與術(shù)前臨床、MRI及病理資料單因素分析

續(xù)表1 孤立性小肝癌微血管侵犯與術(shù)前臨床、MRI及病理資料單因素分析

根據(jù)單因素分析結(jié)果，將有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的資料進(jìn)行多因素Logistic回歸分析，結(jié)果顯示假包膜不完整(OR=5.951，P＜0.001)、瘤周強(qiáng)化(OR=3.834，P=0.015)、肝膽期瘤周低信號(OR=9.721，P=0.001)及腫瘤較低ADC值(低于0.990×10-3mm2/s)是預(yù)測孤立性小肝癌MVI的獨(dú)立性危險(xiǎn)因素。根據(jù)Logistic回歸分析繪制ROC曲線，曲線下面積AUC為0.844，提示其預(yù)測效能較好(表2,圖1H)。

表2 孤立性小肝癌微血管侵犯與各資料多因素Logistic分析

2.2 列線圖預(yù)測模型的構(gòu)建及評估

根據(jù)Logistic回歸多因素分析結(jié)果，將假包膜的完整程度、瘤周強(qiáng)化、肝膽期瘤周低信號、腫瘤ADC值4個(gè)預(yù)測指標(biāo)構(gòu)建成列線圖(圖2A)。在該列線圖中，肝膽期瘤周低信號是預(yù)測孤立性小肝癌患者M(jìn)VI的最大貢獻(xiàn)因子(100分)，其余依次為假包膜完整程度、瘤周強(qiáng)化、腫瘤ADC值，總分值為0～350分，預(yù)測概率為0.05～0.95。運(yùn)用Boostrap法對模型進(jìn)行內(nèi)部抽樣驗(yàn)證，繪制校準(zhǔn)曲線(圖2B)得到該模型C指數(shù)為0.844，模型預(yù)測值與實(shí)際觀察值的平均絕對誤差為0.028，提示該列線圖形具有較高的校準(zhǔn)度。

圖2 A：預(yù)測孤立性小肝癌患者微血管侵犯(MVI)的列線圖(腫瘤ADC值單位：10-3mm2/s)；B：列線圖預(yù)測模型的校準(zhǔn)曲線

3 討論

Gd-EOB-DTPA與普通釓對比劑相比，既可顯示病變的血供，又可顯示肝細(xì)胞功能信息[11]。Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI用于肝細(xì)胞癌的診斷研究比較充分，其聯(lián)合LI-RADS v2018診斷肝細(xì)胞癌具有較高的敏感度及特異度[12]。Gd-EOB-DTPA對比劑聯(lián)合T1 mapping也可用于定量評估肝臟纖維化程度，其對于兔肝纖維化的診斷和分期具有較大的價(jià)值[13]。然而目前Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI用于肝細(xì)胞癌MVI的研究不充分，且部分研究納入病例數(shù)較少[14]。列線圖預(yù)測模型通過給每個(gè)因素賦分，可直觀顯示不同因素對預(yù)測孤立性小肝癌MVI的貢獻(xiàn)，使預(yù)測模型的結(jié)果更具可讀性，并且可以用Boostrap法對模型進(jìn)行內(nèi)部抽樣驗(yàn)證，評價(jià)該模型的預(yù)測效能[15]。

3.1 臨床及Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI資料的結(jié)果與分析

本研究通過分析已收集的臨床及影像學(xué)資料，得出肝膽期瘤周低信號、瘤周強(qiáng)化、假包膜完整程度、腫瘤ADC值(低于0.990×10-3mm2/s)是孤立性小肝癌MVI的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，并構(gòu)建列線圖預(yù)測模型，評估模型預(yù)測的準(zhǔn)確度。①研究顯示小肝癌MVI陽性病例中存在肝膽期瘤周低信號是小肝癌MVI的獨(dú)立性危險(xiǎn)因素，在列線圖預(yù)測模型中顯示其預(yù)測效能優(yōu)于其他因素，陳培培等[16]研究在納入及不納入肝膽期瘤周低信號兩種情況下分別建立Logistic回歸模型，比較兩個(gè)模型ROC曲線下面積得出肝膽期瘤周低信號對肝細(xì)胞癌MVI的診斷有一定優(yōu)勢。分析其機(jī)制可能是腫瘤存在微血管侵犯引起腫瘤周圍的灌注變化，影響腫瘤周圍肝細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)和排泄Gd-EOB-DTPA的蛋白(OATPs和MRPs)功能，導(dǎo)致腫瘤周圍肝細(xì)胞對于釓塞酸二鈉的攝取減少，表現(xiàn)出肝膽期瘤周相對低信號[17]。②瘤周強(qiáng)化是孤立性小肝癌發(fā)生微血管侵犯的獨(dú)立性危險(xiǎn)因素，這一結(jié)論與Huang等[18]、Kim等[19]研究相符。瘤周強(qiáng)化定義為動(dòng)脈期瘤周高信號區(qū)，在門脈期及移行期為等信號，此征象由于HCC的引流靜脈通常為門靜脈，肝癌存在微血管侵犯時(shí)，由于小的門靜脈分支阻塞，門靜脈引流受阻，該區(qū)域發(fā)生代償性動(dòng)脈高灌注，因此出現(xiàn)一過性的瘤周強(qiáng)化[20]。此外，研究發(fā)現(xiàn)部分病例瘤周強(qiáng)化和肝膽期瘤周低信號征象同時(shí)存在時(shí)，其范圍基本一致(圖1A、1B)，推測其可能與腫瘤侵犯該區(qū)域小門靜脈有關(guān)。③假包膜不完整更易發(fā)生微血管侵犯的機(jī)制可能是假包膜阻礙腫瘤細(xì)胞直接侵犯肝實(shí)質(zhì)，這與Ariizumi等[21]研究結(jié)果相符，該研究認(rèn)為假包膜不完整患者發(fā)生微血管侵犯達(dá)42%，明顯高于包膜完整患者。④本研究結(jié)果顯示腫瘤ADC值低于0.990×10-3mm2/s是孤立性小肝癌發(fā)生MVI的獨(dú)立性危險(xiǎn)因素，相較于Xu等[8]研究結(jié)果ADC值低于1.227×10-3mm2/s，本研究截?cái)嘀递^低，分析其原因可能是其研究DWI序列b值為0、500 s/mm2，而本研究DWI序列b值為50、800 s/mm2，因此所得ADC值存在差異。本研究并未觀察到兩組間腫瘤大小顯示差異，既往Ahn等[14]、陳培培等[16]認(rèn)為直徑較大的肝細(xì)胞癌更易發(fā)生MVI，但這些研究對腫瘤直徑的截?cái)嘀稻笥? cm，而本研究對象均為直徑≤3 cm的孤立性小肝癌，腫瘤直徑差異小，可能是導(dǎo)致其大小差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的原因。

圖1 A～B：男，49歲，術(shù)后病理證實(shí)(肝Ⅴ段)肝細(xì)胞癌并微血管侵犯(MVI陽性)。Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI動(dòng)脈期橫軸面(A)示瘤周強(qiáng)化(黑箭)。肝膽期橫軸面(B)示腫瘤周圍低信號(黑箭)；C：男，52歲，術(shù)后病理證實(shí)(肝Ⅴ、Ⅵ段交界處)肝細(xì)胞癌無微血管侵犯(MVI陰性)。Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI肝膽期橫軸面示腫瘤形態(tài)規(guī)則；D～E：男，49歲，術(shù)后病理證實(shí)(肝Ⅱ段)肝細(xì)胞癌并微血管侵犯(MVI陽性)。Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)磁共振肝膽期橫軸面(D)示腫瘤形態(tài)不規(guī)則，邊緣呈結(jié)節(jié)狀改變。移行期橫軸面(E)示腫瘤邊緣假包膜不完整(白箭)；F：男，46歲，術(shù)后病理證實(shí)(肝Ⅳ段)肝細(xì)胞癌無微血管侵犯(MVI陰性)。Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)磁共振移行期橫軸面示腫瘤邊緣假包膜完整(黑三角)；G：男，54歲，術(shù)后病理證實(shí)(肝Ⅴ段)肝細(xì)胞癌并微血管侵犯(MVI陽性)。T2WI橫軸面示腫瘤邊界不清(白三角)；H：Logistic回歸模型的ROC曲線下面積為0.844(P＜0.001)

臨床及病理資料分析中，肝癌的病理Edmondson-Steiner分級與孤立性小肝癌MVI的發(fā)生相關(guān)，分析其原因可能為：肝細(xì)胞癌的分化程度低，腫瘤細(xì)胞的惡性程度高，更易向周圍侵犯，這與Lee等[22]的研究結(jié)論一致。然而病理分級與肝細(xì)胞癌MVI的評估均在病理學(xué)分析中獲得，不能在術(shù)前預(yù)測，該指標(biāo)未納入預(yù)測模型的構(gòu)建。多項(xiàng)研究[8,23]表明，術(shù)前AFP水平與肝細(xì)胞癌MVI的發(fā)生無關(guān)，本研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。

3.2 不足與展望

本研究存在局限性：①本研究為單中心研究，運(yùn)用內(nèi)部驗(yàn)證評估預(yù)測模型的效能，后期將進(jìn)一步開展多中心前瞻性研究，運(yùn)用外部驗(yàn)證完善模型的預(yù)測性能；②研究由兩位醫(yī)師共同判讀征象，存在主觀性，后續(xù)我們將增加T1 mapping成像相關(guān)研究，并基于Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI進(jìn)行小肝癌影像組學(xué)特征的提取，定量評估孤立性小肝癌MVI的相關(guān)因素。

綜上所述，本研究建立釓塞酸二鈉增強(qiáng)MRI列線圖預(yù)測模型，利用釓塞酸二鈉增強(qiáng)MRI提供信息豐富的特點(diǎn)聯(lián)合列線圖預(yù)測模型，將假包膜不完整、瘤周強(qiáng)化、肝膽期瘤周低信號及腫瘤較低ADC值(低于0.990×10-3mm2/s)這些預(yù)測指標(biāo)進(jìn)行量化賦分，直觀顯示不同預(yù)測指標(biāo)的貢獻(xiàn)大小，校準(zhǔn)曲線評估顯示該模型具有較好的性能，因此釓塞酸二鈉增強(qiáng)MRI列線圖預(yù)測模型可以有效預(yù)測孤立性小肝癌(≤3 cm)微血管侵犯。

作者利益沖突聲明：全部作者均聲明無利益沖突。