磁共振成像在預測肝細胞癌微血管侵犯中的應用進展

2020-11-29 醫脈通

作者：李海蘭，湖南省人民醫院（湖南師範大學附屬第一醫院）放射科；李文政，張友明，劉華平，中南大學湘雅醫院放射科；談勁松，長沙市中醫醫院（長沙市第八醫院）放射科

 

肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是全球常見的惡性腫瘤，起病隱匿，一旦確診，往往已處於中晚期；且手術治療效果差，術後復發率高。既往研究表明，微血管侵犯（microvascular invasion，MVI）是患者預後最重要的影響及預測因子。因此，術前準確預測HCC患者的MVI狀態具有重要意義。術前穿刺活檢雖能判斷MVI狀態，但所需標本多，且為有創性檢查；同時，取樣誤差大且針道轉移等局限性也限制了其臨床應用。近年來，為尋求術前準確預測MVI的客觀放射學依據，研究者利用各種MRI技術對HCC患者進行研究，本文對相關研究進行綜述。

 

1.MRI新技術

 

1.1DWI

 

1.1.1單指數模型擴散成像

 

單指數擴散模型，即傳統DWI的相關研究發現ADC值對MVI具有預測價值。Suh等、Xu等及Yang等研究發現，DWI的參數值可作為MVI的獨立預測因子；而Zhao等僅評估最小ADC值及平均ADC值的預測價值，並未進一步行多因素分析。Suh等、Xu等及Zhao等推測DWI可預測MVI和陽性組癌細胞密集度高於陰性組，導致擴散受限有關。此外，DWI和病理級別相關，且腫瘤級別可預測MVI。

 

Zhao等提出最小ADC值較平均ADC值具有更高的特異性，因最小ADC值代表細胞增殖最活躍的部分，發生MVI的機率更高。Yang等報導，DWI-T2WI不匹配區被定義為腫塊最大層面徑線在DWI序列上大於T2WI序列，且不匹配的這部分區域DWI信號強度低於腫瘤並高於鄰近肝實質，推測其原因為不匹配區反映瘤周異常毛細血管灌注，而陽性組瘤周灌注可能減低，因此DWI信號增高。

 

DWI和腫瘤細胞數及細胞膜完整性有關，對腫瘤形態邊界敏感性高於T2WI，因此前者病變徑線大於後者。因此，傳統DWI對MVI具有一定的預測價值，未來有望用於術前評估。但上述研究存在以下不足：b值數目、大小差異，而ADC值的計算直接受b值大小和數目的影響，且b值數目增加勢必延長檢查時間；腫瘤感興趣區（ROI）勾畫不一致，或選擇腫瘤切面多區域為ROI，亦或選擇腫瘤整體切面為ROI，均導致研究的可重複性降低。

 

1.1.2DKI與IVIM

 

DKI是一種反映組織非高斯分布的水分子運動的擴散成像技術，其採用高b值掃描，能提供組織成分的異質性和結構的複雜性。DKI在HCC中的應用尚處於探索階段。Goshima等應用DKI及傳統DWI評估112枚HCC介入治療效果，發現DKI對活性癌組織的敏感性及特異性高於傳統DWI。因此，為評價DKI評估HCCMVI狀態的可行性，Wang等應用DKI對92枚腫塊的MVI狀態進行評估，最終研究發現平均峰度（mean kurtosis，MK）、ADC值、平均擴散值、形態不規則且邊界模糊、瘤周不規則環形強化對MVI狀態有預測價值。進一步行多因素分析發現，MK值增大及瘤周不規則環形強化可獨立預測MVI。

 

該研究推測MK值增大可獨立預測MVI的原因為陽性組可見腫瘤細胞、壞死、炎症反應等多種擴散高峰的組織成分，導致更複雜的微環境；陽性組中脈管內癌細胞會限制水分子的相互作用，導致癌細胞外的介質不均勻；此外，陽性組細胞增殖旺盛，腫塊微觀結構發生改變，伴發腫塊內出血壞死，導致複雜程度增加。

 

總之，該研究發現DKI在HCCMVI預測中較傳統DWI具有更高的價值；但研究中b值選取、ROI勾畫、圖像信噪比控制、呼吸運動偽影均會造成結果偏倚，結論的普適性需要更多研究證實。IVIM是一種雙指數擴散模型，其在HCCMVI中的應用目前鮮有報導，已有研究主要集中於HCC療效評估、與腫塊強化程度的相關性分析、腫瘤良惡性鑑別以及腫塊病理分級預測等。

 

Woo等發現D值（SlowADC）對HCC病理級別的鑑別診斷效能高於傳統DWI，而病理級別和MVI存在一定的相關性。因此，IVIM有望應用於預測MVI；但其與DKI技術一樣面臨b值的選取、標準數據獲得及處理等問題，其預測價值有待進一步證實。

 

1.2MR灌注成像

 

1.2.1BOLD-MRI、DSC-MRI

 

BOLD-MRI廣泛用於中樞神經系統，其常用定量評價指標表觀自旋-自旋弛豫率（apparent relaxation rate，R2*）直接反映組織內脫氧血紅蛋白濃度。但有關HCCMVI的研究僅見Jhaveri等報導，該研究推測腫塊缺氧是MVI的誘導因素，通過分析26例患者吸氧前後腫塊R2*值的差異，並將其與肝實質R2*值進行對比，發現R2*值在MVI陽性及陰性組差異無統計學意義，推測其原因可能為BOLD是氧分壓的間接評估因素；不同觀察者、不同ROI測出的R2*值存在偏倚；R2*值不僅受到氧分壓的影響，還受血容積、血pH、代謝狀態等因素的影響。因此，BOLD術前預測MVI的價值有待證實。DSC-MRI在HCC中的應用僅見1篇有關TACE治療後療效評估的研究；而對於HCCMVI的研究鮮有報導。

 

1.2.2DCE-MRI

 

利用T1WI的DCE-MRI是一種快速重複採集的掃描技術。基於定量技術獲得對比劑在腫塊毛細血管通透性、腫塊微循環及灌注變化的信息。目前DCE-MRI主要應用於HCC預後評估、化療及介入治療後療效評估，對MVI的研究目前鮮有報導，但對HCC病理分級預測的研究有少數報導。宋瓊研究發現，DCE-MRI灌注參數Ve值與病理分級高度相關；Ahn等研究發現，HCC級別越高，灌注參數Ktrans值越低；Chen等研究發現，Ktrans及Ve值與HCC細胞增殖速度、腫塊微血管密度存在相關性。因此，推測DCE-MRI對MVI評估可能存在一定的價值，但有待研究證實。

 

總之，MR灌注成像可定量評估腫瘤細胞微觀氧代謝、微循環灌注、細胞增殖速度及腫塊病理級別等，但掃描參數及後處理缺乏國際公認標準，數據獲取及處理易受主觀因素影響，肝臟雙血供灌注模式的複雜性等原因在一定程度上阻礙了其在HCCMVI中的研究應用。

 

1.3磁敏感成像

 

磁敏感成像是利用組織磁敏感特性的成像技術，包括SWI及ESWAN，廣泛用於腦血管畸形、微出血灶及腦腫瘤等，少數用於肝脾鐵含量測定、肝硬化異型增生結節與肝癌鑑別等。此外，Chen等進一步將其用於HCC發現其較T1及T2更易發現假包膜、出血及血管侵犯等，與T1、T2及三期T1增強相比，其對血管顯示更敏感；且可在一定程度上鑑別腫瘤的浸潤生長及癌栓形成。但上述研究僅對HCC肉眼所觀的血管侵犯進行研究，未對鏡下微血管侵犯進行評估，因此磁敏感成像或許能進一步預測MVI，但有待更多研究證實。

 

1.4磁共振新對比劑

 

釓塞酸二鈉（gadolinium ethoxybenzyl-diethylenetriamine-pentaacetic acid，Gd-EOBDTPA）是一種肝膽特異性對比劑。Lee等及Ahn等均研究發現動脈期瘤周強化可獨立預測MVI，推測由於陽性組瘤旁門靜脈分支被微小癌栓堵塞，導致一過性動脈期高灌注，表現為瘤周動脈期短暫強化。另外，Lee等及Kim等研究發現，肝膽期瘤周低信號可獨立預測MVI，並推測和MVI導致門靜脈分支被微小癌栓阻塞有關，進而導致瘤周肝細胞對比劑攝取減低，表現為低信號。

 

Min等未對各期瘤周信號進行分析，但對肝膽期HCC的信號強度進行分析發現其無明顯預測價值。此外，Kim等發現典型強化模式可獨立預測MVI，其機制尚未闡述。超順磁氧化鐵（superparamagnetic iron oxide，SPIO）是肝庫普弗細胞特異性攝取對比劑。Miyata等通過使用SPIO分析47例HCC的MRI特徵發現，肝動脈-門靜脈分流及腫塊大小是門靜脈MVI預測因子。

 

該研究提示SPIO存在一定的間接預測價值，對比劑本身引起的信號病變是否具有預測價值尚需要更多研究證實。因此，Gd-EOB-DTPA對MVI存在一定的預測價值，尤其出現動脈期瘤周強化及肝膽期瘤周低信號，提示MVI風險較高，但多數學者結合常規序列共同探討；而SPIO對MVI的預測價值目前尚未得到證實，有待更多研究探索。

 

2.常規MRI

 

常規MRI序列包括T1WI、T2WI、肝三期T1WI增強、正反相位，因操作性強、易配合、獲取數據簡單等優勢持續受到關注。既往研究發現，HCC最大徑及分化程度可預測MVI。You等發現最大徑是MVI的獨立預測因子。但對於其可能機制，上述研究均未說明，推測腫瘤分化程度越低，增殖越旺盛，體積越大，侵犯血管的機率越高，發生MVI的風險增高。

 

Sumie等發現多發融合結節，MVI發生率高，並推測與分化程度低、侵襲性強有關。然而，Griffin等發現邊界不規則對MVI無預測價值，推測這兩項研究結果的差異可能與形態分類標準、研究對象納入標準、樣本量等有關。Chandarana等、Wu等分別發現病變多灶性、邊界模糊是MVI的獨立預測因子。

 

另外，Xu等、Goshima等研究發現，瘤周不規則強化可預測MVI，但其可能原因均未闡明。因此，基於常規MRI序列獲得的形態學影像特徵對MVI預測具有一定的價值；但常規MRI僅能反映腫塊宏觀信息，無法替代功能MRI對微觀環境的評估，且形態特徵提取易受主觀因素影響。因此，多數研究結合新MRI技術共同評估MVI。

 

3.結語

 

常規序列能獲得評估HCCMVI的重要形態學特徵；而傳統DWI、DKI、Gd-EOB-DTPA等新技術能獲得評估MVI微觀環境的重要參數或特徵，因此兩者均存在一定的預測價值，其聯合診斷效能將來有望用於術前評估MVI狀態。IVIM、SWI及MR灌注對MVI的預測可能存在價值，有待更多研究證實；但新技術均不同程度地面臨標準掃描參數設定、新對比劑不良反應、提高信噪比、縮短檢查時間、影像ROI勾畫、影像與病理ROI對應、後處理技術優化及數據分析偏倚等挑戰。

 

來源：李海蘭,李文政,張友明,談勁松,劉華平.磁共振成像在預測肝細胞癌微血管侵犯中的應用進展[J].中國醫學影像學雜誌,2020,28(02):150-155.


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