基于MRI預(yù)測腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度的研究價值

陳祥, 朱靜芬, 李勇剛

肝內(nèi)膽管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)是一種起源于肝內(nèi)膽管上皮細胞的原發(fā)性肝臟腫瘤,約占所有原發(fā)性肝臟惡性腫瘤的10%～20%[1,2]。形態(tài)學(xué)ICC可分為3個不同的亞型即腫塊形成型、導(dǎo)管周圍浸潤型和導(dǎo)管內(nèi)生長型[3]。最常見的為腫塊形成型[4,5]。完整的病灶和門靜脈淋巴結(jié)切除是患者長期生存的主要方法。1年和5年總生存率分別約為30%和18%[6]。病理分化程度通常被認為是ICC的預(yù)后因素,ICC的高分化通常預(yù)示著更長的生存期[7,8]。病理分化程度的評估方法主要依靠穿刺或術(shù)后病理檢測。然而,對于不適合穿刺和外科手術(shù)患者非侵入性的評估病理分化程度有助于選擇適當?shù)闹委煼椒?提高生存率。少有文章報道使用MRI去預(yù)測ICC病理分化程度[9]。我們假設(shè)MRI對于預(yù)測腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌( mass-forming intrahepatic cholangiocarcinoma,MICC)病理分化程度是有用的?；谶@個假設(shè),我們試圖非侵入的預(yù)測MICC的病理分化程度。

材料與方法

1.一般資料

回顧性分析2016年3月-2022年3月經(jīng)穿刺或手術(shù)病理證實為腫塊型膽管細胞癌的81例患者。納入標準:①患者有完整的病理記錄;②術(shù)前或穿刺活檢前1個月內(nèi)行釓塞酸二鈉增強MRI(gadolinium-ethoxybenzyl-diethylenetriamine pentaacetic acid magnetic resonance imaging,Gd-EOB-DTPA-MRI)增強檢查。排除標準:有肝臟手術(shù)或介入治療史;MRI檢查圖像質(zhì)量差;合并有其他肝臟惡性腫瘤。

2.病理分析

組織病理學(xué)檢查由兩名經(jīng)驗豐富的病理學(xué)家進行,他們對放射學(xué)和臨床結(jié)果一無所知。MICC的組織學(xué)分級采用既定標準。G1:高分化;G2:中分化;G3:低分化[10]。如果病變包含不同分化程度的區(qū)域,則根據(jù)較差的分化程度對病變進行分類。

3.檢查方法

所有患者采用德國 Siemens Skyra 3.0T MR儀和體部相控陣線圈進行掃描,掃描時使用呼吸門控技術(shù),掃描序列包括:①同/反相位T1WI,重復(fù)時間4.11 ms,回波時間1.24 ms,層厚3.6 mm,視野260 mm×320 mm;②脂肪抑制T2WI,重復(fù)時間3000 ms,回波時間82 ms,層厚6.5 mm,視野320 mm×320 mm;③T1WI脂肪抑制動態(tài)增強序列, 采用高壓注射器由肘靜脈團注釓塞酸二鈉(拜耳醫(yī)藥保健有限公司),劑量為0.025 mmol/kg,注射流率1.0 mL/s,注射對比劑后20 s掃描動脈期(arterial phase,AP)圖像,60 s掃描門靜脈期(portal phase,PP)圖像,120 s掃描過渡期(transitional phase,TP)圖像,肝膽期(hepatobiliary phase,HBP)掃描時間為注射對比劑20 min后 ,掃描參數(shù)為重復(fù)時間4.15 ms,回波時間1.96 ms,層厚3.6 mm,視野260 mm×230 mm。

4.MRI定性分析

2名放射科診斷醫(yī)師(9年和10年腹部診斷工作經(jīng)驗)獨立閱片。分歧時協(xié)商達成統(tǒng)一結(jié)論。分析過程中對放射科診斷醫(yī)師隱藏患者的臨床表現(xiàn)、相關(guān)實驗室檢查以及病理信息。當肝內(nèi)存在多個病灶時,則評估最大病灶。主要評估內(nèi)容包括:

MRI定性特征主要包括T1加權(quán)成像(T1-weighted imaging,T1WI)、T2加權(quán)成像(T2-weighted imaging,T2WI)、彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)、動脈期增強模式、動態(tài)增強模式、肝膽期(hepatobiliary phase,HBP)增強模式、形態(tài)學(xué)和輔助特征。T1WI和T2WI分為低信號、等信號和高信號(病變的信號強度為病灶的最大層面信號與周圍正常肝實質(zhì)作對比)。DWI包括①彌漫性高信號:高信號區(qū)域超過腫瘤的總面積的1/3。②部分高信號:高信號區(qū)域小于腫瘤總面積的1/3[11](圖1)。動脈期增強模式包括①邊緣強化:腫瘤外周高強化區(qū)域小于腫瘤總面積10%(圖3b)。②部分強化:腫瘤高強化區(qū)域占腫瘤總面積的10%～70%(圖2b)。③彌漫性強化:腫瘤高強化區(qū)域大于腫瘤總面積70%[12,13]。動態(tài)增強模式主要包括3種類型。漸進型:動脈期病灶外周部呈環(huán)狀、花環(huán)樣強化,隨時間延遲逐漸向中央充填樣強化;穩(wěn)定型:動脈期與門脈期強化程度與范圍基本保持不變;退出型:病灶整體動脈期強化明顯,靜脈期強化減退。HBP增強模式分為3種類型。①靶征:病灶外緣呈低信號環(huán),中央呈彌漫性高信號(圖2e)。②部分強化:病灶局部呈高信號,其余部分呈低信號(圖3e)。③低強化:病灶整體呈低信號。病灶位置:分為肝左葉、肝右葉以及跨葉3種形式。形態(tài)學(xué)特征:主要為病灶的形態(tài)和邊界兩個方面。形態(tài):圓形或類圓形;分葉狀;不規(guī)則。邊界:邊界清楚;邊界不清。衛(wèi)星灶:最大病灶周圍2 cm范圍內(nèi)的病灶。肝內(nèi)轉(zhuǎn)移灶:最大病灶周圍2 cm以外與其信號類似的病灶。伴隨征象有①膽管擴張:無膽管擴張;有膽管擴張。②肝包膜皺縮:肝包膜局部向內(nèi)凹陷,凹陷距離在1 cm以內(nèi)。③腹水:腹膜腔內(nèi)液體。④暈征:動脈期病灶周圍肝實質(zhì)出現(xiàn)的環(huán)形異常高信號。⑤HBP灶周低信號:肝膽期(HBP)病灶周圍肝實質(zhì)出現(xiàn)的低信號。⑥異常灌注:肝動脈期部分肝實質(zhì)一過性強化(THAE),而門靜脈期恢復(fù)為等或稍高信號。

圖1 DWI圖。a) 彌漫性高信號,高信號區(qū)域超過腫瘤的總面積的1/3; b) 部分高信號,高信號區(qū)域小于腫瘤總面積的1/3。

圖2 71歲,女,MICC患者,病理分化程度為中分化,磁共振顯示為病變位于肝右葉。a) 腫瘤平掃呈均勻性低信號; b) 動脈期表現(xiàn)為部分強化; c) 門靜脈期強化程度和范圍增加; d) 過渡期強化程度和范圍增加; e) 病灶外緣呈低信號環(huán),中央呈彌漫性高信號; f) 病理表現(xiàn)為外周大量腫瘤細胞,而纖維間質(zhì)稀少。

圖3 71歲,女,MICC患者,病理分化程度為低分化,磁共振顯示病變位于肝右葉。a) 腫瘤平掃呈不均勻性低信號; b) 動脈期表現(xiàn)為邊緣性強化; c) 門脈期強化程度和范圍保持不變; d) 過渡期強化程度和范圍保持不變; e) 病灶表現(xiàn)為部分強化;f)病理表現(xiàn)為外周腫瘤細胞較少,而纖維間質(zhì)較多。

5.MRI定量分析

兩名放射科醫(yī)生使用MicroDicom進行定量分析。MRI定量分析主要包括T2WI上病變的直徑、ADC平均值、標準化ADC值和HBP上信號比(SIR-HBP)。每位放射科醫(yī)生在T2WI軸面圖像上測量病灶最大層面直徑,然后取平均直徑。ADC信號強度(signal intensity,SI)的測量避免最外層以排除相鄰病變組織的部分體積效應(yīng)。正常肝實質(zhì)中的感興趣區(qū)(region of interest,ROI)約1 cm2的大小。通過使用以下公式來計算病變的ADC平均值:ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2),其中S1和S2分別是b值中b1 為0或50而b2為800 s/mm2處的信號強度。標準化ADC(nADC)值被定義為ADC平均值相對于肝實質(zhì)ADCtumor/ADCliver的比率[14,15]。HBP軸面圖像上測量病灶的最大層面以及上、下層面的感興趣區(qū)域(ROI),然后取平均SIR-HBP。同樣的方法用于測量正常肝實質(zhì)信號強度。每個ROI的大小和位置一致,避免膽管、血管、出血、囊腫和壞死。將ROI放置在大小約1 cm2正常肝實質(zhì)中?；谶@些定量測量,HBP上病變的信號相對于肝實質(zhì)的信號比(SIR-HBP)定義如下:HBP(SIR-HBP)= SIlesion/SIliver。

6.統(tǒng)計學(xué)方法

兩名放射科醫(yī)生使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)評估直徑、ADC和腫瘤SIR-HBP的一致性。ICC>0.75表示一致性良好。連續(xù)變量采用獨立t檢驗或Mann-WhitneyU檢驗,分類變量采用χ2檢驗或Fisher精確檢驗。單變量分析中的顯著性變量(P<0.05)作為協(xié)變量用于多變量logistic回歸分析,建立MRI模型。通過接收器受試者操作特征(the receiver operating characteristic curve,ROC)曲線分析診斷效能,計算曲線下面積、敏感度、特異度。P<0.05被認為具有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.臨床和病理特征

人口學(xué)和病理學(xué)特征如表1。81例MICC患者范圍37～85歲(平均年齡61.51±1.20歲)包括49名男性范圍39～85歲(平均年齡61.04±11.04歲)和32名女性范圍37～80歲(平均年齡62.22±10.58歲)。慢性肝炎、肝硬化、Child-Pugh評分、血吸蟲病史、甲胎蛋白(alpha fetoprotein,AFP )、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)、碳水化合物抗原19-9(CA-19-9 Antigen,CA19-9)無顯著性差異(P>0.05,表1)。

表1 腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度的臨床特征

2.MRI定性分析

在腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度的形態(tài)學(xué)和輔助體征分析中,肝內(nèi)轉(zhuǎn)移灶有統(tǒng)計學(xué)意義的差異(P=0.032)。MICC肝內(nèi)轉(zhuǎn)移灶以低分化為主(29/52)。在位置、邊緣、輪廓、衛(wèi)星病變、膽道擴張、包膜回縮和腹水方面沒有統(tǒng)計學(xué)意義的差異(P>0.05,表2)。

表2 腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌組織分化程度的形態(tài)學(xué)和輔助體征分析

MRI增強序列中動態(tài)增強模式、HBP增強模式對于腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度有統(tǒng)計學(xué)意義的差異(P<0.001,P=0.035,表3)。中分化組的動態(tài)增強模式以漸進型為主(22/29)。低分化組為穩(wěn)定型(35/52)。腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度中中分化組最常見的HBP增強模式是靶征(18/29),而部分強化主要出現(xiàn)在低分化組(31/52)。

常規(guī)MRI序列中中分化組和低分化組的擴散加權(quán)成像(DWI)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.017)。中分化組DWI最常見表現(xiàn)為彌漫性高信號(18/29);低分化組為部分高信號(34/52),其他特征差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05,圖2、3)。

3.MRI定量分析

腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度MRI定量特征比較如表4。兩個影像醫(yī)師之間的直徑、SIR-HBP、ADCmean和nADCmean的一致性極好(ICC>0.75)。81名患者(中位直徑為5.89 cm,范圍為3.38～8.13 cm);腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌的直徑范圍為1.54～14.40 cm,包括中分化組(中位直徑為3.69 cm;范圍1.54～9.83 cm)和低分化組(中位直徑為6.12 cm;范圍1.99～14.40 cm)。腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度中中分化組和低分化組之間的直徑差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.001)。中分化組和低分化組SIR-HBP、ADCmean和nADCmean的分化程度無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。

表4 腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度MRI定量特征比較

4.模型的診斷效能

腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度的多變量Logistic回歸結(jié)果如表5。從MRI模型的多變量Logistic回歸中獲得的獨立預(yù)測因子是動態(tài)增強模式(OR 3.201,95%CI 1.406,7.287,P=0.006)和直徑(OR 1.295,95CI 1.020,1.645,P=0.034)。用于預(yù)測腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌的MRI模型的AUC為0.806(95%CI:0.703～0.885)。當閾值為0.69時,敏感度和特異度分別為71.2%和79.3%(圖4)。

表5 腫塊型肝內(nèi)膽管細胞癌分化程度的多因素logistics回歸結(jié)果分析

圖4 Logistic分析預(yù)測MICC分化程度ROC曲線

討 論

本研究顯示MRI定性、定量參數(shù)分析可以很好的預(yù)測MICC的病理分化程度。本研究病理分化程度不同,影像征象存在明顯的不同,其中動態(tài)強化模式以及病灶直徑是MICC分化程度的獨立預(yù)測因素。ROC曲線下面積為0.806,敏感度71.2%,特異度79.3%。

病理分化程度是MICC患者的預(yù)后重要的生物學(xué)指標。然而,MICC的病理分化程度主要通過術(shù)后病理或穿刺進行評估,其過程是侵入性的。而對于一些不適合穿刺或外科手術(shù)患者來說,如果能夠治療前非侵入性的預(yù)測患者的病理分化程度,這對于治療方式選擇和預(yù)后都會產(chǎn)生影響。本研究我們開發(fā)了MRI模型用于預(yù)測病理分化程度。結(jié)果表明MRI模型在預(yù)測病理分化程度方面具有良好的表現(xiàn),這將有助于醫(yī)生制定更合理的治療策略。

MICC的強化模式是預(yù)后的重要影像學(xué)特征。MRI定性參數(shù)分析中動態(tài)強化方式表現(xiàn)出明顯的不同,低分化的MICC并沒有表現(xiàn)出通常所認為的漸進性強化方式,而是表現(xiàn)為門脈期與動脈期保持一致。我們考慮可能的原因是低分化的腫瘤中央部分由致密的纖維組織結(jié)構(gòu)、凝固性壞死或者玻璃樣變成分構(gòu)成,從而導(dǎo)致對比劑沒有向心性填充[14,16]。中分化和低分化組中HBP強化方式盡管不是鑒別的獨立預(yù)測因素,但是兩組之間有統(tǒng)計學(xué)差異。中分化組的HBP強化方式主要為靶征,而低分化組為部分強化為主。中分化組靶征的原因考慮為纖維組織間隙被造影劑填充所致[17,18]。低分化組并沒有像通常所認為的,而是表現(xiàn)為部分強化,這同樣考慮為中央未強化部分為凝固性壞死,玻璃樣變或者過度致密的纖維組織所造成[14,16]。DWI是一種基于組織體素內(nèi)水分子隨機布朗運動的MR成像形式,反映了基于細胞密度和結(jié)構(gòu)變化的腫瘤微環(huán)境[19,20]。DWI分析中中分化組的DWI主要以彌漫性高信號為主,而低分化組的DWI主要以部分高信號為主。中分化組中彌漫性的高信號考慮主要是周圍細胞面積較大,而纖維組織較少導(dǎo)致。如Kim等[21]報告與其顯示較少的中央纖維間質(zhì),較大的細胞面積,更頻繁的膽管細胞成分,壞死部分較少有關(guān)。而低分化組的DWI影像表現(xiàn)如Asayama等[22]所報告的同MICC延遲期CT圖像上呈明顯強化相同,與密集纖維間質(zhì)中分散的腫瘤細胞區(qū)域相關(guān)。Lee等[11]研究表明DWI擴散程度<1/3的患者無病及總生存率較擴散程度≥2/3的患者低,DWI可作為術(shù)前評估腫塊形成ICC患者的預(yù)后指標,這與我們的研究結(jié)果相一致。對于MRI定量分析來說,兩組的直徑存在統(tǒng)計學(xué)差異。我們的研究表明低分化組的較中分化組的平均直徑大。這與以前的研究保持一致。Spolverato等[23]的研究表明腫瘤大小增加與腫瘤分級惡化有關(guān),低分化腫瘤的發(fā)生率隨著ICC腫瘤大小的增加而增加。中分化組平均直徑<5 cm,而低分化組直徑>5 cm,這與最新修訂的AJCC第8版以5 cm為界作為預(yù)后的指標相符[24],有機構(gòu)研究表明最大腫瘤直徑>5 cm是總體生存的獨立預(yù)后因素[25-27]。這與病理分化程度和預(yù)后的關(guān)系相符,通常ICC的病理分化程度越低代表預(yù)后越差[28]。鄧啟明等[9]的研究表明ADCmean是預(yù)測MICC的獨立預(yù)測因素,而我們的研究中卻不存在統(tǒng)計學(xué)差異,我們考慮是由于樣本量不同導(dǎo)致的。

我們的研究有3個局限性。①這是一項回顧性研究,限制了患者人群的選擇,這可能導(dǎo)致選擇的偏差性。②雖然在研究中對選定的ROI形態(tài)、大小和位置等因素給予了足夠的注意,但仍難免存在操作誤差。③本文中樣本量偏少,因此結(jié)果可能不夠穩(wěn)健。但考慮到本研究選取的病例為肝內(nèi)膽管細胞癌的一個亞分類且只選取釓塞酸二鈉增強掃描的患者,結(jié)果具有一定可解釋性,仍對其進行展示。該結(jié)果的可靠性尚需進一步研究的確證。未來的研究中多中心、更大的樣本量以及放射組學(xué)方法的引入,對于提高診斷效能以及進一步細化研究可能更有幫助。

綜上所述,我們的研究表明MICC的MRI定性、定量分析可以成為預(yù)測病理分化程度的一個有效方法。