孔源李文美龍莉玲彭鵬張靈雷毅武

作者單位：530021 南寧1廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院放射科；2廣西醫(yī)科大學研究生院

組織四維動態(tài)增強磁共振成像灌注參數(shù)與肝癌微血管密度相關性研究

孔源1，2李文美1龍莉玲1彭鵬1張靈1雷毅武1

作者單位：530021 南寧1廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院放射科；2廣西醫(yī)科大學研究生院

目的 探討組織四維動態(tài)增強（tissue 4 dimensional-dynamic contrastenhanced，T4D-DCE）磁共振成像（MRI）灌注參數(shù)在評估原發(fā)性肝癌（primary liver cancer，PLC）微血管密度（microvessel density，MVD）中的價值。方法 51例PLC患者行T4D-DCEMRI成像，并用Tissue-4D軟件分析病灶和正常肝組織的灌注參數(shù)：轉運常數(shù)（Ktrans）、血管外細胞外間隙體積百分比（Ve）、速率常數(shù)（Kep），將病灶灌注參數(shù)和正常肝組織灌注參數(shù)的比值作為病灶相對灌注參數(shù)與病理結果進行對比。結果 各灌注參數(shù)與PLC病理等級均無相關性（P＞0.05）。Ktrans病灶、Ktrans相對、Kep相對與MVD均存在正相關（r=0.533、0.791、0.717，P＜0.001）。結論T4D-DCE能直觀反映PLC的血流灌注信息，在診斷PLC及評估PLC微循環(huán)特征中具有重要參考價值。

肝腫瘤；組織四維動態(tài)增強磁共振成像；微循環(huán)；灌注參數(shù)

原發(fā)性肝癌（primary liver cancer，PLC）是我國常見的惡性腫瘤之一，死亡率居惡性腫瘤第二位，僅次于肺癌［1］。微血管密度（microvessel density，MVD）是衡量腫瘤內血管多少的指標，與腫瘤的生長、浸潤、轉移及療效評定等有密切關系。組織四維動態(tài)增強（tissue 4 dimensional-dynamic contrast enhanced，T4DDCE）磁共振成像（MRI）是近年開發(fā)的新技術，該技術利用T1加權動態(tài)增強掃描快速連續(xù)獲取組織增強的三維容積信息及其與四維時間信息的關系（時間-信號強度曲線關系）而獲取血流的灌注數(shù)據(jù)，定量分析組織的微循環(huán)情況［2］，給診斷及鑒別診斷PLC提供了有效的方法［3］。本研究應用T4D-DCEMRI對PLC患者進行檢查，將灌注參數(shù)與病理結果進行對比分析，探討其與PLCMVD的相關性。

1 材料與方法

1.1 研究對象

51例經病理學檢查證實的PLC患者接受T4D-DCE MRI檢查，其中男性42例，女性9例，年齡25～68歲，平均年齡（48.6±9.5）歲。

1.2 儀器與方法

使用Siemens Magnetom Verio 3.0TMRI成像儀，6通道腹部相控陣線圈，釓噴酸葡胺（Gd-diethylenetriamine pentaacetic acid；Gd-DTPA）對比劑。用腹帶限制患者腹式呼吸并叮囑盡可能小幅度平穩(wěn)呼吸。常規(guī)平掃后，采用T4D-DCE行動態(tài)增強，參數(shù)：三維容積采集快速梯度回波T1加權序列（3D-VIBE-T1WI），TR=4.1ms，TE=1.4 ms，F(xiàn)OV=320mm×291 mm，矩陣=288×183，層厚=3.6 mm，層間隔=0，激勵次數(shù)=1，翻轉角為9°，動態(tài)周期數(shù)=30，8.5 s/每期，共4min 15 s。動態(tài)增強前行3期平掃，翻轉角分別為3°、9°、25°，其余參數(shù)一致，用于計算T1-Mapping。啟動T4D-DCE掃描后于第2周期末注射對比劑Gd-DTPA，劑量0.1mmol/kg體重（約0.2 mL/kg體重），注射速3 mL/s。T4D-DCE掃描全程屏氣，期間可快速輕微胸式呼吸換氣。

1.3 圖像處理及數(shù)據(jù)測量

在Siemens后處理工作站，用Tissue-4D軟件中的Tofts雙室模型進行分析。分別測量病灶實體組織的容積灌注參數(shù)：轉運常數(shù)（Ktrans）、血管外細胞外間隙體積百分比（Ve）、速率常數(shù)（Kep），并取同層面另一肝葉正常組織為對照，測量其灌注參數(shù)。病灶的相對灌注參數(shù)為病灶灌注參數(shù)與對照組織灌注參數(shù)之比，即Ktrans相對=Ktrans病灶/Ktrans對照組織，Kep相對=Kep病灶/ Kep對照組織，Ve相對=Ve病灶/Ve對照組織。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行處理，計量資料用均數(shù)±標準差（±s）表示。PLC的灌注參數(shù)與肝癌病理等級的相關性用Spearman秩相關檢驗，PLC的灌注參數(shù)與MVD的相關性用Pearson線性相關。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 病理組織學結果

51例PLC病理等級中，高分化10例，中分化34例，低分化7例；血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）陰性（-）22例，低度表達（+）25例，中度表達（++）4例，高度表達（+++）0例。

2.2 灌注參數(shù)與PLC病理等級的關系

51例PLC患者的病理等級與T4D-DCE灌注參數(shù)經Spearman秩相關檢驗，Ktrans病灶、Kep病灶、Ve病灶、Ktrans相對、Kep相對及Ve相對與PLC病理等級均無相關性。見表1、表2。

表1 51例PLC患者病灶灌注參數(shù)與病理等級的相關性（±s）

表1 51例PLC患者病灶灌注參數(shù)與病理等級的相關性（±s）

病灶灌注參數(shù) 高分化（n=10） 中分化（n=34） 低分化（n=7） r P Ktrans病灶（min-1） 0.403±0.080 0.508±0.143 0.457±0.172 0.158 0.269 Kep病灶（min-1） 1.128±0.509 1.444±0.631 1.267±0.805 0.080 0.576 Ve病灶0.424±0.192 0.405±0.143 0.494±0.221 0.117 0.414

表2 51例PLC患者相對灌注參數(shù)與病理等級的相關性（±s）

表2 51例PLC患者相對灌注參數(shù)與病理等級的相關性（±s）

相對灌注參數(shù) 高分化（n=10） 中分化（n=34） 低分化（n=7） r P Ktrans相對2.704±0.731 3.455±1.466 3.255±1.750 0.126 0.380 Kep相對0.372±0.092 0.574±0.267 0.578±0.426 0.221 0.119 Ve相對7.433±1.894 6.988±2.696 6.482±0.951 -0.133 0.351

2.3 灌注參數(shù)與MVD的關系

51例PLC患者的T4D-DCE灌注參數(shù)與MVD的相關性經Pearson線性相關分析，Ktrans病灶與MVD存在正相關（r=0.533，P＜0.001）；Kep病灶與MVD無線性相關（r=0.219，P=0.123）；Ve病灶與MVD無線性相關（r=0.150，P=0.295）；Ktrans相對與MVD存在正相關（r=0.791，P＜0.001）；Kep相對與MVD存在正相關（r=0.717，P＜0.001）；Ve病灶與MVD無線性相關（r=-0.155，P=0.278）。

3 討論

肝臟組織有三個間隙，即血管內間隙、血管外細胞外間隙（extracellular extracellular space，EES）、細胞內間隙。由于對比劑Gd-DTPA不能進入細胞內間隙，我們選用雙室模型即血管內間隙和血管外細胞外間隙。通過這種血流動力學模型對比劑可以從血管內間隙滲透到EES，也可從EES回流入血管內間隙。整個動力學過程都可用數(shù)學模型建立，算出多個量化的灌注參數(shù)，反映血流速度和血管表面滲透能力等微循環(huán)功能［4］。本研究中T4D-DCEMRI的模型為Tofts單輸入雙室模型，主要有三個量化灌注參數(shù)：⑴對比劑容積轉運常數(shù)Ktrans，單位為min-1，代表對比劑從血管內的血漿到血管外細胞外間隙的速度，主要反映血流速度及血管表面滲透性，能直觀顯示腫瘤微血管通透性程度；⑵速率常數(shù)Kep，單位為min-1，代表滲透到血管外細胞外間隙的對比劑再次回流到血管內的通過率；⑶血管外細胞外容積比Ve，代表對比劑滲透到血管外細胞外間隙的容積與整個血管外細胞外容積的比值。三者關系為Kep=Ktrans/Ve［5-6］。

正常肝臟組織大約四分之三由門靜脈供血，四分之一由肝動脈供血，而PLC絕大部分由肝動脈供血。腫瘤的惡性程度越高，需要的營養(yǎng)物質和血供越多，腫瘤分化程度越低，腫瘤血供可能越豐富。有研究［7-8］表明，從高分化PLC進展到中分化PLC過程中，腫瘤組織的動脈供血確實逐漸增多。但Asayama等［9-10］用CT肝動脈造影研究PLC時，發(fā)現(xiàn)在中分化進展到低分化的過程中，動脈血供反而減少。因為腫瘤在高分化和中分化時以有氧代謝為主，在低分化時存在大量的無氧酵解［11］，使低分化時血供反而降低。以上研究提示灌注參數(shù)與PLC病理等級無相關性，與本研究結果一致。

MVD的大小反映腫瘤新生血管的多少，腫瘤新生血管管壁發(fā)育不成熟，通透性高［12］，根據(jù)這個理論可以預見Ktrans、Kep與MVD呈正相關。本研究中Ktrans病灶、Ktrans相對、Kep相對值與MVD呈正相關，但Ktrans相對、Kep相對的r值較Ktrans病灶大，具有更高的相關度。這可能是因為相對灌注參數(shù)排除了系統(tǒng)誤差的影響，更能反映病灶的實際情況。而影響Ve值大小的因素比Ktrans和Kep值復雜，還與EES的構成有關，所以Ve值與MVD無統(tǒng)計學意義上的相關性。

T4D-DCE可直觀反映PLC的血流灌注信息，在評估PLC微循環(huán)特征中具有重要參考價值，可為臨床進一步治療提供有效的參考。

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［2017-02-09收稿］［2017-03-23修回］［編輯 江德吉］

Correlation of m icrovessel density w ith tissue perfusion parameters determ ined using 4-dimensional dynam ic contrast-enhanced MRI in primary liver cancer

Kong Yuan1，2，LiWenmei1，Long Lingli1，Peng Peng1，Zhang Ling1，Lei Yiwu1（1Department of Radiology，the First Affiliated Hospital of GuangxiMedical University；2Graduate School of GuangxiMedical University，Nanning 530021，P.R.China）

LiWenmei.E-mail：liwenmei@126.com

Objective To study the value of 4-dimensional dynamic contrast-enhanced（T4D-DCE）MRI for evaluatingmicrovessel density in primary liver cancer.Methods T4D-DCEMRIwas used to examine 51 patients.The following perfusion parameters were compared between lesion tissue and normal liver tissue as a reference：transfer constant，Ktrans；volume of extravascular extracellular space per unit volume of tissue，Ve；and the rate constant，Kep.The ratios of parameter values between lesion and reference tissue were calculated，and compared with pathology results.Results The perfusion parameterswere showed no correlation with pathological grades.Lesion Ktrans correlated positively with microvessel density（r=0.533，P＜0.001），as did the Ktrans ratio（r=0.791，P＜0.001）and the Kep ratio（r=0.717，P＜0.001）.Conclusion T4D-DCEMRIcanmeasure blood perfusion in primary liver cancer and may be a useful tool for diagnosis and assessmentofmicrocirculation.

Liver neoplasms；4-dimensional dynamic contrast-enhanced MRI；Microcirculation；Perfusion parameters

R737.5

A

1674-5671（2017）02-03

10.3969/j.issn.1674-5671.2017.02.13

廣西壯族自治區(qū)教育廳高?？蒲兄攸c資助項目（ZD2014028）

李文美。E-mail：liwenmei@126.com