IVIM-DWI聯(lián)合Gd-EOB-DTPA增強磁共振對肝細胞癌微血管侵犯的預(yù)測價值

李曉鳳，莊羽翔，周新杰，周代全，曠連勤，曾燕

作者單位：重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院放射科，重慶401120

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是目前全球最常見的惡性腫瘤之一，也是導(dǎo)致患者死亡的最常見原因之一[1]。目前肝癌有多種治療方法，而治療方案的決策取決于腫瘤分期[2]，臨床常用的巴塞羅那肝癌分期系統(tǒng)中影像學(xué)檢查對腫瘤的評估是很重要的一方面，其中包含血管侵犯的評估，目前的影像學(xué)檢查僅能檢測出大血管的侵犯情況，然而其并不能全面地反映腫瘤的生物學(xué)行為及術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險。既往研究[3]表明，微血管侵犯也是影響肝癌預(yù)后的重要危險因素之一。目前微血管侵犯(microvascular invasion，MVI)診斷的金標(biāo)準(zhǔn)主要依靠手術(shù)后的病理學(xué)診斷，而在術(shù)前沒有可靠的方法檢測出MVI，因此在臨床中的應(yīng)用受到限制。有學(xué)者運用臨床預(yù)測因子如血清標(biāo)記物來預(yù)測MVI[4-5]，但其價值有限。隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)和特異性對比劑在預(yù)測HCC 病理學(xué)特征上體現(xiàn)出重要價值[6,7]。近年來有較多文獻表明MVI與腫瘤常規(guī)的影像學(xué)特征有關(guān)聯(lián)，但其研究結(jié)果仍存在爭議；而運用體素內(nèi)不相干運動擴散加權(quán)成像(intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging，IVIM-DWI)或二者聯(lián)合來預(yù)測MVI 的研究相對較少。因此，本研究主要進一步探討IVIM-DWI 聯(lián)合Gd-EOB-DTPA 增強MRI 對MVI 預(yù)測的臨床應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2018年7月至2021年1月在我院同時行肝臟體素內(nèi)不相干運動擴散加權(quán)成像(intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging，IVIM-DWI) 和Gd-EOB-DTPA 增強MRI 檢查的患者320 例，最終本研究共納入57 例HCC 患者，其中男49 例，女8 例，年齡59.6±1.4 歲，所有患者均為單發(fā)病灶。納入標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前1 周于我院進行肝臟Gd-EOB-DTPA 增強檢查同時行IVIM-DWI 序列掃描；②有手術(shù)及詳細病理結(jié)果；③圖像質(zhì)量能滿足研究需要；④MRI 檢查及手術(shù)前未對HCC 進行治療；⑤MRI 未檢測到大血管侵犯；⑥無肝內(nèi)及遠處轉(zhuǎn)移。本研究經(jīng)過重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號：2021 年科倫審第25 號)，免除受試者知情同意。

1.2 檢查設(shè)備與方法

所有檢查均在GE 750 3.0 T MRI 系統(tǒng)(GE healthcare,American)進行。掃描序列包括：①常規(guī)序列：軸位及冠狀位T2WI-FSE、同反相位T1WI-Dual Echo。②IVIM：運用軸位單次激發(fā)自旋平面回波擴散加權(quán)成像，F(xiàn)OV 38 cm×38 cm～42 cm×42 cm，矩陣128×128，層厚5 mm，層間距1 mm，TR 6000 ms，TE 62 ms，一共掃描12 個b 值分別為0、25、50、75、100、150、200、400、600、800、1000、1200 s/mm2。③動態(tài)增強：運用軸位T1WI 脂肪抑制LAVA 序列，通過肘靜脈注入Gd-EOB-DTPA，流率3 mL/s，劑量0.2 mL/kg，于注藥后15 s、55 s、150 s、15 min 掃描分別得到肝動脈期、門靜脈期、延遲期及肝膽期圖像。

1.3 影像分析

圖像處理和數(shù)據(jù)分析均在GE ADW 4.6 工作站進行。由2名具備10年以上放射診斷經(jīng)驗的醫(yī)師采用雙盲法分析。于腫瘤最大層面勾畫ROI，盡可能多地包含腫瘤組織，同時盡量將出血及囊變壞死區(qū)域排除在外。定性資料包括：①腫瘤的邊緣：在肝膽期觀察腫瘤邊緣光滑、不光滑；②假包膜：在門脈期或延遲期圖像上顯示的腫瘤邊緣薄環(huán)狀強化，分為有包膜(包含不完整包膜)和無包膜；③動脈期瘤周強化：在動脈期腫瘤輪廓之外與腫瘤廣泛接觸的多角形或新月形強化；④肝膽期瘤周低信號：在肝膽期腫瘤周圍肝實質(zhì)出現(xiàn)的不規(guī)則的低信號區(qū)；⑤腫瘤內(nèi)部的出血、脂肪成分。定量資料包括：①腫瘤大小(最大徑)；②IVIM 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表觀擴散系數(shù)(standard ADC)、真實擴散系數(shù)(true diffusion coefficient，D)、偽灌注擴散系數(shù)(pseudo-diffusion coefficient，D*)、灌注分數(shù)(perfusion fraction，f)；③Gd-EOB-DTPA 增強MRI 數(shù)據(jù)：動脈期及肝膽期的相對增強率(relative enhancement，RE)記為AP-RE、HBP-RE。定量資料由兩名醫(yī)師分別測量3 次，取兩名醫(yī)師測量值的平均值為最終值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 26.0軟件進行統(tǒng)計分析。兩組間臨床資料及影像學(xué)定性特征比較采用χ2檢驗或Fisher確切概率法，正態(tài)定量資料比較采用獨立樣本t檢驗，偏態(tài)定量資料比較采用U檢驗，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。將預(yù)測MVI有統(tǒng)計學(xué)意義的變量篩選出并納入多因素Logistic回歸，運用逐步回歸法得出HCC MVI的獨立危險因素；采用ROC曲線分析單個指標(biāo)和聯(lián)合應(yīng)用多個指標(biāo)對MVI的診斷效能，并計算出相應(yīng)的敏感度、特異度、約登指數(shù)(Youden index，YI)、最佳臨界值以及AUC。

2 結(jié)果

2.1 HCC的臨床病理學(xué)特征

57 例HCC 患者中，20 例為MVI 陰性，37 例為MVI 陽性，其MVI 的發(fā)生率為74%。腫瘤的分化程度、Ki-67 指數(shù)在兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，而年齡、性別、有無肝炎及肝硬化在兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。

表1 HCC的MVⅠ與臨床病理學(xué)特征(n=57)

2.2 影像學(xué)定性特征與定量參數(shù)組間比較

定性特征中腫瘤邊緣、動脈期瘤周強化、肝膽期瘤周低信號在兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)，而假包膜、瘤內(nèi)脂肪、瘤內(nèi)出血在兩組之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05，表2)。定量參數(shù)中，MVI 陽性組腫瘤最大徑顯著大于MVI 陰性組，standard ADC 值和D 值顯著低于MVI 陰性組，且兩組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05 或0.01)，而D*值、f 值、AP-RE 和HBP-RE 值在兩組間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05) (表3，圖1和圖2)。

表2 MVⅠ陽性與陰性組的影像學(xué)定性特征分析結(jié)果

表3 MVⅠ陽性與陰性組的影像學(xué)定量參數(shù)分析結(jié)果

圖1 男，57歲，肝細胞性肝癌，MVⅠ陰性。Gd-EOB-DTPA增強掃描動脈期(A)及肝膽期(B)顯示腫瘤包膜(箭)完整，未見動脈期瘤周強化和肝膽期瘤周低信號；圖C～F為ⅠVⅠM-DWⅠ影像，standard ADC值為1.68×10-3 mm2/s，D值為1.19×10-3 mm2/s，D*值為5.08×10-3 mm2/s，f值為0.34 圖2 男，68歲，肝細胞性肝癌，MVⅠ陽性。Gd-EOB-DTPA 增強掃描動脈期(A)及肝膽期(B)影像顯示腫瘤包膜不完整，可見動脈期瘤周強化(箭)及肝膽期瘤周低信號(箭)；圖C～F 為ⅠVⅠM-DWⅠ影像，ROⅠ放置時避開壞死區(qū)，standard ADC值為1.24×10-3 mm2/s，D值為1.10×10-3 mm2/s，D*值為20.7×10-3 mm2/s，f值為0.28

2.3 多因素Logistic回歸分析及影像學(xué)指標(biāo)的診斷效能

運用ROC曲線對單因素分析中有意義的指標(biāo)進行分析，如表4 所示，其中D 值的診斷效能最好(AUC 0.849，YI 0.561，敏感度75.0%，特異度81.1%)，最佳臨界值為1.039。多因素分析顯示，腫瘤最大徑、動脈期瘤周強化、D值是MVI的獨立危險因素(表5)。但是這三個指標(biāo)單獨預(yù)測MVI的敏感度和特異度都較低，其中腫瘤最大徑的敏感度和特異度最低，分別為78.4%，65.0%。將動脈期瘤周強化和D值聯(lián)合起來預(yù)測MVI (圖3)，其AUC和敏感度均較單獨預(yù)測時升高，而特異度基本相當(dāng)。

表4 MRⅠ影像學(xué)指標(biāo)對MVⅠ的診斷效能

表5 MVⅠ陽性與陰性組的多因素Logistic回歸分析結(jié)果

圖3 定性特征和定量指標(biāo)預(yù)測MVⅠ的ROC曲線

3 討論

常規(guī)的影像學(xué)定性特征與HCC 的MVI 發(fā)生有一定的相關(guān)性，但是這些影像學(xué)特征的診斷效能在許多研究中不一致，且受不同醫(yī)師評價的主觀性影響[8-10]；而IVIM 作為一種雙指數(shù)擴散模型，可以提供客觀的定量參數(shù)來反映腫瘤內(nèi)部的微循環(huán)情況，將二者聯(lián)合起來預(yù)測MVI 結(jié)果或許更可靠。因此本研究將探索在常規(guī)影像學(xué)定性特征的基礎(chǔ)上聯(lián)合定量參數(shù)預(yù)測MVI的臨床應(yīng)用價值。

3.1 影像學(xué)定性特征對HCC 有無MVI 的診斷價值

目前原發(fā)性肝癌的影像學(xué)定性特征預(yù)測MVI 的價值尚無一致的結(jié)論。部分研究[5,8-9]顯示腫瘤邊緣、肝膽期瘤周低信號對MVI 的診斷效能相對較高。組織學(xué)上，腫瘤包膜由富含纖維組織的內(nèi)層和包含門靜脈和新生膽管的外層組成[11]，當(dāng)腫瘤細胞侵入并突破包膜的門靜脈時，影像學(xué)則表現(xiàn)為不完整的包膜和浸潤性邊界，此時門靜脈血流量減少，肝細胞功能受損導(dǎo)致細胞膜上有機陰離子轉(zhuǎn)運多肽表達降低，肝細胞攝入對比劑減少從而使肝膽期瘤周出現(xiàn)低信號區(qū)[12]。本研究顯示腫瘤邊緣、動脈期瘤周強化、肝膽期瘤周低信號與MVI 的發(fā)生有相關(guān)性。最近的一項分析顯示，肝膽期瘤周低信號是最可能提示MVI 的MRI 特征[10]。本研究中將兩組間有差異的定性特征納入了多因素回歸分析，其中只有動脈期瘤周強化為預(yù)測MVI 的獨立危險因素，且其預(yù)測貢獻最大，而肝膽期瘤周低信號和腫瘤邊緣不是MVI的獨立危險因素，與徐萍[13]的研究結(jié)果較一致。動脈期瘤周強化可能與血流動力學(xué)灌注改變有關(guān)，常發(fā)生在因腫瘤瘤栓引起的微靜脈阻塞而導(dǎo)致的門靜脈流量減少的區(qū)域[14]。然而Lee 等[9]的研究顯示這三者均為預(yù)測MVI 的重要獨立危險因素，聯(lián)合三者預(yù)測MVI 的特異度達92%。相反，Wei 等[15]的研究表明影像學(xué)定性特征均不能作為預(yù)測MVI的可靠指標(biāo)。

導(dǎo)致這些研究結(jié)果不完全一致的因素有：①研究設(shè)計的不同：既往研究中同時存在前瞻性研究和回顧性研究，導(dǎo)致患者的選擇偏倚。②檢查方法的差異影響影像學(xué)定性特征的顯示。③影像學(xué)定性特征判定時的人為主觀因素影響。④多因素回歸分析統(tǒng)計學(xué)設(shè)計的差異影響：不同的研究納入的危險因素個數(shù)不同從而影響分析結(jié)果。

3.2 定量參數(shù)對HCC有無MVI的診斷價值

較多文獻中認為腫瘤直徑是HCC 發(fā)生MVI 的預(yù)測因素之一。腫瘤越大，其內(nèi)新生血管越多，腫瘤的生長、浸潤及轉(zhuǎn)移也越快，發(fā)生MVI 的可能性就越大。本研究中腫瘤直徑在兩組間的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。而在多因素分析中，腫瘤直徑對預(yù)測MVI 的貢獻度較小，這與Zhang 等[8]的研究結(jié)論一致。其原因可能為研究對象的選擇偏倚。在對HCC 的直徑進行分組后的研究[8,16]顯示，不同大小的腫瘤其影像學(xué)特征預(yù)測MVI 時貢獻度不一樣，對于較大的腫瘤直徑所占的預(yù)測權(quán)重更大。本研究中未根據(jù)腫瘤大小進行分組，未來將進一步研究。

目前關(guān)于Gd-EOB-DTPA 增強MRI 定量參數(shù)預(yù)測MVI 的研究很少，所采用的定量參數(shù)計算方法各不相同，其預(yù)測價值也具有爭議[6,17]。Okamura[18]等研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)AP-RE越高，HBP-RE越低時，發(fā)生MVI 的可能性越大。本研究顯示AP-RE、HBP-RE 與MVI 的發(fā)生無顯著相關(guān)性。其原因可能為腫瘤MRI 信號強度受圖像質(zhì)量、對比劑濃度及用量、肝膽期延時掃描時間的影響較大，因此其應(yīng)用價值有限。

IVIM-DWI 能從擴散和灌注兩方面反映腫瘤的微循環(huán)狀態(tài)，并能提供相應(yīng)的定量參數(shù)[7]。已有多項研究[18,19-21]發(fā)現(xiàn)IVIM參數(shù)與腫瘤的良惡性、分化程度相關(guān)。而用IVIM參數(shù)預(yù)測MVI的研究較少，已有的研究[15,19]表明IVIM參數(shù)與MVI具有相關(guān)性。本研究顯示D 值、standard ADC 值在兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，MVI 陽性組的D 值和standard ADC 值小于MVI 陰性組，且D 值的診斷效能大于standard ADC 值。D*值、f 值在兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與既往研究相符[15]。在多因素分析中，只有D值是MVI的獨立預(yù)測因素，這一結(jié)果與Wei等[15]研究結(jié)果相似。其原因可能是由于偽擴散分量會影響ADC 值的測量，而真正的擴散系數(shù)D值不會受到影響。本研究將D值與動脈期瘤周強化聯(lián)合起來預(yù)測MVI 具有較好的診斷效能，與單獨用定性特征預(yù)測MVI 相比較，其在特異度保持基本不變的情況下，敏感度明顯提高。因此，本研究表明D 值聯(lián)合動脈期瘤周強化對MVI 具有較好的預(yù)測價值，D 值越低，且伴有動脈期瘤周強化的HCC更容易出現(xiàn)MVI。

3.3 本研究的局限性

本研究具有以下局限性：①樣本量較小，未對腫瘤大小進行分組研究，可能存在研究對象的選擇偏倚；②不能將病理取材與影像圖像上ROI 選取相對應(yīng)；③僅為單中心研究，目前尚無多中心研究，可能與IVIM 掃描時間較長、掃描方案的一致性有關(guān)。未來的研究中需要擴大樣本量，統(tǒng)一掃描方案，以促進IVIM-DWI在HCC影像診斷中的應(yīng)用。

綜上所述，IVIM 參數(shù)D 值聯(lián)合影像學(xué)定性特征能提高預(yù)測MVI 的準(zhǔn)確度，D 值越小并伴有瘤周強化的HCC 更容易發(fā)生MVI。

作者利益沖突聲明：全部作者均聲明無利益沖突。