肝细胞癌微血管侵犯的术前多模态影像学评估.pdf

中国中西医结合影像学杂志2 0 2 3年9 月第2 1卷第5期腹部影像学肝细胞癌微血管侵犯的术前多模态影像学评估李笑笑，孙健,石华铮,刘春利,张文瑞，刘魏然,梅鑫，沈碧霞上海全景云医学影像诊断中心，上海2 0 0 437【摘要】目的：探讨18 F-氟代脱氧葡萄糖（18 F-FDG)PET/CT与MRI动态增强扫描术前预测肝细胞癌(HCC)微血管侵犯(mVI)的临床价值。方法：回顾性分析接受18 F-FDGPET/CT和MRI检查的10 8 例HCC患者的临床病理资料和影像资料，分为mVI阳性组56 例和阴性组52 例。测量肿瘤最大标准摄取值（SUVmax），平均标准摄取值（SUVmean），肿瘤SUVmx、SU Vm e a n 与肝组织代谢参数比值（SUVm/SUVmuhne、SU Vm/SU Vmmu h e a 和SUVm/SUVmmua），肿瘤代谢体积（MTV），糖酵解总量（TLG)，肿瘤FDG摄取的异质性参数变异系数(COV)。M RI 定性分析肿瘤边界、血供、肿瘤内血管造影征和肿瘤周围异常灌注。比较mVI阳性和阴性组组间各定量及定性指标的差异,采用ROC曲线分析定量参数指标诊断mVI阳性的效能,并比较各参数诊断效能(AUC)间的差异。结果：2组定量指标SUSUV/SUVmuhiueSUV/SUVieSUV/SUVmherMTV、T LG 和COV差异均有统计学意义（均P0.05）。RO C曲线分析显示，各参数预测HCC合并mVI效能的AUC为0.6 140.6 7 3,各指标间差异均无统计学意义(均P0.05）。2 组定性参数中的肿瘤强化方式差异有统计学意义（P0.05）。以COV和强化方式联合诊断的AUC为0.753(95%CI0.6580.847），敏感度7 8.6%，特异度6 5.4%，阴性预测值7 3.9%，阳性预测值7 1.0%，准确率7 2.2%；与单一定量指标的AUC差异均有统计学意义（均P0.05）。结论：18 F-FDGPET/CT和MRI可用于术前预测HCC的mVI,联合肿瘤FDG摄取的异质性参数COV和肿瘤MRI强化模式可提高预测效能。【关键词癌，肝细胞；微血管侵犯；18 F-FDGPET/CT;磁共振成像；异质性Preoperative multimodality imaging in predicting microvascular invasion of hepatocellular carcinoma LI Xiaoxiao,SUNJian,SHI Huazheng,LIU Chunli,ZHANG Wenrui,LIU Weiran,MEI Xin,SHEN Bixia.Cloud Medical Imaging Diagnosis Center ofUniversal Medicine in Shanghai,Shanghai 200437,China.Abstract Objective:To investigate the predictive value for microvascular invasion(mVI)in hepatocellular carcinoma(HCC)by 18F-FDG PET/CT and multiparameter MRI.Methods:A total of 108 HCC patients who underwent MRI and 18F-FDG PET/CTexaminations were retrospectively included in this study and divided into two groups,the mVI-positive group(56 cases)and themVI-negtive group(52 cases).The quantitative parameters of HCC,SUV,SUV,SUV/SUV ie,SUV/SUVulie,SUV/SUVmmliver,metabolic tumor volume(MTV),total lesion glycolysis(TLG)and coefficient of variation(COV)were measured andcalculated.The qualitative parameters of HCC,lesion border,blood supply,intratumor angiography and peritumor abnormalperfusion were evaluated and recorded on MRI.The quantitative parameters and the qualitative parameters between two groupswere compared.The predictive value of each parameter for mVI was determined by ROC curve,and the AUC differences werecompared.Results There weresignificantdfferences inSUm,SUV/SUVi,SUV./SU e,SUV./SUVwie,MTV,TLGand COV between the two groups(all P0.05).ROC curveshowed that these quantitative parameters had moderate diagnostic efficacy for HCC with mVI(AUC of 0.6140.673),andthe AUCs had no significant differences(all P0.05).There was a significant difference in the enhancement pattern betweenthe two groups(P0.05).Most HCCs with mVI(44/56,78.6%)demonstrated hypovascular lesions.Incorporating COV and the enhancement patterns as a hybrid criterion achieved a better predictive performance with an AUCof 0.753(95%CI 0.6580.847),sensitivity of 78.6%,specificity of 65.4%,positive predictive value of 73.9%,negative predictivevalue of 71.0%,accuracy of 72.2%,which had significant differences with the qualitative parameters alone(all P 18 岁；接受手术治疗,术后病理诊断为HCC；M RI 检查资料齐全，包括常规平扫（包括T,WI、T,W I)、动态增强3期扫描（动脉期、门脉期和延迟期）；18 F-FDGPET/CT、M RI 检查与手术时间间隔 4周;接受检查及手术治疗前无抗肿瘤治疗史。排除标准：术前影像学检查提示肿瘤侵犯血管；HCC复发患者；既往有肝脏或其他部位恶性肿瘤病史者;病理学诊断伴血管内癌栓。最终纳人10 8 例,其中男8 2 例,女2 6 例；年龄237 7 岁，平均(53.111.9)岁。根据病理结果中mVI情况,分为mVI阳性组56 例,阴性组52 例。1.2仪器与方法1.2.118F-FDGPET/CT检查采用SiemensBiograph中国中西医结合影像学杂志2 0 2 3年9 月第2 1卷第5期mCTFlowPET/CT与6 4排螺旋CT扫描仪。患者禁食6 h以上，血糖控制7.2 mmol/L,经手背静脉或肘静脉注射18 F-FGD(剂量0.10 0.12 mCi/kg体质量）,代谢1h后行PET/CT检查。患者常规取仰卧位，手上举，头先进。CT定位扫描(35mA、12 0 k V)后，采用12 0 kV、8 0 m A、2.5m m 层厚先行体部检查；再行自颅顶上缘至大腿中上段范围的PET检查。根据每例患者特定采集范围确定床位数，每个床位22.1cm，相邻2 个床位间重叠43%，每个床位采集时间 1.7 min。1.2.2MRI检查使用SiemensMagnetomVerio3.0TMRI仪。扫描序列与参数：T,WI采用快速扰相梯度回波序列屏气扫描，TR/TE180ms/4.2ms，翻转角8 50,层厚7 mm，层距1mm，激励次数1,层数2 4。T,WI采用单次快速自旋回波序列，TR/TE2000ms/83.2ms，翻转角9 0 0,层厚7 mm，层距1mm，激励次数2,层数2 4。MRI增强扫描采用VIBE-T,WI屏气扫描，TR/TE4.2ms/1.9ms，翻转角10 0,层厚3mm，层距1.5mm，激励次数1,层数8 0;增强扫描前先行蒙片扫描，后经肘静脉注射对比剂双胺（GE公司，15mL/瓶），剂量0.2 mmol/kg体质量，流率2 mL/s，于注射后2 5、55和9 0 s分别行动脉期、门脉期和延迟期扫描。1.3图像分析由2 名医师在PET/CT图像工作站共同确定HCC病灶、PET图像边界，并勾画ROI,2名医师意见不一致时，由第3名高级职称医师判定。由软件自动进行病灶容积分割,得到肿瘤最大径、最大标准摄取值(maximum standardized uptake value,SUVmx)、平均标准摄取值(mean standardized uptake value,SUVman)、以SUV2.5作为阈值的肿瘤代谢体积（metabolictumorvolume,MTV)值。并计算肿瘤SUVm、SU Vma m与肝组织代谢参数比值（SUVmu/SUVmaxliverSUVmearl/SUVmeanLiver和SUVm/SUVmeanliver)、肿瘤糖酵解总量(totallesionglycolysis,TLG)和肿瘤FDG摄取异质性参数COV 值。TLC=MTVSUVmean;COV=肿瘤 SUVmx标准差/SUVmm 100%12。MRI增强扫描定性分析13-14:强化方式根据动脉期病灶强化程度将肿瘤分为富血供(动脉期病灶主体信号等/高于背景肝实质）和乏血供病灶（动脉期病变信号低于背景肝实质信号或仅有边缘完整/不完整环形、内部新月形/斑点状高于背景肝实质信号）；有无动脉期病灶内血管造影征（动脉期病灶内出现血管影像）；肿瘤边界光滑/不光滑；有无动脉期病灶周围肝实质异常灌注（动脉期病灶周围中国中西医结合影像学杂志2 0 2 3年9 月第2 1卷第5期背景肝实质出现斑片状高信号，于门脉期及延迟期呈等信号）。1.4统计学方法所有统计分析使用SPSS22.0软件和MedCalc软件(version20.023)实现。计数资料以例(%)表示，组间比较行X检验。计量资料是否符合正态分布，行非参数Kolmogorov-Smirnov检验。符合正态分布的以x土s表示，组间比较行t检验；不符合正态分布的以M(Qt,Qu)表示，行非参数Mann-Whitney U检验。多参数指标联合诊断利用logistic回归分析实年龄组别例数mVI阳性组56mVI阴性组52统计值P值组别mVI阳性组mVI阴性组统计值P值注：mVI为微血管侵犯,AFP为甲胎蛋白。“为x检验，b为t检验。2.22组多模态定量参数比较mVI阳性组肝细胞癌18 F-FDGPET/CT定量参数均大于mVI阴性组，其中SUVmeamvSUVma/SUVmaxlierv差异均有统计学意义（均P0.05)（表2,图1、2）。经ROC曲线分析，各定量参数的AUC在0.6 140.6 7 3,以COV诊断效能最高，以COV20.6为阈值，敏感度57.1%，特异度7 5.0%(表3,图3)。各参数的AUC行DeLong检验，差异均无统计学意义（均P0.05)。2.32组MRI动态增强扫描定性参数比较（表4)2组肿瘤强化方式差异有统计学意义(P0.05)。2.4多参数联合诊断肝细胞癌的mVI以肿瘤FDG代谢相关参数中鉴别诊断效能最高的参数COV与2 组有统计学意义的参数MRI强化方式联合诊断HCC的mVI,利用logistic回归分析建立联合诊断方程：联合诊断得分=0.432+0.0 19 527.现。采用ROC曲线分析定量参数诊断mVI阳性的效能,运用DeLong检验比较各参数诊断效能(AUC)间的差异。统计显著性检验均为双尾检验,以P0.05)。表1mVI阳性组和mVI阴性组肝细胞癌患者的临床特征比较性别例(%)男女42(75.0)14(25.0)40(76.9)12(23.1)0.055a0.815肝硬化例(%)例数无5619(33.9)5223(44.2)1.204a0.272乙肝病毒感染例(%)(岁,s)无52.7 12.926(46.4)54.2 10.723(44.2)0.653h0.05340.5150.819AFP例(%)有 200 ng/mL37(66.1)27(48.2)29(55.8)27(51.9)0.148a0.700COV-1.788强化方式（富血供：1,乏血供：0)。联合诊断得分的ROC曲线分析表明，AUC为0.7 53(9 5%CI0.6580.8 47)（P 0.0 0 1），诊断敏感度7 8.6%，特异度6 5.4%，阴性预测值7 3.9%，阳性预测值7 1.0%，准确率7 2.2%。联合诊断的AUC与其他各定量指标的AUC行DeLong检验,差异均有统计学意义（均P200 ng/mL(mm,xs)29(51.8)65.6 37.125(48.1)55.031.8-1.599h0.113Child-Pugh B14(25.0)13(25.0)528.组别mVI阳性组mVI阴性组统计值P值组别mVI阳性组mVI阴性组统计值P值注：mVI为微血管侵犯，18 F-FDG为18 F-氟代脱氧葡萄糖,SUVmx为肿瘤最大标准摄取值，SUVmean为肿瘤平均标准摄取值，SUVruive为肝组织最大标准摄取值，SUVamemJher为肝组织平均标准摄取值，MTV为肿瘤代谢体积，TLG为肿瘤糖酵解总量，COV为变异系数。“为t值，为Z值。参数SUVmainSUVm/SUVmaxlierSUVmea/SUVman lierMTV(cm3)TLGSUVm/SUVmaulierCOV(%)注：18 F-FDG为18 F-氟代脱氧葡萄糖，mVI为微血管侵犯，SUVmx为肿瘤最大标准摄取值，SUVmean为肿瘤平均标准摄取值，SUVmmuJier为肝组织最大标准摄取值,SUVmmuiner为肝组织平均标准摄取值，MTV为肿瘤代谢体积,TLG为肿瘤糖酵解总量，COV为变异系数。例(%）强化方式动脉期病灶内血管造影征组别例数富血供乏血供mVI阳性组5612(21.4)44(78.6)mVI阴性组5231(59.6)21(40.4)值16.408P值0.001注：mVI为微血管侵犯。学检查方法。一般肿瘤细胞恶性程度越高,其低葡萄糖-6-磷酸酶活性导致去磷酸化程度越低,表现为18F-FDG摄取增高并在细胞内沉积。多项研究表明，18F-FDG PET/CT可用于术前预测HCC 的mVI1-17。本研究表明,mVI阳性HCC患者的SUVmean、SU Vma l/指标高于mVI阴性患者,且两者差异有统计学意义，但ROC曲线显示其诊断能力有限（AUC:0.6350.647);SUVmx易受噪声影响，且无法反映肿瘤的整体代谢水平,SUVmx在预测mVI方面价值有限。而基中国中西医结合影像学杂志2 0 2 3年9 月第2 1卷第5期表2 mVI阳性组和mVI阴性组肝细胞癌18 F-FDGPET/CT定量参数比较SUVm例数(s)567.8 7.0525.8 4.5-1.797a0.075MTV例数cm,M(Qi,Qu)5679.4(10.8,208.4)5220.5(3.0,130.0)-2.036h0.042*表318 F-FDGPET/CT定量参数预测肝细胞癌mVI阳性诊断效能AUC(95%CI)0.656(0.5520.759)0.635(0.5300.740)0.642(0.5360.748)0.614(0.5150.706)0.635(0.5360.725)0.647(0.543 0.752)0.673(0.5700.776)表4mVI阳性组和mVI阴性组肝细胞癌MRI动态增强扫描定性参数比较有8(14.3)11(21.2)0.8770.349SUVmu(xs)4.6 2.13.6 1.9-2.480a0.015TLGM(QL,Qu)307.5(33.7,1 095.0)67.8(9.1,457.5)-2.411b0.016*P值0.0050.0150.0110.0370.0130.0080.002无48(85.7)41(78.8)于肿瘤体积的定量分析代谢参数MTV和TLG更能反映肿瘤的整体代谢水平，在恶性肿瘤预后评估方面的价值越来越受到重视。在Jiang等18 的研究中发现,mVI阳性组和复发HCC的MTV和TLG指标均高于mVI阴性组和无复发的HCC。本研究发现,mVI阳性HCC患者肿瘤的体积代谢指标MTV、T LG 均高于阴性组,且差异有统计学意义，与Jiang等18 的研究一致,但与王玉涛等17 的研究不同,这种差异可能与设置的SUV阈值有关。因此,基于肿瘤体积的定量分析代谢参数MTV、T LG 预测HCC的mVI的价SUVm/SUVmu ier(xs)3.63.42.52.0-2.12140.036SUV/SUVmeaulier(xs)4.6 4.13.1 2.4-2.273a0.025敏感度(%)58.953.658.960.748.253.657.1肿瘤边界光滑不光滑29(51.8)27(48.2)35(67.3)17(32.7)2.6910.101M(Qi,Qu)2.3(1.4,3.5)1.6(1.3,2.2)-2.539b0.011COV(%,xs)23.6 10.218.4 11.2-2.563a0.012特异度(%)阅值73.13.875.02.773.11.961.531.080.8544.976.93.575.020.6动脉期病灶周围肝实质异常灌注有无18(32.1)38(67.9)16(30.8)36(69.2)0.0240.878中国中西医结合影像学杂志2 0 2 3年9 月第2 1卷第5期529.LCdb0.80.60.40.22cd图1无微血管侵犯肝细胞癌的MRI及18 F-氟代脱氧葡萄糖(18 F-FDG)PET图像注：图1a为T,WI,图1b为T,WI,图1c为MRI动脉期增强扫描；图1d为18 F-FDGPET;肿瘤位于肝VVI段，边界清楚，明显强化，肿瘤最大标准摄取值（SUVmx)4.4,变异系数（COV)为12.1%图2 肝细胞癌伴微血管侵犯的MRI及18 F-FDGPET图像注：图2 a为T,WI,图2 b为T,WI,图2 c为MRI动脉期增强扫描；图2 d为18 F-FDCPET;肿瘤位于肝I段，边界不清楚，乏血供，肿瘤SUVmx7.2,COV为2 4.9%图3多模态影像预测肝细胞癌微血管浸润的ROC曲线注：SUVmean为平均标准摄取值，MTV为肿瘤代谢体积,TLG为肿瘤糖酵解总量曲线来源SUVmonSUVm/SUVmochrSUV/SUVaoruhrCOV多参数MTVTLG一参考线0.20.61-特异度0.8值有待进一步观察。肿瘤细胞的异质性在很大程度上影响疗效和预后。18 F-FDGPET/CT可检测肿瘤细胞对FDG摄取的异质性。本研究中提出的肿瘤FDG摄取异质性参数COV定义为肿瘤VOI中SUVmx的标准差与SUVmeaml比值的百分数，在临床实践中简便易行，且与其他方法所测得的异质性有很好的相关性，已用在多种肿瘤的预后评估及疗效预测中11-12 。本研究发现,mVI 阳性组HCC 患者肿瘤的 COV高于mVI 阴性,差异有统计学意义,ROC曲线显示其诊断效能在定量指标中最高（AUC0.673）。m V I 阳性组HCC患者具有较大的COV值,推测可能与肿瘤内存在mVI导致肿瘤局部血流灌注状态、乏氧状态、肿瘤细胞代谢水平异质性增加相关。为进一步提高术前预测HCC mVI的效能,本研究尝试联合MRI检查进行多模态、多参数预测；结合前期的研究文献13-14,将MRI 增强扫描的定性参数纳入统计,结果显示肿瘤强化方式在2 组间差异有统计学意义(P0.05）。m V I 阳性HCC以乏血供多见，mVI阴性HCC则以富血供为主，说明肿瘤内部存在mVI,使局部血流灌注减少,肿瘤缺血缺氧程度加重,导致坏死等。因此,以COV和肿瘤MRI强化方式2 项指标联合诊断，可提高术前预测mVI 的诊断效能。本研究存在的不足：运用影像学定量和定性指标评价肿瘤内部的异质性具有一定的局限性，且定性指标的评价具有主观性；运用影像组学评价组织的异质性，深度挖掘肉眼无法区分的图像特征，能更全530.面、准确地反映组织细胞的病理生理改变19-2 0 。肿瘤的大小、AFP、血小板与淋巴细胞比值等2 1 是HCC患者并发MVI的独立危险因素，本研究未行多因素分析。患者的生存数据还需进一步随访分析。总之,术前18 F-FDGPET/CT和MRI能有效预测HCC患者并发mVI,联合运用多模态、多参数指标能有效提高术前预测效能,对指导HCC患者临床治疗决策和改善预后有积极的临床意义。参考文献1 SUNG H,FERLAY J,SIEGEL R L,et al.Global cancerstatistics 2020:GLOBOCAN estimates of incidence andmortality worldwide for 36 cancers in 185 countriesJJ.CA Cancer J Clin,2021,71(3):209-249.2郑荣寿，孙可欣，张思维，等2 0 15年中国恶性肿瘤流行情况分析J.中华肿瘤杂志，2 0 19,41(1)：19-2 8.3 OCHIAI T,IKOMA H,OKAMOTO K,et al.Clinicopatho-logic features and risk factors for extrahepatic recurrencesof hepatocellular carcinoma after curative resection J.World J Surg,2012,36(1):136-143.4 JONASS,BECHSTEIN W O,STEINMULLERT,et al.Vas-cular invasion and histopathologic grading determine 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