动态增强MRI药代动力学参数与肝细胞癌组织分化程度、微血管密度的关系

范宪淼，郑晓林，邹玉坚，袁灼彬，沈海平

(东莞市人民医院，广东东莞523059)

原发性肝癌是常见的恶性肿瘤，发病率、病死率高[1，2]，其病理类型包括肝细胞癌(HCC)、肝内胆管癌(ICC)及HCC-ICC混合型。HCC占原发性肝癌的85%～90%，且具有明显异质性。 不同组织分化程度的HCC生物学行为、治疗方案及预后有较大的不同，故治疗前明确肿瘤的组织学性质很有必要。MRI是目前公认的诊断HCC最有效的方法之一，尤其在功能成像上有独特优势，如在动态增强基础上能获得多项半定量和定量参数，明确显示肿瘤的血供状态和微循环环境，在诊断上具有较大价值。HCC Edmondson-Steiner分级用来评估肿瘤组织分化程度[3]，对患者预后的评价和治疗方法的选择具有指导作用[4]。本研究探讨动态增强MRI药代动力学参数与HCC组织分化程度、微血管密度(MVD)的关系。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2012年6月～2015年12月于本院就诊的HCC患者36例，均经病理检查确诊。其中男34例，女2例；年龄(66±10)岁；主要临床表现为上腹部不适、食欲不振；有慢性肝炎病史29例，肝硬化病史11例；甲胎蛋白≥400 μg/L，血清总胆红素135.05～204.01 ng/L。纳入标准：病理学检查为HCC，MRI各序列图像清晰，无明显伪影，参数图显示肿块稳定，免疫组化分型明确。排除标准：图像欠清晰而影响观察；病理诊断为其他型肝癌。患者均签署知情同意书。

1.2 肿瘤组织分化程度判断标准 采用Edmondson-Steiner分级[3，4]。Ⅰ级：分化良好，核/质接近正常，瘤细胞体积小，排列成细梁状；Ⅱ级：细胞体积和核/质较Ⅰ级增大，有异型性改变和假腺样结构；Ⅲ级：分化较差，细胞体积和核/质较Ⅱ级增大，细胞异型性明显，核分裂多见；Ⅳ级：分化最差，细胞形状极不规则，排列松散，无梁状结构。

1.3 MVD检测 采用免疫组化法。术中取HCC组织标本，采用丹麦DAKO公司的Autostainer Link 48全自动免疫组化仪，并使用其公司生产的EnVision试剂盒，测定抗血管内皮标志物CD34(克隆号：QBEnd 10)。免疫组化流程按DAKO Autostainer Link 48自动免疫组化仪使用指南进行操作，检测MVD。MVD计数按文献[3,4]的方法，即肝窦内孤立的棕黄色内皮细胞或细胞簇代表1条单独的微血管。先在低倍视野内(×40、×100)找到肿瘤组织MVD较高区域，后在高倍视野内(×200)计数微血管数目。由2名病理医生采用双盲法分别对同一切片进行计数，取两者计数平均值作为该切片的MVD。

1.4 药代动力学参数检测 患者均行肝脏MRI平扫+动态增强扫描。采用3.0T MRI扫描仪(Verio，西门子公司生产)、体部8通道相控阵线圈。患者仰卧，线圈中心对准剑突下缘(肝脏中点)，扫描范围包括肝脏、胆道系统及十二指肠壶腹部。①平扫：轴位T1WI(FLASH序列)，TR/TE 140 ms/2.46 ms，带宽270 Hz/像素；T2WI(HASTE序列)TR/TE 1 800 ms/96 ms，扫描视野(FOV)(read)350～380 mm，FOV(phase)75.0%，层厚6 mm，距离因子30%，矩阵240×320。弥散加权成像采用单次激发平面回波成像，TR/TE 2 900 ms/75 ms。②多翻转角扫描：用于计算组织的T1驰豫值，在动态增强扫描前，患者平静呼吸状态下采用快速小角度扰相梯度回波三维容积式内插技术(3D VIBE)序列，扫描参数：TR/TE 4.40 ms/0.9 ms，FOV(read)400 mm，FOV(phase)60.0%，层厚5 mm，距离因子10%，矩阵224×256，空间分别率2.6 mm×1.6 mm×5.0 mm，设6个翻转角，分别为5°、10°、15°、20°、25°、30°。③动态增强扫描：采用3D VIBE序列，翻转角15°，其余参数同多翻转角扫描。不间断性采集50期，每期采集时间4.7 s，26层图像，总扫描时间为235 s。第3期末使用MR专用高压注射器经肘静脉注射钆对比剂，剂量0.1～0.2 mmol/kg，流率3～4 mL/s，用生理盐水20 mL冲管。将多翻转角扫描及50期动态增强图像导入血流动力学定量分析软件Omni-Kinertics(GE Healthcare)，选择自由变形法行动态增强图像运动配准，以消除呼吸运动影响。经图像配准后，从多翻转角数据生成T1-Map图，获组织T1驰豫值；用Dual-input Extended Tofts模型，以主动脉和门静脉作为动脉输入函数获时间-信号曲线。由Fast动脉输入函数及Tofts双室药代动力学模型获得参数伪彩图及药代动力学定量参数值，包括容积运转常数(Ktrans)、回流速率常数(Kep)、间隙容积分数(Ve)、血浆容积分数(Vp)。肝灌注指数(HPI)值：肝动脉供血比例，HPI=AP/(AP+PP)×100%，(AP：肝动脉血流灌注，PP：门静脉血流灌注)[5]。将灌注所得的图像载入工作站的mean curve程序，标记感兴趣区(ROI)，直径3～6 mm，置于强化最明显处，避开内囊病变、坏死区，每个病灶选取3个ROI，自动生成时间-信号强度曲线，根据其提供的信息计算肝HPI。由2名从事腹部影像诊断的副主任医师独立测量，取两者平均值。

2 结果

2.1 36例HCC患者MRI表现 单发病变24例，2个以上病变14例。共检出64个结节或肿块，直径(50.0±30.4)mm。肿瘤实性部分呈长T2、长T1信号，同时有实质处MVD特殊染色病理图对照，14例见囊变区。动态增强扫描于动脉期明显强化，其后对比剂流出28例，动脉期强化不明显、门静脉期之后强化3例。

2.2 不同组织分化程度HCC患者MVD及药代动力学参数比较 36例HCC患者Edmondson-Steiner分级Ⅰ级6例、Ⅱ级19例、Ⅲ～Ⅳ级11例。MVD比较：Edmondson-Steiner分级Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ～Ⅳ级，两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。不同组织分化程度HCC患者Ktrans、Ve、Kep、Vp、HPI比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

2.3 MVD与动态增强药代动力学参数的相关性 36例HCC患者MVD与Ktrans、Kep呈正相关(P均<0.05)。Ⅰ、Ⅱ级HCC患者MVD与Ktrans、Kep呈正相关(P均<0.05)；Ⅰ级HCC患者MVD与Ve呈负相关(P<0.05)，Ⅲ～Ⅳ级HCC患者MVD与Vp呈正相关(P<0.05)。见表2。

表1 不同分化程度HCC患者MVD及药代动力学参数比较

3 讨论

虽然常规MRI检查对HCC的诊断与鉴别诊断有一定优势，但不能显示肿瘤组织分化程度。动态增强MRI是无创功能成像技术，能反映肿瘤组织微循环结构和血管通透性。其原理是通过测量对比剂经过组织器官所引起的T1WI信号强度变化获得病变血流灌注多种参数，这些参数能够反映肿瘤的性质[6]。本研究中主要参数包括：Ktrans代表对比剂从血管内渗透到血管外细胞外间隙的运转系数；Kep代表对比剂从血管外细胞外间隙渗透回血管的速度常数；Ve为血管外细胞外间隙容积比；Vp、HPI反映组织单位体积内血浆的容积与肝动脉灌注指数。人体大部分器官由动脉供血、静脉回纳，而肝脏由肝动脉和门静脉双重供血，供血比例分别为25%、75%。本研究使用药代动力学双室模型较传统单室模型更符合肝脏供血特点，动脉输入函数将肝动脉和门静脉浓度-时间曲线同时输入后处理软件，获得灌注参数与肝脏的血流灌注相符合[7]。

表2 MVD与药代动力学参数的相关性

MVD是反映肿瘤良恶性的重要指标，与灌注参数有明显相关性[8]。故本研究将MVD作为观察指标。组织分化程度反映肿瘤恶性程度，Edmondson-Steiner分级是原发性肝癌诊疗规范所推荐的最新分级方法[9]，故本研究观察不同分级患者药代动力学参数的差异。结果表示，MVD值随HCC组织分化程度降低而降低，两两比较差异有统计学意义。不同分化程度患者血流药代动力学参数比较差异无统计学意义，但其中Ktrans、Vp有随肿瘤组织分化程度降低而降低的趋势，而Ve具有增高的趋势，尤其是Ktrans值降低程度较为明显。同组织分化程度患者血流药代动力学参数比较差异无统计学意义的原因可能为样本太少，导致结果出现偏倚。本结果与其他部位肿瘤不同组织分化程度的Ktrans、Ve的变化相反[10]，其原因可能与肝脏组织结构的特殊性有关。肝细胞索在肝血窦之中呈单层排列，肝血窦数量丰富，为内皮不完整的毛细血管，有利于代谢物的交换。Ⅰ级HCC的肿瘤细胞排列类似肝脏组织，MVD和血管通透性较接近于正常肝组织；Ⅲ～Ⅳ级HCC组织与正常肝组织、Ⅰ级HCC在结构上相差甚远，肝血窦消失，故MVD与血管通透性降低。Ⅱ级介于上述两者之间[11]。Ktrans代表对比剂从血管内渗透到血管外细胞外间隙的运转系数，结果中各组Ktrans变化趋势与HCC组织病理变化大致符合。但HPI与肿瘤组织分化程度无关，可能此参数在反映肿瘤的性质上不敏感。袁灼彬等[12]的研究结果显示，低分化HCC的动态增强MRI各灌注定量参数Ktrans、Kep、Ve、MVD均低于高中分化HCC，但未做两两比较。

本研究中MVD与Ktrans、Kep具有相关性，其余参数与MVD无相关性。但Ⅰ、Ⅱ级患者MVD与Ktrans、Kep有相关性，MVD与Ⅰ级HCC的Ve呈负相关，与Ⅲ～Ⅳ级HCC的Vp呈正相关。说明动态增强MRI的药代动力学参数能在一定程度上反映肿瘤的MVD。MVD与低分化(Ⅲ～Ⅳ级)的各项参数均无相关性，推测其与低分化的HCC异质性高、变化较大有关。