影像组学在肝癌的应用

郑少花

（揭阳市第三人民医院，广东 揭阳 522000）

肝癌是常见恶性肿瘤之一，近年来肝癌的发病率呈现逐年上升的趋势[1]，其中又以东亚和撒哈拉以南非洲地区最高[2-3]。由于肝癌具有诊断滞后、发病率高、预后差、死亡率高等特点，目前常规的影像学诊断方式已经无法满足肝癌诊治的需求，影像组学作为新兴的一门技术，目前已经在肝癌的类型鉴别和预测、术前评估、复发预测、生存率预测等方面得到广泛的运用。

影像组学是对成像中定量成像特征或纹理（包含灰度图案、形状、光谱特性、像素间关系等信息）进行高通量信息提取，并创建用于特征提取的高维数据集，并借助机器学习算法来开发计算模型的工具，可以为诊断提供有意义的诠释性和预测性信息[4-5]。在肿瘤领域，影像组学通过对肿瘤影像学特征量化图像强度、形状、纹理，在定性成像上的价值优于一般影像、生化等检查，为实现精确肿瘤治疗提供了解决方案[6-8]。基于近几年的研究，本文对影像组学在肝癌的应用展开综述。

1 影像组学在鉴别、预测肝癌类型中的应用

对于肝癌的良性与恶性的预测及与其他类型的肿瘤进行鉴别，是影像检查的难点，影像组学则可以有效解决该问题。Wang等[9]研究发现影像组学可以在肝癌发病前期的肝纤维化阶段预测其肝癌的发病趋势。Doda等[10]研究影像组学是否可以区分正常肝、肝脂肪变性、肝硬化，发现影像组学区分的准确率较其余检查项目高，而Perrin等[11]研究发现其准确率与对造影剂注射速率和像素分辨率变化呈现负相关性。Wu等[12]在影像技术对肝细胞癌和肝血管瘤进行鉴别的基础上，发现影像组学对于肝癌类型的预测能力几乎与经验丰富的影像科医生相同。Oyama等[13]使用影像组学对肝细胞癌和转移性肿瘤进行区分，准确率可达到92%。Jiang等[14]研究发现，利用影像组学技术能够提高以乙型病毒性肝炎为主的高危患者的，肝癌诊断准确率。Homayounieh等[15]研究发现影像组学较一般CT能更准确地鉴别出实体良性和恶性肝癌。目前在针对诸如双表型肝细胞癌与CK7和CK19阴性肝细胞癌等的鉴别上，显示出巨大的优势[16-17]。评估影像组学在极早期或早期肝细胞癌患者中优化治疗方案的可行性，发现影像组学可以帮助影像科医生对于早期或极早期肝癌患者的进行识别，同时指导临床医生指定最优化的治疗方案[18-19]。以上可以说明影像组学有助于鉴别肝癌病变程度、预测肝癌的良恶性，具有比常规影像学检查更准确、更便捷、创伤小等特点。

2 影像组学在肝癌术前评估的作用

由于肝癌的部位易于隐匿，复发预测困难，容易造成术中发现肝癌病变范围超出术前观察所知部位的情况。通过影像组学，有助于对肝癌的侵袭病变范围进行诊断、鉴别诊断、临床预后等全面的术前评估[20]，而其预测能力优于影像医师[21]。与临床因素相结合，可能有助于影像组学在术前对肝细胞癌恶化程度进行预测[22]。而肝细胞癌微血管侵犯是影像组学在肝细胞癌术前评估的重点运用方向，Yang等[23]发现通过结合临床影像学危险因素和肝脏影像的影像组学，对肝细胞癌患者的血管侵犯个体化风险可以进行更为准确的术前评估。目前研究发现，基于超声、磁共振成像、CT建立的影像组学模式较单纯的超声、磁共振成像、CT技术，在提高术前预测肝细胞癌微血管侵犯的程度上具有明显的优势[24-28]。影像组学在一定程度上可以对术前肝癌病变范围进行准确定位，特别是对于肝细胞癌的微血管侵犯程度的评估较目前其余检测手段具有明显的优势。

3 影像组学在肝癌复发预测中的应用

肝癌的复发率高，在治疗前或治疗后对复发进行精确的预测，有助于制定合理、有效的治疗方案，而目前的研究表明影像组学在此方面能起到一定的作用。Zhou等[29]回顾性研究了接受肝部分切除术的肝细胞癌患者的动脉期和门静脉期CT图像，在此基础上建立影像组学模式，与单独的临床变量相比，发现其可以显著提高预测早期复发的准确性。而结合甲胎蛋白水平、血管侵犯、不光滑的肿瘤边缘等多种临床危险因素的影像组学模型，有助于预测肝细胞癌的早期复发率[30-32]。Hui等[33]探讨在术前磁共振成像中使用纹理的影像组学，发现对肝细胞癌早期复发有高达84%的预测准确度。Shan等[34]基于CT图像瘤周影像学特征建立影像组学模式，认为其预测肝细胞癌治愈后早期复发的有效性优于基于CT图像病灶影像学特征建立影像组学模式。影像组学在一定程度上可以在术前对肝癌复发进行有效预测，特别是通过结合临床危险因素，更有助于提高术前预测肝癌复发的准确率。

4 影像组学在肝癌生存率预测中的应用

肝细胞癌由于引起的并发症不同，各种类型患者的生存率往往不同，而影像组学通过影像特点，可以在诊断早期提示患者的预后，有助于促进治疗方案的优化。目前研究发现，基于肝癌影像特点建立的影像组学有助于提高医务工作者预测肝细胞癌患者总生存时间的能力[35-36]，而结合常规临床变量的影像组学更能提高其预测的准确性[37]。目前基于术前磁共振成像、增强CT等的影像组学模式较单纯的影像技术更能提高对接受根治性肝切除术或经导管动脉化学栓塞治疗肝细胞癌患者的术后复发率和生存率预测的准确性[38-41]。Song等[42]研究发现利用经导管动脉化疗栓塞治疗后的肝细胞癌患者影像特征结合临床因素建立的影像组学，有助于评估经导管动脉化疗栓塞术后肝细胞癌患者的生存率。影像组学可有效预测肝癌患者的生存预后，目前研究显示其结合肝癌危险因素有助于提高其预测的准确性。

5 影像组学在肝癌中的运用前景

影像组学具有以非侵入性方式捕获肿瘤内在时间和空间上异质性的能力，比以活检方式测定肿瘤更具有明显的优势[42]。但是由于影像组学刚刚兴起，设计运用的标准、图像的标准、数据处理和建模的标准各不一致，在不同中心之间的可重复性较差，限制了其在临床广泛使用[43]；因此还需要更多的多中心实验来完善标准化建设及验证实操性[44]。其中标准化建设作为最关键的因素，如何建设统一图像采集、图像分析、数据共享技术标准已经成为制约影像组学在肝癌运用的重要因素[43]。同时随着时代的发展，多学科交叉相容成为当代医学的重要特色，因此影像检查结合多种检查方式成为对疾病诊断、分类、分期的“锐器”，如最新兴起的癌症代谢成像中，由于肿瘤细胞具有高代谢的特点，而其代谢底物及其产物可以成为包括癌症在内的多种病症的生物标志物。目前已有不少运用正电子发射断层显像或磁共振成像结合肿瘤代谢进而分析疾病的分期与病变范围的研究[45]，可以预测在不久的将来，结合肿瘤代谢的影像组学将会成为新时期肝癌的研究热点，其不仅会成为补充或替代肿瘤活检的新时代诊断技术[46]，更有助于进一步揭示肝癌病变的全过程，对于提高肝癌的鉴别、分期、预后等能力起到积极意义，成为下一阶段肝癌诊疗技术开发的突破点。