IVIM-DWI联合Gd-EOB-DTPA增强磁共振对肝细胞癌微血管侵犯的预测价值

李晓凤，庄羽翔，周新杰，周代全，旷连勤，曾燕

作者单位：重庆医科大学附属第三医院放射科，重庆401120

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是目前全球最常见的恶性肿瘤之一，也是导致患者死亡的最常见原因之一[1]。目前肝癌有多种治疗方法，而治疗方案的决策取决于肿瘤分期[2]，临床常用的巴塞罗那肝癌分期系统中影像学检查对肿瘤的评估是很重要的一方面，其中包含血管侵犯的评估，目前的影像学检查仅能检测出大血管的侵犯情况，然而其并不能全面地反映肿瘤的生物学行为及术后复发风险。既往研究[3]表明，微血管侵犯也是影响肝癌预后的重要危险因素之一。目前微血管侵犯(microvascular invasion，MVI)诊断的金标准主要依靠手术后的病理学诊断，而在术前没有可靠的方法检测出MVI，因此在临床中的应用受到限制。有学者运用临床预测因子如血清标记物来预测MVI[4-5]，但其价值有限。随着影像学技术的发展，功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)和特异性对比剂在预测HCC 病理学特征上体现出重要价值[6,7]。近年来有较多文献表明MVI与肿瘤常规的影像学特征有关联，但其研究结果仍存在争议；而运用体素内不相干运动扩散加权成像(intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging，IVIM-DWI)或二者联合来预测MVI 的研究相对较少。因此，本研究主要进一步探讨IVIM-DWI 联合Gd-EOB-DTPA 增强MRI 对MVI 预测的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2018年7月至2021年1月在我院同时行肝脏体素内不相干运动扩散加权成像(intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging，IVIM-DWI) 和Gd-EOB-DTPA 增强MRI 检查的患者320 例，最终本研究共纳入57 例HCC 患者，其中男49 例，女8 例，年龄59.6±1.4 岁，所有患者均为单发病灶。纳入标准：①术前1 周于我院进行肝脏Gd-EOB-DTPA 增强检查同时行IVIM-DWI 序列扫描；②有手术及详细病理结果；③图像质量能满足研究需要；④MRI 检查及手术前未对HCC 进行治疗；⑤MRI 未检测到大血管侵犯；⑥无肝内及远处转移。本研究经过重庆医科大学附属第三医院医学伦理委员会批准(批准文号：2021 年科伦审第25 号)，免除受试者知情同意。

1.2 检查设备与方法

所有检查均在GE 750 3.0 T MRI 系统(GE healthcare,American)进行。扫描序列包括：①常规序列：轴位及冠状位T2WI-FSE、同反相位T1WI-Dual Echo。②IVIM：运用轴位单次激发自旋平面回波扩散加权成像，FOV 38 cm×38 cm～42 cm×42 cm，矩阵128×128，层厚5 mm，层间距1 mm，TR 6000 ms，TE 62 ms，一共扫描12 个b 值分别为0、25、50、75、100、150、200、400、600、800、1000、1200 s/mm2。③动态增强：运用轴位T1WI 脂肪抑制LAVA 序列，通过肘静脉注入Gd-EOB-DTPA，流率3 mL/s，剂量0.2 mL/kg，于注药后15 s、55 s、150 s、15 min 扫描分别得到肝动脉期、门静脉期、延迟期及肝胆期图像。

1.3 影像分析

图像处理和数据分析均在GE ADW 4.6 工作站进行。由2名具备10年以上放射诊断经验的医师采用双盲法分析。于肿瘤最大层面勾画ROI，尽可能多地包含肿瘤组织，同时尽量将出血及囊变坏死区域排除在外。定性资料包括：①肿瘤的边缘：在肝胆期观察肿瘤边缘光滑、不光滑；②假包膜：在门脉期或延迟期图像上显示的肿瘤边缘薄环状强化，分为有包膜(包含不完整包膜)和无包膜；③动脉期瘤周强化：在动脉期肿瘤轮廓之外与肿瘤广泛接触的多角形或新月形强化；④肝胆期瘤周低信号：在肝胆期肿瘤周围肝实质出现的不规则的低信号区；⑤肿瘤内部的出血、脂肪成分。定量资料包括：①肿瘤大小(最大径)；②IVIM 数据标准表观扩散系数(standard ADC)、真实扩散系数(true diffusion coefficient，D)、伪灌注扩散系数(pseudo-diffusion coefficient，D*)、灌注分数(perfusion fraction，f)；③Gd-EOB-DTPA 增强MRI 数据：动脉期及肝胆期的相对增强率(relative enhancement，RE)记为AP-RE、HBP-RE。定量资料由两名医师分别测量3 次，取两名医师测量值的平均值为最终值。

1.4 统计学分析

采用SPSS 26.0软件进行统计分析。两组间临床资料及影像学定性特征比较采用χ2检验或Fisher确切概率法，正态定量资料比较采用独立样本t检验，偏态定量资料比较采用U检验，以P＜0.05为差异具有统计学意义。将预测MVI有统计学意义的变量筛选出并纳入多因素Logistic回归，运用逐步回归法得出HCC MVI的独立危险因素；采用ROC曲线分析单个指标和联合应用多个指标对MVI的诊断效能，并计算出相应的敏感度、特异度、约登指数(Youden index，YI)、最佳临界值以及AUC。

2 结果

2.1 HCC的临床病理学特征

57 例HCC 患者中，20 例为MVI 阴性，37 例为MVI 阳性，其MVI 的发生率为74%。肿瘤的分化程度、Ki-67 指数在两组间差异有统计学意义(P＜0.05)，而年龄、性别、有无肝炎及肝硬化在两组间差异无统计学意义(表1)。

表1 HCC的MVⅠ与临床病理学特征(n=57)

2.2 影像学定性特征与定量参数组间比较

定性特征中肿瘤边缘、动脉期瘤周强化、肝胆期瘤周低信号在两组间差异有统计学意义(P＜0.01)，而假包膜、瘤内脂肪、瘤内出血在两组之间的差异无统计学意义(P＞0.05，表2)。定量参数中，MVI 阳性组肿瘤最大径显著大于MVI 阴性组，standard ADC 值和D 值显著低于MVI 阴性组，且两组间差异具有统计学意义(P＜0.05 或0.01)，而D*值、f 值、AP-RE 和HBP-RE 值在两组间的差异均无统计学意义(P＞0.05) (表3，图1和图2)。

表2 MVⅠ阳性与阴性组的影像学定性特征分析结果

表3 MVⅠ阳性与阴性组的影像学定量参数分析结果

图1 男，57岁，肝细胞性肝癌，MVⅠ阴性。Gd-EOB-DTPA增强扫描动脉期(A)及肝胆期(B)显示肿瘤包膜(箭)完整，未见动脉期瘤周强化和肝胆期瘤周低信号；图C～F为ⅠVⅠM-DWⅠ影像，standard ADC值为1.68×10-3 mm2/s，D值为1.19×10-3 mm2/s，D*值为5.08×10-3 mm2/s，f值为0.34 图2 男，68岁，肝细胞性肝癌，MVⅠ阳性。Gd-EOB-DTPA 增强扫描动脉期(A)及肝胆期(B)影像显示肿瘤包膜不完整，可见动脉期瘤周强化(箭)及肝胆期瘤周低信号(箭)；图C～F 为ⅠVⅠM-DWⅠ影像，ROⅠ放置时避开坏死区，standard ADC值为1.24×10-3 mm2/s，D值为1.10×10-3 mm2/s，D*值为20.7×10-3 mm2/s，f值为0.28

2.3 多因素Logistic回归分析及影像学指标的诊断效能

运用ROC曲线对单因素分析中有意义的指标进行分析，如表4 所示，其中D 值的诊断效能最好(AUC 0.849，YI 0.561，敏感度75.0%，特异度81.1%)，最佳临界值为1.039。多因素分析显示，肿瘤最大径、动脉期瘤周强化、D值是MVI的独立危险因素(表5)。但是这三个指标单独预测MVI的敏感度和特异度都较低，其中肿瘤最大径的敏感度和特异度最低，分别为78.4%，65.0%。将动脉期瘤周强化和D值联合起来预测MVI (图3)，其AUC和敏感度均较单独预测时升高，而特异度基本相当。

表4 MRⅠ影像学指标对MVⅠ的诊断效能

表5 MVⅠ阳性与阴性组的多因素Logistic回归分析结果

图3 定性特征和定量指标预测MVⅠ的ROC曲线

3 讨论

常规的影像学定性特征与HCC 的MVI 发生有一定的相关性，但是这些影像学特征的诊断效能在许多研究中不一致，且受不同医师评价的主观性影响[8-10]；而IVIM 作为一种双指数扩散模型，可以提供客观的定量参数来反映肿瘤内部的微循环情况，将二者联合起来预测MVI 结果或许更可靠。因此本研究将探索在常规影像学定性特征的基础上联合定量参数预测MVI的临床应用价值。

3.1 影像学定性特征对HCC 有无MVI 的诊断价值

目前原发性肝癌的影像学定性特征预测MVI 的价值尚无一致的结论。部分研究[5,8-9]显示肿瘤边缘、肝胆期瘤周低信号对MVI 的诊断效能相对较高。组织学上，肿瘤包膜由富含纤维组织的内层和包含门静脉和新生胆管的外层组成[11]，当肿瘤细胞侵入并突破包膜的门静脉时，影像学则表现为不完整的包膜和浸润性边界，此时门静脉血流量减少，肝细胞功能受损导致细胞膜上有机阴离子转运多肽表达降低，肝细胞摄入对比剂减少从而使肝胆期瘤周出现低信号区[12]。本研究显示肿瘤边缘、动脉期瘤周强化、肝胆期瘤周低信号与MVI 的发生有相关性。最近的一项分析显示，肝胆期瘤周低信号是最可能提示MVI 的MRI 特征[10]。本研究中将两组间有差异的定性特征纳入了多因素回归分析，其中只有动脉期瘤周强化为预测MVI 的独立危险因素，且其预测贡献最大，而肝胆期瘤周低信号和肿瘤边缘不是MVI的独立危险因素，与徐萍[13]的研究结果较一致。动脉期瘤周强化可能与血流动力学灌注改变有关，常发生在因肿瘤瘤栓引起的微静脉阻塞而导致的门静脉流量减少的区域[14]。然而Lee 等[9]的研究显示这三者均为预测MVI 的重要独立危险因素，联合三者预测MVI 的特异度达92%。相反，Wei 等[15]的研究表明影像学定性特征均不能作为预测MVI的可靠指标。

导致这些研究结果不完全一致的因素有：①研究设计的不同：既往研究中同时存在前瞻性研究和回顾性研究，导致患者的选择偏倚。②检查方法的差异影响影像学定性特征的显示。③影像学定性特征判定时的人为主观因素影响。④多因素回归分析统计学设计的差异影响：不同的研究纳入的危险因素个数不同从而影响分析结果。

3.2 定量参数对HCC有无MVI的诊断价值

较多文献中认为肿瘤直径是HCC 发生MVI 的预测因素之一。肿瘤越大，其内新生血管越多，肿瘤的生长、浸润及转移也越快，发生MVI 的可能性就越大。本研究中肿瘤直径在两组间的差异具有统计学意义。而在多因素分析中，肿瘤直径对预测MVI 的贡献度较小，这与Zhang 等[8]的研究结论一致。其原因可能为研究对象的选择偏倚。在对HCC 的直径进行分组后的研究[8,16]显示，不同大小的肿瘤其影像学特征预测MVI 时贡献度不一样，对于较大的肿瘤直径所占的预测权重更大。本研究中未根据肿瘤大小进行分组，未来将进一步研究。

目前关于Gd-EOB-DTPA 增强MRI 定量参数预测MVI 的研究很少，所采用的定量参数计算方法各不相同，其预测价值也具有争议[6,17]。Okamura[18]等研究发现当AP-RE越高，HBP-RE越低时，发生MVI 的可能性越大。本研究显示AP-RE、HBP-RE 与MVI 的发生无显著相关性。其原因可能为肿瘤MRI 信号强度受图像质量、对比剂浓度及用量、肝胆期延时扫描时间的影响较大，因此其应用价值有限。

IVIM-DWI 能从扩散和灌注两方面反映肿瘤的微循环状态，并能提供相应的定量参数[7]。已有多项研究[18,19-21]发现IVIM参数与肿瘤的良恶性、分化程度相关。而用IVIM参数预测MVI的研究较少，已有的研究[15,19]表明IVIM参数与MVI具有相关性。本研究显示D 值、standard ADC 值在两组间差异有统计学意义，MVI 阳性组的D 值和standard ADC 值小于MVI 阴性组，且D 值的诊断效能大于standard ADC 值。D*值、f 值在两组间差异无统计学意义，与既往研究相符[15]。在多因素分析中，只有D值是MVI的独立预测因素，这一结果与Wei等[15]研究结果相似。其原因可能是由于伪扩散分量会影响ADC 值的测量，而真正的扩散系数D值不会受到影响。本研究将D值与动脉期瘤周强化联合起来预测MVI 具有较好的诊断效能，与单独用定性特征预测MVI 相比较，其在特异度保持基本不变的情况下，敏感度明显提高。因此，本研究表明D 值联合动脉期瘤周强化对MVI 具有较好的预测价值，D 值越低，且伴有动脉期瘤周强化的HCC更容易出现MVI。

3.3 本研究的局限性

本研究具有以下局限性：①样本量较小，未对肿瘤大小进行分组研究，可能存在研究对象的选择偏倚；②不能将病理取材与影像图像上ROI 选取相对应；③仅为单中心研究，目前尚无多中心研究，可能与IVIM 扫描时间较长、扫描方案的一致性有关。未来的研究中需要扩大样本量，统一扫描方案，以促进IVIM-DWI在HCC影像诊断中的应用。

综上所述，IVIM 参数D 值联合影像学定性特征能提高预测MVI 的准确度，D 值越小并伴有瘤周强化的HCC 更容易发生MVI。

作者利益冲突声明：全部作者均声明无利益冲突。