腎臟實(shí)性腫瘤的CT及MRI影像學(xué)研究進(jìn)展

羅詩(shī)維，林婉锨，張婉麗，諶丹丹，趙越，楊蕊夢(mèng)

腎臟實(shí)性腫瘤是泌尿系統(tǒng)的常見(jiàn)腫瘤，近年來(lái)，隨著臨床上CT、MRI的廣泛應(yīng)用，其檢出率大大提高。目前，腎臟實(shí)性腫瘤影像學(xué)檢查的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于良惡性的診斷、病理類型的評(píng)估以及腫瘤侵襲性的判斷等。雖然臨床上采用的經(jīng)皮腎穿刺活檢可用于腎腫瘤組織學(xué)鑒定，但其作為有創(chuàng)性檢查存在出血、病灶種植轉(zhuǎn)移及其他并發(fā)癥的可能，診斷效能依賴于取樣操作技術(shù)及準(zhǔn)確的定位。因此，若能通過(guò)CT或MRI檢查對(duì)腎臟實(shí)性腫瘤進(jìn)行無(wú)創(chuàng)性評(píng)估以代替活檢，有望為臨床治療決策的制定提供更便捷及重要的指導(dǎo)。因此，本文將從CT及MRI常規(guī)檢查方法、影像學(xué)新技術(shù)和影像組學(xué)三個(gè)方面對(duì)腎臟實(shí)性腫瘤的CT及MRI影像學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 腎臟實(shí)性腫瘤概述

腎臟實(shí)性腫瘤據(jù)其生物學(xué)行為可分為良性和惡性，前者主要包括血管平滑肌脂肪瘤（AML）和嗜酸細(xì)胞瘤（RO），后者主要包括腎細(xì)胞癌（RCC）、移行細(xì)胞癌、淋巴瘤和轉(zhuǎn)移瘤等。RCC是最常見(jiàn)的腎臟原發(fā)惡性實(shí)性腫瘤，約占腎臟惡性腫瘤的90%。根據(jù)組織學(xué)和基因型的不同可將RCC分為不同的病理亞型，主要包括透明細(xì)胞型腎細(xì)胞癌（ccRCC）、乳頭狀腎細(xì)胞癌（pRCC）和嫌色細(xì)胞腎細(xì)胞癌（chRCC），其中ccRCC是最常見(jiàn)的亞型，預(yù)后不佳。

2 腎臟實(shí)性腫瘤的CT及MRI常規(guī)檢查方法研究

常規(guī)CT/MRI檢查主要包括平掃和多期（皮髓質(zhì)期、實(shí)質(zhì)期和排泄期）動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，主要根據(jù)病灶的解剖學(xué)、形態(tài)學(xué)及血流動(dòng)力學(xué)特征對(duì)病灶進(jìn)行定性診斷。CT/MRI平掃通過(guò)觀察腫瘤的部位、大小、形態(tài)、密度/信號(hào)、邊界及其與周圍組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系等來(lái)輔助鑒別腎臟實(shí)性腫瘤的良、惡性。RCC多呈膨脹性生長(zhǎng)，與腎實(shí)質(zhì)多分界清晰，而移行細(xì)胞癌常呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，與腎實(shí)質(zhì)分界不清。chRCC起源于腎臟髓質(zhì)的遠(yuǎn)端集合管，其發(fā)生部位多位于髓質(zhì)或靠近集合系統(tǒng)處，而ccRCC及pRCC則較常發(fā)生于皮髓質(zhì)區(qū)，多突出于腎臟輪廓之外。AML平掃多呈等、稍高密度/信號(hào)，病灶無(wú)包膜，與鄰近腎實(shí)質(zhì)交界面呈“劈裂征”或“杯口征”，其內(nèi)常見(jiàn)脂肪成分。CT/MRI多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描主要用于觀察腫瘤的血供情況，評(píng)估腎周結(jié)構(gòu)是否受侵，腎靜脈內(nèi)是否有癌栓等。ccRCC為富血供腫瘤，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)多表現(xiàn)為“快進(jìn)快出”的強(qiáng)化特點(diǎn)，而pRCC及chRCC是相對(duì)乏血供腫瘤，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)皮髓質(zhì)期呈輕度強(qiáng)化，腎實(shí)質(zhì)期及排泄期呈持續(xù)性強(qiáng)化。此外，通過(guò)識(shí)別病灶內(nèi)瘢痕及“節(jié)段性強(qiáng)化反轉(zhuǎn)”的存在，有助于鑒別RO與RCC。

隨著影像學(xué)檢查操作及影像學(xué)診斷的規(guī)范化和精確化，量化評(píng)估在腎臟腫瘤的臨床應(yīng)用與科學(xué)研究中愈發(fā)重要。近年來(lái)提出的腎臟腫瘤CT密度量化評(píng)估和基于多參數(shù)MRI的腎透明細(xì)胞癌似然評(píng)分（ccLS）系統(tǒng)等，引起了廣大研究者的關(guān)注。Grajo團(tuán)隊(duì)探索了基于動(dòng)態(tài)增強(qiáng)CT的腹主動(dòng)脈與腎臟實(shí)性腫瘤病灶CT值差值（ALAD）的量化評(píng)估在鑒別RO與chRCC中的價(jià)值，結(jié)果顯示RO與chRCC在腎實(shí)質(zhì)期、排泄早期及排泄晚期的ALAD差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中腎實(shí)質(zhì)期的AUC值在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集可分別高達(dá)1和0.93。因此，CT動(dòng)態(tài)增強(qiáng)腎實(shí)質(zhì)期的ALAD值可作為鑒別RO和chRCC的有效CT定量參數(shù)。ccLS系統(tǒng)是由Pedrosa團(tuán)隊(duì)所提出的基于多參數(shù)MRI評(píng)估良惡性待定腎臟實(shí)性小腫塊（≤4 cm）為ccRCC可能性的量化評(píng)分系統(tǒng)。ccLS系統(tǒng)是一個(gè)五層李克特量表（1=非常不可能，2=不太可能，3=中等可能，4=可能，5=非常可能；所對(duì)應(yīng)的臨床決策指導(dǎo)建議分別為：ccLS 1～2：主動(dòng)監(jiān)測(cè)；ccLS 3：可考慮腫塊活檢；ccLS4～5：手術(shù)或消融），多參數(shù)MRI主要指標(biāo)包括病灶T2W信號(hào)強(qiáng)度、皮髓質(zhì)期強(qiáng)化程度和有無(wú)微觀脂肪，輔助征象包括是否存在彌散受限、節(jié)段性強(qiáng)化反轉(zhuǎn)及動(dòng)脈期延遲期增強(qiáng)比。該系統(tǒng)臨床應(yīng)用可行性較高，在2～4cm腎臟實(shí)性腫瘤中的應(yīng)用具有優(yōu)勢(shì)，可達(dá)到較理想的ccRCC預(yù)測(cè)效果，但在＜1 cm的腎臟實(shí)性腫瘤中的應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)。

3 腎臟實(shí)性腫瘤的CT及MRI影像學(xué)新技術(shù)研究

隨著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的不斷發(fā)展，影像學(xué)新技術(shù)層出不窮。應(yīng)用于腎臟實(shí)性腫瘤的CT影像學(xué)新技術(shù)主要包括雙能CT成像和CT灌注成像（CTPI）；MRI影像學(xué)新技術(shù)主要包括擴(kuò)散成像[如MR擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）、體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）成像和擴(kuò)散峰度成像（DKI）]、MRI灌注成像（PWI）[如動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像（DCE-MRI）和動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像（ASL）]、血氧水平依賴磁共振成像（BOLD-MRI）、T1mapping成像和磁共振波譜（MRS）等。

與常規(guī)CT相比，雙能CT可在一次掃描后獲得雙能量圖像，基于后處理技術(shù)可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析，進(jìn)而同時(shí)獲得解剖、功能和能量信息。Udare等報(bào)道雙能CT的物質(zhì)特異性碘成像和脂肪成像有助于鑒別ccRCC和其他腎臟腫瘤，通過(guò)納入ccRCC、pRCC和其他腎臟腫瘤患者，對(duì)其進(jìn)行雙能CT掃描并在物質(zhì)特異性碘-水和脂-水圖像上分別測(cè)量碘濃度和脂肪分?jǐn)?shù)。對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析顯示，ccRCC中的碘濃度高于pRCC，但與其他腫瘤無(wú)顯著性差異；36.0%的ccRCC和9.1%的pRCC中可見(jiàn)瘤內(nèi)脂肪。因此，碘濃度值可較準(zhǔn)確的鑒別ccRCC和pRCC，但與其他腎臟腫瘤有一定重疊。物質(zhì)特異性脂肪圖像上微觀脂肪的存在是ccRCC的特征，有助于區(qū)分ccRCC與其他增強(qiáng)的腎臟腫瘤。

CTPI是指在靜脈注射對(duì)比劑的同時(shí)對(duì)目標(biāo)組織進(jìn)行連續(xù)多次掃描，得到相應(yīng)的時(shí)間-密度曲線及灌注參數(shù)，從而評(píng)價(jià)組織器官的灌注情況。有學(xué)者探索了CTPI技術(shù)在腎實(shí)性腫瘤良惡性鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值，通過(guò)對(duì)RCC和RO患者行CTPI檢查，測(cè)得各組研究對(duì)象正常腎實(shí)質(zhì)及病灶的血流量（BF）、血容量（BV）、對(duì)比劑平均通過(guò)時(shí)間（MTT）及表面通透性（PS）等參數(shù)值。結(jié)果顯示RCC患者腫瘤實(shí)質(zhì)BF、MTT和PS值明顯高于RO，經(jīng)ROC曲線分析，當(dāng)正常腎臟皮質(zhì)與腫瘤PS差值的閾值為2.5 ml·100g-1·min-1時(shí)，其預(yù)測(cè)RCC的準(zhǔn)確性、敏感性和特異度分別為95.92%、100%和66.7%。由此可見(jiàn)，CTPI可以較好地反映腎臟血流動(dòng)力學(xué)的變化，在腎臟良惡性腫瘤鑒別診斷中具有一定的價(jià)值。

MRI擴(kuò)散成像技術(shù)在腹部腫瘤中的應(yīng)用日益廣泛。DWI通過(guò)探索水分子在體內(nèi)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)情況，間接反映組織微觀結(jié)構(gòu)信息，同時(shí)可以對(duì)組織的表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）進(jìn)行定量分析。Tordjman團(tuán)隊(duì)探索了ADC值在鑒別ccRCC與其他腎臟腫瘤中的作用。結(jié)果顯示在排除囊性或壞死區(qū)域后的選擇性腎臟腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值較全病灶A(yù)DC值更能準(zhǔn)確鑒別ccRCC與其他類型腎腫瘤，AUC值分別為0.852和0.785（P=0.02）。因此，選擇性ADC值可為MRI鑒別ccRCC和其他腎臟腫瘤的提供輔助信息。IVIM成像可區(qū)分組織中進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)的純水分子的擴(kuò)散與進(jìn)行非布朗運(yùn)動(dòng)的微循環(huán)灌注相關(guān)的擴(kuò)散，可同時(shí)反映病灶的組織微觀結(jié)構(gòu)及微循環(huán)情況。DKI基于水在人體內(nèi)呈非正態(tài)分布的理論基礎(chǔ)，可更客觀地反映水分子擴(kuò)散受限的程度。Ding等定量比較了DWI、IVIM和DKI在鑒別腎臟良惡性腫瘤中的診斷價(jià)值，對(duì)ccRCC組、非ccRCC組和腎良性腫瘤組的180例腎腫瘤患者行多b值DWI和DKI掃描，得到相應(yīng)參數(shù)并進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示較DWI和DKI成像方法，IVIM成像參數(shù)鑒別良惡性腎腫瘤的效能最佳。

MRI-PWI是反映組織微循環(huán)分布及其血流灌注情況，評(píng)估局部組織活力和功能的MRI檢查技術(shù)。DCE-MRI是一種通過(guò)注射對(duì)比劑無(wú)創(chuàng)檢測(cè)和評(píng)估組織或器官血管情況的MRI成像方法。Xi等應(yīng)用統(tǒng)計(jì)聚類算法將DCE-MRI信息整合到單個(gè)腫瘤MRI圖像中以鑒別T1b期ccRCC的Fuhrman高、低核級(jí)別。他們采用模糊C均值聚類算法對(duì)ccRCC血管內(nèi)外轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、速率常數(shù)（Kep）和初始濃度曲線下面積（iAUC）參數(shù)圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)聚類，將每個(gè)腫瘤分割為3個(gè)區(qū)域（低、中、高活性區(qū)），與組織病理學(xué)進(jìn)行比較，構(gòu)建模型并選擇預(yù)測(cè)高級(jí)別ccRCC的最佳參數(shù)。結(jié)果顯示組織學(xué)高級(jí)別與較高比例的高活性區(qū)域相關(guān)。ASL采用反轉(zhuǎn)脈沖預(yù)先標(biāo)記動(dòng)脈血中質(zhì)子而成像，具有完全非侵入性和無(wú)需外源性對(duì)比劑等優(yōu)點(diǎn)。Ye等探索了磁共振ASL成像鑒別乏脂AML與ccRCC的價(jià)值。他們對(duì)納入患者進(jìn)行ASL灌注掃描，對(duì)所得圖像進(jìn)行感興趣區(qū)血流量測(cè)量及分析。結(jié)果顯示ccRCC組的腫瘤血流量值顯著高于乏脂AML組，這說(shuō)明ASL MRI在鑒別乏脂AML和ccRCC方面具有良好的定性和定量?jī)r(jià)值。

BOLD-MRI反映組織內(nèi)血紅蛋白氧含量，可評(píng)估組織內(nèi)氧生物利用度。Wu等探討了BOLD-MRI在RCC與良性腫瘤、ccRCC與非ccRCC中的鑒別診斷及分級(jí)診斷價(jià)值。對(duì)納入的患者進(jìn)行BOLD-MRI掃描，獲得腫瘤最大橫截面及整個(gè)腫瘤的R2*值，采用ROC曲線進(jìn)行分析，結(jié)果顯示BOLD-MRI可作為RCC與腎良性腫瘤鑒別診斷及ccRCC分級(jí)的參考指標(biāo)。

T1mapping成像通過(guò)測(cè)量圖像體素中的T1值實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織的定量分析。Adams等利用T1mapping成像鑒別高級(jí)別ccRCC，并與膠原容積分?jǐn)?shù)進(jìn)行組織學(xué)相關(guān)性分析。他們對(duì)ccRCC患者進(jìn)行MR掃描，測(cè)定感興趣區(qū)的T1值，同時(shí)使用組織學(xué)切片對(duì)膠原容積分?jǐn)?shù)進(jìn)行定量分析。結(jié)果顯示低級(jí)別ccRCC（ISUP 1和2級(jí)）的T1值顯著低于高級(jí)別ccRCC（ISUP 3和4級(jí)），T1值與組織學(xué)膠原容積分?jǐn)?shù)顯著相關(guān)。由此可見(jiàn)，T1mapping可作為鑒別低、高級(jí)別ccRCC的有效影像學(xué)生物標(biāo)志物。

MRS可以無(wú)創(chuàng)性對(duì)活體組織代謝、生化改變及化合物進(jìn)行定量分析。Sevcenco等探索了MRS測(cè)定膽堿峰對(duì)腎臟實(shí)性腫瘤的診斷價(jià)值。他們對(duì)腎臟實(shí)性占位患者進(jìn)行MRS檢查并進(jìn)行后處理分析，結(jié)果顯示惡性腫瘤組的膽堿峰值高于良性腫瘤組，核分級(jí)3級(jí)的RCC組膽堿峰值高于核分級(jí)2級(jí)RCC組。這表明MRS可以用作鑒別腎臟良惡性腫瘤的工具，其中膽堿峰值可作為RCC侵襲性評(píng)估的影像學(xué)生物標(biāo)志物。

4 腎臟實(shí)性腫瘤的CT及MRI影像組學(xué)研究

近年來(lái)，影像組學(xué)的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注，其通過(guò)對(duì)高通量醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行定量評(píng)估來(lái)指導(dǎo)臨床決策。目前影像組學(xué)在腎臟實(shí)性腫瘤中的研究熱點(diǎn)問(wèn)題主要包括腎臟腫瘤良惡性鑒別、RCC病理核分級(jí)或臨床分期、基于基因表達(dá)的分子生物標(biāo)志物預(yù)測(cè)和疾病進(jìn)展及預(yù)后預(yù)測(cè)等。其中，影像組學(xué)研究以CT居多，影像組學(xué)分析方法以基于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)模型居多，也有一部分研究選用深度學(xué)習(xí)方法。

腎臟腫瘤的良惡性鑒別是臨床放射科醫(yī)生工作中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。影像組學(xué)方法的應(yīng)用通過(guò)深度挖掘傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像中潛藏的數(shù)據(jù)，可為臨床提供更多的參考信息。筆者團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于四期增強(qiáng)CT的機(jī)器學(xué)習(xí)模型用于鑒別RCC和乏脂AML。結(jié)果顯示由平掃期CT圖像中提取的特征建立的機(jī)器學(xué)習(xí)模型與其他三期相比，顯示出最好的鑒別效能，最優(yōu)模型的AUC達(dá)0.90。Xi等以MR圖像為研究對(duì)象，開(kāi)發(fā)了基于常規(guī)MRI的深度學(xué)習(xí)模型。他們將深度學(xué)習(xí)模型的結(jié)果與放射科醫(yī)師分析的結(jié)果相比較，發(fā)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)模型顯示出更高的準(zhǔn)確性、敏感性及特異性。

病理核分級(jí)是ccRCC的獨(dú)立預(yù)后因素，影響著臨床診療策略的制定。Bektas等評(píng)估了基于不同機(jī)器學(xué)習(xí)分類器的CT紋理分析鑒別Fuhrman低、高核級(jí)別ccRCC的效能，結(jié)果顯示基于支持向量機(jī)的模型表現(xiàn)最佳，AUC達(dá)0.86。Cui等探討并證實(shí)了基于MRI或CT的機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)ccRCC WHO/ISUP核分級(jí)均具有較好的預(yù)測(cè)價(jià)值。

影像基因組學(xué)是指研究疾病的影像學(xué)特征與其潛在遺傳模式或分子表型之間的關(guān)聯(lián)，以無(wú)創(chuàng)性獲得疾病診斷、預(yù)后和最佳治療評(píng)估的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。Kocak等探索了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的定量CT紋理分析在預(yù)測(cè)ccRCC患者PBRM-1基因突變狀態(tài)中的價(jià)值。他們從皮髓質(zhì)期CT圖像中提取紋理特征，建立機(jī)器學(xué)習(xí)模型以預(yù)測(cè)PBRM-1基因突變狀態(tài)。其結(jié)果顯示最優(yōu)模型可準(zhǔn)確區(qū)分95.0%的ccRCC，AUC達(dá)0.987。因此，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的定量CT紋理分析可能是預(yù)測(cè)ccRCC患者PBRM-1基因突變狀態(tài)的一種可行且具有潛力的方法。

治療反應(yīng)和預(yù)后預(yù)測(cè)也是臨床中面臨的又一大關(guān)鍵問(wèn)題。篩選出復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)較高的患者，從而更好地選擇最有可能從輔助治療中獲益的患者十分重要。Kang等開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證了一種預(yù)測(cè)T1期ccRCC患者復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)的臨床-影像組學(xué)諾模圖。此諾模圖納入的指標(biāo)包括性別、年齡、Fuhrman核分級(jí)、實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)、CT征象和影像組學(xué)評(píng)分。結(jié)果顯示此諾模圖在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的AUC分別達(dá)0.91和0.92。因此，臨床-影像組學(xué)諾模圖有助于預(yù)測(cè)T1期ccRCC的復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)，可為臨床醫(yī)師制定精準(zhǔn)治療方案提供幫助。

5 展望

CT及MRI影像學(xué)在腎臟實(shí)性腫瘤的診斷及評(píng)估中起著重要作用?；贑T及MRI的影像學(xué)新技術(shù)和影像組學(xué)的迅猛發(fā)展，在腎臟實(shí)性腫瘤研究中已成為了傳統(tǒng)影像學(xué)檢查方法強(qiáng)有力的補(bǔ)充。未來(lái)將會(huì)見(jiàn)證上述研究領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，但也需要更大數(shù)據(jù)的研究予以實(shí)現(xiàn)。影像學(xué)的發(fā)展將會(huì)為腎臟實(shí)性腫瘤的個(gè)體化管理提供更有價(jià)值的信息，從而使患者得到更有效的管理與治療。

（參考文獻(xiàn)略，讀者需要可向編輯部索?。?/p>