非对称回波的最小二乘估算法迭代水脂分离序列和弥散加权成像评估肝细胞癌Ki-67表达

王学东，陈 敏*，刘秀娟，于向荣， 王玲杰

[1.珠海市人民医院(暨南大学附属珠海医院)放射科，2.病理科，广东 珠海 519000]

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)预后较差，位居全球癌症死亡率第四位、我国癌症死亡率第三位[1]。Ki-67是由MKI-67基因编码的核蛋白质，可反映肿瘤细胞增殖活跃程度，已用于免疫组织化学检查多种系统疾病，如结直肠癌[2]、乳腺癌[3]、脑胶质瘤[4]、肺癌[5]及前列腺癌[6]等。Ki-67表达越高，HCC进展越快，预后越差[7]。弥散加权成像(diffusion weighted image, DWI)可评估多种疾病的Ki-67表达情况。采用非对称回波最小二乘估算法迭代水脂分离序列(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation-iron sequence, IDEAL-IQ)可获得R2*图和脂肪分数(fat fraction, FF)图，评估肝脏脂肪含量、铁含量及磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(glypican-3, GPC-3)表达[8]；但目前少见采用IDEAL-IQ评估Ki-67表达的相关报道。本研究观察IDEAL-IQ和DWI评估HCC Ki-67表达的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2019年1月—2020年10月40例于珠海市人民医院术后病理确诊的原发性HCC患者，男29例，女11例，年龄32～69岁，平均(54.2±8.9)岁。纳入标准：①影像学及病理资料完整，术后免疫组织化学指标包含Ki-67；②无对比剂使用禁忌证；③术前均接受MR IDEAL-IQ和DWI检查；③1个月内无输血史；④无血色素沉积症；⑤图像无伪影或伪影较轻。检查前患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 检查前嘱患者禁食、禁水4 h。采用美国GE Signa HDxt 3.0T MR超导型扫描仪，嘱患者仰卧，双臂上举并抱头，行腹部平扫，扫描范围自膈顶至肾门水平；之后采用双筒高压注射器经肘静脉以流率2～3 ml/s注射钆喷酸葡胺(拜耳医药)0.1 ml/kg，行肝脏容积加速采集(liver acquisition with volume acceleration, LAVA)序列增强扫描。参数：轴位T1W，TR/TE 5.4 ms/2.5 ms，矩阵 256×200，FOV 380 mm×340 mm，层厚5 mm，层间隔1.0 mm，扫描时间1 min 16 s；轴位T2W，TR/TE 13 043 ms/71 ms，矩阵320×320，FOV 380 mm×380 mm，层厚5 mm，层间隔1.0 mm，扫描时间2 min 37 s；轴位DWI，TR/TE 5 455 ms/82 ms，矩阵128×128，b值0、1500 s/mm2，FOV 380 mm×320 mm，层厚5 mm，层间隔1.0 mm，扫描时间2 min 22 s；IDEAL-IQ，TR/TE 6.6 ms/2.9 ms，FA 3o，矩阵 160×160，FOV 440 mm×350 mm，层厚5.0 mm，层间隔1.0 mm，采集时间1 min 17 s；轴位、矢状位LAVA序列增强扫描，TR/TE 5.4 ms/1.9 ms，FA 15o，矩阵 256×200，FOV 380 mm×350 mm，层厚4.0 mm，层间隔2.0 mm，采集时间3 min 16 s。扫描结束后于后处理操作平台重建，获得R2*图和FF图。

1.3 图像处理与分析 将R2*图、FF图和DWI图导入ADW4.5工作站，由分别具有4年、10年MR诊断经验的影像科医师1和医师2以盲法分析图像，并参照动脉期LAVA序列图中肿瘤实性成分最多层面勾画ROI，并同时参考T1WI和T2WI以避开坏死、囊变和出血；于FF图、R2*图和DWI图相邻3个层面各放置约1.0 cm2的ROI，尽量使其位置、大小及层面均相同，重复测量3次R2*值、FF及ADC并取平均值；取2名医师测量结果的平均值作为最终结果。

1.4 检测Ki-67表达 由3位具有3年以上工作经验的病理科医师判断Ki-67表达。以光镜下肿瘤细胞核内见清晰棕黄/褐色颗粒为Ki-67表达阳性，于上述表现最明显区域(热点区)计算2 000个肿瘤细胞Ki-67阳性百分比的平均值，>10%为Ki-67高表达，≤10%为低表达[9]，并据此将40例HCC分为高、低表达2组。

1.5 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。以S-W检验计量资料的正态性，以±s表示符合正态分布者，组间行独立样本t检验，以Pearson法行相关性分析；以中位数(上下四分位数)表示不符合正态分布者，采用Mann-WhitneyU检验进行组间比较，以Spearman法行相关性分析；以0<│r│<0.3呈弱相关，0.3≤│r│<0.5呈低度相关，0.5≤│r│<0.8呈中度相关，│r│≥0.8呈高度相关。采用二元logistic回归分析联合差异有统计学意义的参数。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线，计算曲线下面积(area under the curve, AUC)，采用DeLong检验进行比较。以组内相关系数(intra-class correlation coefficients, ICC)评价观察者间测量结果的一致性；ICC<0.40为一致性差，0.40≤ICC<0.75为一致性中等，ICC≥0.75为一致性好。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

高表达组23例，男18例，女5例，年龄32～67岁，平均(54.0±8.9)岁；低表达组17例，男11例，女6例，年龄38～67岁，平均(54.6±9.3)岁。

2.1 病灶参数比较 高表达组HCC的R2*值高于低表达组(P<0.001)、ADC低于低表达组(P=0.006)，而组间FF差异无统计学意义(P=0.125)，见表1和图1、2。

2.2 一致性检验 不同观察者对于各参数的测量结果的一致性均好(ICC均≥0.75，表2)。

表1 Ki-67高表达与低表达HCC病灶R2*值、FF及ADC比较

2.3 各参数评估HCC Ki-67表达 以25.88 s-1为截断值，R2*值鉴别HCC Ki-67高、低表达的敏感度、特异度及AUC分别为60.90%、94.10%及0.867；以0.83×10-3mm2/s为ADC的截断值，其敏感度、特异度及AUC分别为94.10%、39.10%及0.703；以0.33为R2*值联合ADC的截断值，其敏感度、特异度及AUC分别为94.10%、69.60%及0.870，且其AUC高于单一ADC的AUC(Z=1.988，P=0.047)。见表3和图3。

图1 高表达组HCC患者，男，52岁 A～D.肝S7、S8段病灶T1WI呈低信号(A)、T2WI呈高信号(B)，动脉期增强呈明显强化(C)，DWI呈高信号(D)； E.ADC图，ADC=0.775×10-3 mm2/s； F.FF图，FF=3.10%； G.R2*图，R2*值为26.54 s-1； H.病理图，光镜下见肿瘤细胞核内大量棕褐色深染颗粒(HE，×100)，呈Ki-67高表达(90%+) (箭示病灶)

表2 医师1和医师2所测HCC R2*值、FF及ADC的一致性检验结果

表3 R2*值、ADC和R2*值联合ADC鉴别HCC Ki-67高、低表达的效能

2.4 R2*值及ADC与HCC Ki-67表达的相关性 HCC Ki-67表达与其R2*值呈高度正相关(r=0.84，P<0.001)，与ADC呈中度负相关(r=-0.62，P<0.001)。

3 讨论

Ki-67表达指数可半定量反映HCC肿瘤细胞增殖状态和恶性程度[7,10]，而基于CT影像组学特征参数和钆塞酸二钠增强MRI病灶参数可评估HCC Ki-67表达情况[11-12]。

包括HCC在内的部分肿瘤恶性程度均与转铁蛋白表达呈正相关[13-14]，且铁过载可致HCC发生[15-17]。本研究发现高表达组HCC的R2*值高于低表达组，且R2*值与Ki-67表达呈高度正相关。Ki-67可反映肿瘤细胞增殖状态，随着肿瘤细胞Ki-67表达增高，新生肿瘤血管更加丰富，肿瘤恶性程度更高；同时，随着HCC恶性程度增高，转铁蛋白受体表达增多而含铁量增高，导致顺磁性物质增多，引起R2*值增高[3]。本研究Ki-67高、低表达组间FF无明显差异，可能由于HCC脂肪成分较少，导致FF无法估测其Ki-67表达情况[7]。此外，本研究结果显示高表达组HCC的ADC低于低表达组，且与Ki-67表达呈强负相关，与HUANG等[18]研究结果基本相符；原因可能在于HCC肿瘤细胞随Ki-67表达增高而增多，细胞间隙减小，导致水分子弥散运动受限[19]。

图3 R2*值、ADC及R2*值联合ADC鉴别Ki-67高、低表达HCC的ROC曲线

本研究发现，以0.33为R2*值联合ADC的截断值，其鉴别Ki-67高、低表达HCC的敏感度、特异度及AUC分别为94.10%、69.60%及0.870，且其AUC高于单一ADC。

本研究的主要局限性：①未对不同病理分型HCC进行分型观察；②未参照免疫组织化学检查取材区放置ROI，可能对结果产生一定影响。

综上所述，MR IDEAL-IQ和DWI可有效评估HCC的Ki-67表达，以R2*值联合ADC诊断价值最高。