體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像在預(yù)測(cè)肝癌微血管侵犯中的價(jià)值

陳俊羽，殷江浩，李俠

肝細(xì)胞肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是我國(guó)最常見的惡性腫瘤之一。雖然手術(shù)切除、射頻放療、肝移植方法均等對(duì)肝癌有一定的治療效果，但其術(shù)后復(fù)發(fā)率仍居高不下，嚴(yán)重影響患者的預(yù)后[1]。微血管侵犯(microvascular invasion，MVI)是肝癌復(fù)發(fā)的重要因素[2]，因此，明確是否存在MVI對(duì)肝癌治療方案的制定具有重要意義。

擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)可無創(chuàng)反映腫瘤內(nèi)水分子的擴(kuò)散特征，揭示微觀結(jié)構(gòu)，在MVI的預(yù)測(cè)中已有報(bào)道[3-4]。然而，傳統(tǒng)DWI是基于單指數(shù)模型，并不能完全反映擴(kuò)散信號(hào)的變化。體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion，IVIM)成像包括真實(shí)擴(kuò)散及毛細(xì)血管微循環(huán)灌注兩個(gè)方面，對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的描述更接近真實(shí)。IVIM成像在預(yù)測(cè)MVI中的價(jià)值尚未有報(bào)道，因此本研究探討IVIM成像在預(yù)測(cè)HCC中MVI的應(yīng)用價(jià)值。

材料與方法

1.一般資料

回顧性分析2016年2月-2021年8月經(jīng)手術(shù)和病理證實(shí)的145例HCC患者的MR圖像資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：①所有患者為初發(fā)首診，MR檢查前未進(jìn)行各種治療；②影像檢查和手術(shù)時(shí)間間隔在一個(gè)月之內(nèi)。排除標(biāo)準(zhǔn)：圖像質(zhì)量不佳，不符合測(cè)量要求。最終納入104例患者，男78例，女26例，年齡42～81歲，平均年齡(60.4±9.3)歲。本研究通過了本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，免除受試者知情同意。

2.檢查方法

采用1.5T超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)(SIGNA 1.5T HDi，GE Healthcare)，8通道腹部相控陣線圈。掃描前患者空腹6～8 h，并進(jìn)行平靜呼吸和屏氣訓(xùn)練。掃描序列及參數(shù)如下：①T2WI：FOV 38 cm×38 cm，矩陣320×256，層厚6 mm，層間距2 mm，TE 85 ms，TR 8000 ms；②單b值DWI序列：FOV 38 cm×38 cm，矩陣128×128，層厚6 mm，層間距2 mm，TR 6000 ms，TE 78 ms，b值分別為0和800 s/mm2；③多b值IVIM序列：常規(guī)參數(shù)同前，b值分別為0、20、50、100、150、200、400、600、800、1000 s/mm2；④肝臟加速容積采集技術(shù)(liver acquisition with volume acceleration，LAVA)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)序列，F(xiàn)OV 38 cm×38 cm，翻轉(zhuǎn)角(FA)12°，TR 3.8 ms，TE 1.8 ms，矩陣288×224，層厚4.0 mm。對(duì)比劑采用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA，拜耳藥業(yè))，注射劑量為0.2 mmol/kg體重，流率2.0 mL/s，隨后用等速等量生理鹽水沖管，采集蒙片、動(dòng)脈期、門靜脈期、平衡期及延遲期。

3.圖像分析

將圖像傳至AW 4.6工作站(Advantage Workstation 4.6，GE Healthcare)，分別處理DWI和IVIM圖像。DWI后處理得到表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖。ADC值的計(jì)算基于以下公式：Sb/S0=exp(-bADC)。IVIM參數(shù)計(jì)算基于以下公式：Sb/S0= fexp(-bD*)+(1-f)exp(-bD)，其中S0為b值為0時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度，而Sb則為b值為非0時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度。D值為擴(kuò)散系數(shù)，代表純的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，單位為mm2/s，D*值為灌注相關(guān)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，單位為mm2/s，f值為灌注分?jǐn)?shù)。兩名腹部專業(yè)碩士研究生勾畫腫瘤所有層面的邊界，以增強(qiáng)圖像作為參考，盡量避開囊變壞死區(qū)。計(jì)算腫瘤整體各參數(shù)的平均值，最終由一名有15年腹部MR診斷經(jīng)驗(yàn)的副主任醫(yī)師對(duì)ROI勾畫的準(zhǔn)確性進(jìn)行審核。

4.HCC病理結(jié)果及MVI判定

由一名8年診斷經(jīng)驗(yàn)的病理專家進(jìn)行HCC病理分級(jí)及有無MVI的判定，標(biāo)準(zhǔn)為顯微鏡下內(nèi)皮細(xì)胞襯覆的血管腔內(nèi)可見癌細(xì)胞巢團(tuán)即可診斷MVI，常見于癌旁肝組織內(nèi)門靜脈小分支及腫瘤包膜內(nèi)血管。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0軟件將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)評(píng)價(jià)兩名研究生測(cè)量結(jié)果的一致性(ICC≤0.5，一致性差；ICC為0.51～0.75，中度一致性；ICC為0.76～0.90，一致性較好；ICC>0.90，一致性很好)。采用K-S檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)的正態(tài)分布性，檢驗(yàn)結(jié)果顯示各參數(shù)均服從正態(tài)分布，測(cè)量結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較MVI陽(yáng)性和MVI陰性組的D、D*及f值，采用Logistic回歸分析預(yù)測(cè)MVI的獨(dú)立影響因素。采用受試者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評(píng)估差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)對(duì)MVI陽(yáng)性的診斷效能。以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.HCC患者M(jìn)VI分組結(jié)果及臨床病理特征

在104例HCC中，MVI陽(yáng)性組57例，其中男43例，女14例，平均年齡63.2±12.6歲。MVI陰性組47例，其中男35例，女12例，平均年齡56.7±8.5歲。兩組間年齡和性別的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組患者臨床資料及病理結(jié)果對(duì)比

2.測(cè)量結(jié)果一致性檢驗(yàn)及DWI和IVIM參數(shù)比較

兩名研究生測(cè)量結(jié)果的ICC值在0.825～0.930之間，一致性較好。HCC MVI陽(yáng)性患者平掃、增強(qiáng)及IVIM影像表現(xiàn)見圖1。MVI陽(yáng)性組及陰性組DWI/IVIM參數(shù)比較結(jié)果顯示，MVI陽(yáng)性組的ADC值和D值均低于MVI陰性組(P<0.05)，而兩組的D*和f值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 MVI陽(yáng)性組和陰性組ADC及IVIM參數(shù)比較

圖1 男，64歲，肝右葉HCC，MVI陽(yáng)性。a)T2壓脂序列可見腫瘤信號(hào)混雜；b)動(dòng)脈期，腫瘤不均勻強(qiáng)化；c)門靜脈期，強(qiáng)化退出；d)b值為800s/mm2時(shí)的DWI圖；e) ADC圖，ADC=1.13×10-3mm2/s；f)IVIM D圖，D=0.92×10-3mm2/s；g)IVIM D*圖，D*=11.6×10-3mm2/s；h)IVIM f圖，f=27.4%。

3.Logistic回歸及ROC曲線分析

將存在組間差異的參數(shù)進(jìn)行單因素回顧分析，結(jié)果顯示，MVI陽(yáng)性組與MVI陰性組的ADC值(OR=1.486，95%CI：1.253～1.762，P<0.001)和D值(OR=1.690，95%CI：1.372～2.082，P<0.001)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。繼續(xù)進(jìn)行多因素回歸分析，D值是預(yù)測(cè)MVI陽(yáng)性的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(OR=3.274，95%CI：1.670～6.421，P<0.01)，而ADC值則不是獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P>0.05)。ADC值和D值預(yù)測(cè)MVI的ROC曲線分析見圖2。ADC值和D值的AUC分別為0.787和0.826。當(dāng)D的截?cái)嘀禐?.853×10-3mm2/s時(shí)(95%CI：0.749～0.903)，敏感度為80.9%，特異度為71.2%。

討 論

微血管癌栓，是指在顯微鏡下在內(nèi)皮細(xì)胞襯覆的血管腔內(nèi)的癌細(xì)胞巢團(tuán)，當(dāng)管腔內(nèi)出現(xiàn)懸浮癌細(xì)胞數(shù)目≥50個(gè)時(shí)，即可稱為MVI。MVI反映HCC早期侵襲及轉(zhuǎn)移能力，與術(shù)后復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)期生存率密切相關(guān)[5]。早期確定MVI，就可進(jìn)行更大范圍的手術(shù)切除或射頻消融改善預(yù)后。然而，目前MVI只能通過術(shù)后病理證實(shí)，術(shù)前穿刺活檢雖然有一定的幫助，但屬于有創(chuàng)性方法，且存在取樣誤差。因此，術(shù)前無創(chuàng)評(píng)估MVI對(duì)于HCC的精準(zhǔn)治療尤為重要。

研究報(bào)道，MR常規(guī)形態(tài)學(xué)成像，如腫瘤大小、邊緣、動(dòng)脈期瘤周強(qiáng)化、肝膽期腫瘤信號(hào)、瘤周低信號(hào)等表現(xiàn)均可幫助預(yù)測(cè)是否存在MVI[6-8]。然而，影像特征與MVI的相關(guān)性仍不明確。DWI及ADC值在肝臟病變檢出、鑒別診斷等方面的價(jià)值優(yōu)于解剖成像，而其在判斷MVI中的價(jià)值也越來越受到關(guān)注。本研究發(fā)現(xiàn)，MVI陽(yáng)性組的ADC值低于MVI陰性組，表明ADC值可幫助預(yù)測(cè)MVI，這與以往的研究結(jié)果一致[9-11]。然而，在多因素回歸分析中，ADC值并不是預(yù)測(cè)MVI的獨(dú)立因素。隨著對(duì)擴(kuò)散成像研究的深入，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)組織中毛細(xì)血管隨機(jī)排列類似水分子的擴(kuò)散，當(dāng)b值較低(<200 s/mm2)的時(shí)候，微循環(huán)灌注是影響擴(kuò)散信號(hào)的主導(dǎo)因素，因此提出了基于雙指數(shù)模型的IVIM理論[12]。國(guó)內(nèi)外研究均證實(shí)，IVIM在肝臟病變的良惡性鑒別及療效評(píng)價(jià)等方面的價(jià)值均要優(yōu)于單指數(shù)的ADC值[13-14]。本研究表明，MVI陽(yáng)性組的D值顯著下降，診斷效能優(yōu)于ADC值，且多因素回歸分析提示其也是預(yù)測(cè)MVI的危險(xiǎn)因素，這也提示微循環(huán)灌注會(huì)影響ADC的測(cè)量。MVI陽(yáng)性組中ADC和D值的下降可能與以下原因有關(guān)，MVI陽(yáng)性的腫瘤惡性程度更高，侵襲性更強(qiáng)，增殖速度更快，使得細(xì)胞密度更大，因此細(xì)胞間水分子擴(kuò)散受限。同時(shí)，異質(zhì)性更高的腫瘤核漿比例更高，細(xì)胞內(nèi)水分子擴(kuò)散也受影響。此外，MVI患者的門靜脈、肝靜脈分支內(nèi)的微小癌栓也是阻礙水分子的自由擴(kuò)散的因素之一。在本研究中，D*值和f值在MVI陽(yáng)性與陰性組中差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與Wei等[15]研究結(jié)果一致。D*值反映血流灌注量，而f值與腫瘤血管生成有關(guān)，兩組D*和f值無差異的原因可能在于MVI主要存在于鏡下微血管中，輕微的血流改變尚不足以引起宏觀的血流量變化。Li等[16]的研究報(bào)道MVI陽(yáng)性患者D*值和f值有輕微升高，這可能與序列參數(shù)設(shè)置的不同有關(guān)，以往研究報(bào)道TE值、T2效應(yīng)、噪聲等對(duì)D*和f值均有一定影響，且測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和可重復(fù)性都有待提高[17]。

圖2 a)ADC值預(yù)測(cè)MVI的ROC曲線；b)D值預(yù)測(cè)MVI的ROC曲線。

本研究存在一些不足之處：第一，樣本量較小，需要更大樣本量及多中心的研究。第二，DWI基于單次激發(fā)平面回波成像，圖像分辨率低，且存在變形及磁敏感偽影，勾畫腫瘤邊界容易出現(xiàn)誤差。下一步的研究可采用多次激發(fā)成像技術(shù)改善DWI的圖像質(zhì)量[18]，提高測(cè)量準(zhǔn)確性。第三，組織病理的采樣部位和圖像測(cè)量點(diǎn)難以匹配，因此，本研究測(cè)量了腫瘤整體的參數(shù)值，以盡可能減少這種誤差。

總之，MVI嚴(yán)重影響HCC患者復(fù)發(fā)和預(yù)后，術(shù)前無創(chuàng)的預(yù)測(cè)MVI至關(guān)重要。IVIM參數(shù)中的D值優(yōu)于傳統(tǒng)ADC值，能更好的幫助判斷MVI，且是預(yù)測(cè)MVI的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，因此在HCC患者治療方案的選擇和預(yù)后評(píng)價(jià)中具有一定價(jià)值。