非對(duì)稱回波的最小二乘估算法迭代水脂分離序列和彌散加權(quán)成像評(píng)估肝細(xì)胞癌Ki-67表達(dá)

王學(xué)東，陳 敏*，劉秀娟，于向榮， 王玲杰

[1.珠海市人民醫(yī)院(暨南大學(xué)附屬珠海醫(yī)院)放射科，2.病理科，廣東 珠海 519000]

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)預(yù)后較差，位居全球癌癥死亡率第四位、我國(guó)癌癥死亡率第三位[1]。Ki-67是由MKI-67基因編碼的核蛋白質(zhì)，可反映腫瘤細(xì)胞增殖活躍程度，已用于免疫組織化學(xué)檢查多種系統(tǒng)疾病，如結(jié)直腸癌[2]、乳腺癌[3]、腦膠質(zhì)瘤[4]、肺癌[5]及前列腺癌[6]等。Ki-67表達(dá)越高，HCC進(jìn)展越快，預(yù)后越差[7]。彌散加權(quán)成像(diffusion weighted image, DWI)可評(píng)估多種疾病的Ki-67表達(dá)情況。采用非對(duì)稱回波最小二乘估算法迭代水脂分離序列(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation-iron sequence, IDEAL-IQ)可獲得R2*圖和脂肪分?jǐn)?shù)(fat fraction, FF)圖，評(píng)估肝臟脂肪含量、鐵含量及磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(glypican-3, GPC-3)表達(dá)[8]；但目前少見(jiàn)采用IDEAL-IQ評(píng)估Ki-67表達(dá)的相關(guān)報(bào)道。本研究觀察IDEAL-IQ和DWI評(píng)估HCC Ki-67表達(dá)的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2019年1月—2020年10月40例于珠海市人民醫(yī)院術(shù)后病理確診的原發(fā)性HCC患者，男29例，女11例，年齡32～69歲，平均(54.2±8.9)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①影像學(xué)及病理資料完整，術(shù)后免疫組織化學(xué)指標(biāo)包含Ki-67；②無(wú)對(duì)比劑使用禁忌證；③術(shù)前均接受MR IDEAL-IQ和DWI檢查；③1個(gè)月內(nèi)無(wú)輸血史；④無(wú)血色素沉積癥；⑤圖像無(wú)偽影或偽影較輕。檢查前患者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 檢查前囑患者禁食、禁水4 h。采用美國(guó)GE Signa HDxt 3.0T MR超導(dǎo)型掃描儀，囑患者仰臥，雙臂上舉并抱頭，行腹部平掃，掃描范圍自膈頂至腎門(mén)水平；之后采用雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈以流率2～3 ml/s注射釓噴酸葡胺(拜耳醫(yī)藥)0.1 ml/kg，行肝臟容積加速采集(liver acquisition with volume acceleration, LAVA)序列增強(qiáng)掃描。參數(shù)：軸位T1W，TR/TE 5.4 ms/2.5 ms，矩陣 256×200，F(xiàn)OV 380 mm×340 mm，層厚5 mm，層間隔1.0 mm，掃描時(shí)間1 min 16 s；軸位T2W，TR/TE 13 043 ms/71 ms，矩陣320×320，F(xiàn)OV 380 mm×380 mm，層厚5 mm，層間隔1.0 mm，掃描時(shí)間2 min 37 s；軸位DWI，TR/TE 5 455 ms/82 ms，矩陣128×128，b值0、1500 s/mm2，F(xiàn)OV 380 mm×320 mm，層厚5 mm，層間隔1.0 mm，掃描時(shí)間2 min 22 s；IDEAL-IQ，TR/TE 6.6 ms/2.9 ms，F(xiàn)A 3o，矩陣 160×160，F(xiàn)OV 440 mm×350 mm，層厚5.0 mm，層間隔1.0 mm，采集時(shí)間1 min 17 s；軸位、矢狀位LAVA序列增強(qiáng)掃描，TR/TE 5.4 ms/1.9 ms，F(xiàn)A 15o，矩陣 256×200，F(xiàn)OV 380 mm×350 mm，層厚4.0 mm，層間隔2.0 mm，采集時(shí)間3 min 16 s。掃描結(jié)束后于后處理操作平臺(tái)重建，獲得R2*圖和FF圖。

1.3 圖像處理與分析 將R2*圖、FF圖和DWI圖導(dǎo)入ADW4.5工作站，由分別具有4年、10年MR診斷經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師1和醫(yī)師2以盲法分析圖像，并參照動(dòng)脈期LAVA序列圖中腫瘤實(shí)性成分最多層面勾畫(huà)ROI，并同時(shí)參考T1WI和T2WI以避開(kāi)壞死、囊變和出血；于FF圖、R2*圖和DWI圖相鄰3個(gè)層面各放置約1.0 cm2的ROI，盡量使其位置、大小及層面均相同，重復(fù)測(cè)量3次R2*值、FF及ADC并取平均值；取2名醫(yī)師測(cè)量結(jié)果的平均值作為最終結(jié)果。

1.4 檢測(cè)Ki-67表達(dá) 由3位具有3年以上工作經(jīng)驗(yàn)的病理科醫(yī)師判斷Ki-67表達(dá)。以光鏡下腫瘤細(xì)胞核內(nèi)見(jiàn)清晰棕黃/褐色顆粒為Ki-67表達(dá)陽(yáng)性，于上述表現(xiàn)最明顯區(qū)域(熱點(diǎn)區(qū))計(jì)算2 000個(gè)腫瘤細(xì)胞Ki-67陽(yáng)性百分比的平均值，>10%為Ki-67高表達(dá)，≤10%為低表達(dá)[9]，并據(jù)此將40例HCC分為高、低表達(dá)2組。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以S-W檢驗(yàn)計(jì)量資料的正態(tài)性，以±s表示符合正態(tài)分布者，組間行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以Pearson法行相關(guān)性分析；以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合正態(tài)分布者，采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較，以Spearman法行相關(guān)性分析；以0<│r│<0.3呈弱相關(guān)，0.3≤│r│<0.5呈低度相關(guān)，0.5≤│r│<0.8呈中度相關(guān)，│r│≥0.8呈高度相關(guān)。采用二元logistic回歸分析聯(lián)合差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線，計(jì)算曲線下面積(area under the curve, AUC)，采用DeLong檢驗(yàn)進(jìn)行比較。以組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intra-class correlation coefficients, ICC)評(píng)價(jià)觀察者間測(cè)量結(jié)果的一致性；ICC<0.40為一致性差，0.40≤ICC<0.75為一致性中等，ICC≥0.75為一致性好。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

高表達(dá)組23例，男18例，女5例，年齡32～67歲，平均(54.0±8.9)歲；低表達(dá)組17例，男11例，女6例，年齡38～67歲，平均(54.6±9.3)歲。

2.1 病灶參數(shù)比較 高表達(dá)組HCC的R2*值高于低表達(dá)組(P<0.001)、ADC低于低表達(dá)組(P=0.006)，而組間FF差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.125)，見(jiàn)表1和圖1、2。

2.2 一致性檢驗(yàn) 不同觀察者對(duì)于各參數(shù)的測(cè)量結(jié)果的一致性均好(ICC均≥0.75，表2)。

表1 Ki-67高表達(dá)與低表達(dá)HCC病灶R2*值、FF及ADC比較

2.3 各參數(shù)評(píng)估HCC Ki-67表達(dá) 以25.88 s-1為截?cái)嘀?，R2*值鑒別HCC Ki-67高、低表達(dá)的敏感度、特異度及AUC分別為60.90%、94.10%及0.867；以0.83×10-3mm2/s為ADC的截?cái)嘀担涿舾卸?、特異度及AUC分別為94.10%、39.10%及0.703；以0.33為R2*值聯(lián)合ADC的截?cái)嘀?，其敏感度、特異度及AUC分別為94.10%、69.60%及0.870，且其AUC高于單一ADC的AUC(Z=1.988，P=0.047)。見(jiàn)表3和圖3。

圖1 高表達(dá)組HCC患者，男，52歲 A～D.肝S7、S8段病灶T1WI呈低信號(hào)(A)、T2WI呈高信號(hào)(B)，動(dòng)脈期增強(qiáng)呈明顯強(qiáng)化(C)，DWI呈高信號(hào)(D)； E.ADC圖，ADC=0.775×10-3 mm2/s； F.FF圖，F(xiàn)F=3.10%； G.R2*圖，R2*值為26.54 s-1； H.病理圖，光鏡下見(jiàn)腫瘤細(xì)胞核內(nèi)大量棕褐色深染顆粒(HE，×100)，呈Ki-67高表達(dá)(90%+) (箭示病灶)

表2 醫(yī)師1和醫(yī)師2所測(cè)HCC R2*值、FF及ADC的一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表3 R2*值、ADC和R2*值聯(lián)合ADC鑒別HCC Ki-67高、低表達(dá)的效能

2.4 R2*值及ADC與HCC Ki-67表達(dá)的相關(guān)性 HCC Ki-67表達(dá)與其R2*值呈高度正相關(guān)(r=0.84，P<0.001)，與ADC呈中度負(fù)相關(guān)(r=-0.62，P<0.001)。

3 討論

Ki-67表達(dá)指數(shù)可半定量反映HCC腫瘤細(xì)胞增殖狀態(tài)和惡性程度[7,10]，而基于CT影像組學(xué)特征參數(shù)和釓塞酸二鈉增強(qiáng)MRI病灶參數(shù)可評(píng)估HCC Ki-67表達(dá)情況[11-12]。

包括HCC在內(nèi)的部分腫瘤惡性程度均與轉(zhuǎn)鐵蛋白表達(dá)呈正相關(guān)[13-14]，且鐵過(guò)載可致HCC發(fā)生[15-17]。本研究發(fā)現(xiàn)高表達(dá)組HCC的R2*值高于低表達(dá)組，且R2*值與Ki-67表達(dá)呈高度正相關(guān)。Ki-67可反映腫瘤細(xì)胞增殖狀態(tài)，隨著腫瘤細(xì)胞Ki-67表達(dá)增高，新生腫瘤血管更加豐富，腫瘤惡性程度更高；同時(shí)，隨著HCC惡性程度增高，轉(zhuǎn)鐵蛋白受體表達(dá)增多而含鐵量增高，導(dǎo)致順磁性物質(zhì)增多，引起R2*值增高[3]。本研究Ki-67高、低表達(dá)組間FF無(wú)明顯差異，可能由于HCC脂肪成分較少，導(dǎo)致FF無(wú)法估測(cè)其Ki-67表達(dá)情況[7]。此外，本研究結(jié)果顯示高表達(dá)組HCC的ADC低于低表達(dá)組，且與Ki-67表達(dá)呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)，與HUANG等[18]研究結(jié)果基本相符；原因可能在于HCC腫瘤細(xì)胞隨Ki-67表達(dá)增高而增多，細(xì)胞間隙減小，導(dǎo)致水分子彌散運(yùn)動(dòng)受限[19]。

圖3 R2*值、ADC及R2*值聯(lián)合ADC鑒別Ki-67高、低表達(dá)HCC的ROC曲線

本研究發(fā)現(xiàn)，以0.33為R2*值聯(lián)合ADC的截?cái)嘀担滂b別Ki-67高、低表達(dá)HCC的敏感度、特異度及AUC分別為94.10%、69.60%及0.870，且其AUC高于單一ADC。

本研究的主要局限性：①未對(duì)不同病理分型HCC進(jìn)行分型觀察；②未參照免疫組織化學(xué)檢查取材區(qū)放置ROI，可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定影響。

綜上所述，MR IDEAL-IQ和DWI可有效評(píng)估HCC的Ki-67表達(dá)，以R2*值聯(lián)合ADC診斷價(jià)值最高。