腎癌功能影像診斷研究進展

腎細胞癌簡稱腎癌，是起源于腎實質小管上皮系統且最為常見的一類腎臟原發惡性腫瘤，大約占腎臟惡性腫瘤的85%，其發病率與死亡率在近20年來有逐年升高的趨勢[1]。常見的腎癌組織學類型有3種，即透明細胞癌、乳頭狀細胞癌和嫌色細胞癌，第一種為最常見的亞型，占所有腎臟惡性腫瘤的70%～80%[2，3]。腎癌主要以腹部腫塊、血尿及腎區疼痛為原發癥狀就診，而部分患者可因無明顯臨床表現而延誤治療。針對腎癌，根治性腎切除依然是目前腎癌的主要治療手段，而通過各種功能影像檢出腎癌，并對其定性定量分析，準確評價患者腎功能，以此指導臨床選擇相應術式進行治療，從而達到早發現、早治療、良預后的臨床診療目的。

1 CT功能成像

1.1 CT能譜成像 CT能譜成像利用雙源能量成像，是近年來CT成像技術的重大革新，與常規CT成像相比，其除了能夠獲取常規混合能量影像之外，還能夠利用單源80kVp和140kVp兩組電壓的瞬時切換，獲取40～140keV能量范圍內的101組單能量影像以及物質分離影像等，并能夠實現原始數據的能譜解析，進而得到多參數成像。單能量成像能夠最大程度保留圖像的原始數據，改善成像質量和噪聲比、除去偽影，更加客觀真實地顯示病灶，使得微小病灶也能被發現[4]。基于能譜曲線、物質分離成像及單能量成像等成像技術優勢，CT能譜成像可以對腫瘤的起源、定位定性、分期乃至腫瘤的病理分級進行量化分析，并探取其中規律，應用前景廣闊。

1.1.1 腎癌Fuhrman病理核分級及分型 腎細胞癌依據細胞核形態及核仁比例，Fuhrman將腎癌分為四個等級。影響腎細胞癌預后的重要獨立因素是核分級，對于透明細胞癌來說，其分級大小和分化程度及預后均呈負相關[5]。相關研究表明，腎癌分級越高，其分化程度越低，腫瘤的惡性度也就越高。分化程度越高的腫瘤血管內皮生長因子表達越多，腫瘤的血管網絡發達，呈膨脹性乃至侵襲性生長，呈富血供明顯增強表現。部分類型腎癌CT增強特征明顯且易于診斷與鑒別，但其中不乏表現不典型者，常規CT難以區分，而能譜多參數分析卻能夠發揮重要作用。國內外相關報道指出[6，7]，CT能譜成像能夠借助其特有的成像優勢，針對腎癌病灶進行多參數定量分析，對常見腎癌亞型的診斷與鑒別診斷有很大臨床價值。

1.1.2 腎透明細胞癌與乏脂型腎錯構瘤鑒別診斷 腎平滑肌脂肪瘤（Renal Angiomyolipoma，RAML）又被稱之為腎錯構瘤，有經典型腎AML和上皮樣腎AML（Epithelioid Angiomyolipoma，EAML）兩種類型。經典型RAML由不同比例的脂肪、血管及平滑肌組織組成，腎癌與經典型RAML較容易鑒別，CT成像上可根據其特征性低密度脂肪影確診。EAML以上皮增生為主、缺乏脂肪成分，并可見不同程度及范圍的囊變、壞死，由于缺乏特征性的影像表現，因此EAML與腎癌鑒別較為困難。趙娜等[8]研究認為在腎癌和乏脂型腎血管平滑肌脂肪瘤的鑒別診斷方面，CT能譜多參數成像發揮了一定的作用。馬光明等[9]通過對經病理證實的三十多例病例的CT能譜數據多參數分析，指出脂基值（平掃脂水濃度）和皮髓兩期標準化碘濃度（Normalized Iodine Concentrations，NIC）（NIC= 病灶碘濃度/同層主動脈碘濃度）的差值對乏脂型腎血管平滑肌脂肪瘤和腎癌鑒別均具有較高的敏感性及特異性。李雪霜[10]在其2016年的研究中指出，在乏脂性腎血管平滑肌脂肪瘤與腎透明細胞癌鑒別診斷中，能譜CT碘含量及標準化碘濃度是兩者重要的鑒別要點。

1.2 CT灌注成像 CT 灌注成像（CT perfusion imaging，CTPI）是一種非介入式且較為可靠的功能成像方式，灌注成像可大致地反映腎臟的總體功能狀態，且能夠定量的反映腫瘤微循環血流的灌注情況，直觀地評價腫瘤的血流動力學變化，在腎癌的影像診斷及部分腎癌亞型的鑒別診斷中作用巨大。近年來CTPI多應用于腎癌與腎盂癌以及乏脂型腎血管平滑肌脂肪瘤的鑒別診斷。張旭輝等[11]研究指出乏脂型腎錯構瘤的灌注值一般相對較低，并且通過對腎癌組及腎錯構瘤組兩組的灌注數據比較，發現后者的血流量（BF）、血容量（BV）、表面通透性（PS）值均低于前者，僅平均通過時間（MTT）值高于前者，且差異顯著。劉肖等[12]通過總結大量病例數據認為CT灌注多參數分析對腎癌、腎盂癌及乏脂型腎血管平滑肌脂肪瘤的鑒別診斷能效較高，有很大的應用前景。CTPI可以反映腫瘤內部血管生成情況，一般血管生成的多少與腫瘤的惡性程度呈正比，因此CTPI對腎臟腫瘤的良惡性鑒別有重要參考價值。王曉彤等[13]選取經病理證實的78例腎臟惡性腫瘤及50例腎臟良性腫瘤分別作為惡性腫瘤組及良性腫瘤組，并以30例無腫瘤體健者作為對照組進行對比研究，經過對以上各組CTPI多參數的定量分析對比，總結得出對照組健康者的腎皮質的BF及BV值明顯低于良、惡性腫瘤組患者，而腎皮質PS值卻高于另外兩組，這可作為臨床判斷腫瘤惡性程度的參考依據。CTPI對部分常見腎癌亞型及不同級別的腎癌也具有一定的鑒別診斷價值，大量研究指出透明細胞癌較非透明細胞癌部分灌注參數值高。Chen等[14]指出，就BF及BV平均值而言，相較于乳頭狀細胞癌及嫌色細胞癌，腎透明細胞癌明顯更高，而PS三者差異不顯著。在腎癌分級方面，腎癌的級別越高，其惡性程度也就越高，CT灌注相應的也就越高。但CTPI的不足之處在于其無法規避高劑量輻射損傷以及一定程度的造影劑腎損害，對于腎功能存在問題的患者實施起來有一定風險，另外CTPI對于儀器設備及影像質量均有較高要求，這也限制了其臨床的廣泛使用。

2 MRI功能成像

2.1 DWI 擴散加權成像（diffusion -weighted imaging，DWI）是一種可檢測活體組織細胞內水分子擴散運動的功能成像方式，具有無創和可重復的優點，其能夠對水分子擴散狀態進行檢測，繼而評估活體組織細胞的機能狀態，最終利用表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）對病變進行定位及定性。在腎臟腫瘤研究方面，有報道認為[15，16]，由于范圍為600～1 000s/mm2的b值可有效減少微循環灌注對ADC值影響，因此這個范圍內的b值最適宜腎臟腫瘤的研究。基于兩b值單指數分析的DWI對透明細胞癌及非透明細胞癌的鑒別診斷及腎透明細胞癌的分級存在一定研究價值。整體看來，透明細胞癌ADC值一般高于非透明細胞癌，這對于腎癌常見亞型鑒別有一定價值，并且這一結論在Notohamiprodjo等[17]的研究中也得到了驗證。耿莉等[18]也在其研究結果中指出透明細胞癌的ADC值高于非透明細胞癌，ADC值對兩者的鑒別作用明顯。因此，針對ADC值的研究對腎癌亞型的鑒別非常必要。在ADC值與腎透明細胞癌（clear cell renal cell carcinoma，CCRCC）分級的相關研究中，大量研究表明隨著ADC值降低，CCRCC的分級升高，組織分化程度降低。Mytsyk等[19]通過對126例CCRCC患者的ADC值比較，認 為CCRCC的組織分化程度隨著ADC值減小而逐漸降低。另外，實性腎癌較囊性腎癌，其ADC值一般也相對較低。

2.2 DCE-MRI 動態對比增強磁共振成像（dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI）是一種無創且較為理想的功能性磁共振成像方式，在磁共振平掃及動態對比增強的基礎上，利用藥代動力學數學模型計算出微血管通透性相關的定量參數，便可反映腎臟腫瘤的血流分布及變化情況，進而提高腎腫瘤定性診斷和鑒別診斷的準確性。

2.2.1 半定量分析 半定量分析指通過選用適宜的時間—信號強度曲線（time intensity curve，TIC），根據曲線的類型及其所反映的病灶增強前后信號強度的變化情況，可較為直觀地反映病灶強化特點及血流動力學改變，并以此為依據對病灶進行影像學診斷。

Yabuuchi等[20]將TIC曲線分為3種：持續型、平臺型和流出型。腫瘤組織內的增強對比劑由血管內滲出到細胞外血管外間隙（extravascular extracellular space，EES），血管管壁的通透性和血流量大小對滲出率起決定性作用，病灶的血流灌注情況與其所在區域的血管壁通透性及微血管密度息息相關。DCE-MRI通過測量相關生理參數，即最大增強斜率、強化百分比、曲線下面積和達峰時間等，可得到病灶血管通透性和血流灌注兩方面的信息。王喜軍等[21]對21例腎癌患者的總結發現，不同腫瘤強化方式存在差異，且與腫瘤血液動力學改變及病理特點有較為緊密的聯系。Hebert等[22]研究指出，透明細胞癌各期信號強度變化的百分值相較于研究組內的非透明細胞癌要高。

2.2.2 定量分析 DCE-MRI定量分析參數主要包括：Ktrans（容量轉移常數）、Kep（速率常數）和Ve（細胞外血管外間隙容積），利用這些參數能夠實現腎癌的多參數定量分析，為不同亞型腎癌診斷及鑒別診斷提供新的思路。近年來，國內外相關研究[23]發現非腎透明細胞癌Ktrans值小于腎透明細胞癌，且差異顯著，這證實Ktrans值在兩者的診斷及鑒別診斷中存在一定價值。叢欣瑩[24]分析了53例腎透明細胞癌和8例非透明細胞癌，指出兩者的Ve值存在較大差異，且腎透明細胞癌此值較高，這一結論某種程度上表明腎臟非透明細胞癌的組織細胞結構較透明細胞癌更為緊湊，致使血管通透性及單位體積組織的血流灌注較后者差。國內外目前就Kep值的相關研究還相對較少，雖然部分學者認為Kep能反映腫瘤在接受抗腫瘤藥物治療后血流動力學改變及細胞增殖活性的改變，但其應用價值及診斷效能有待進一步擴大樣本發掘研究。

2.3 DTI彌散 張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）以DWI為成像基礎，同時依據水分子在不同組織細胞中分散具有各向異性而實現的一種成像方式，DTI在反映三維空間內組織內水分子的彌散特性的同時還能夠對其定量分析，其分析各向異性常用的參數主要包括：部分各向異性（fractional anisotropy，FA）、相對各向異性（relative anisotropy，RA）、容積比指數（VR）和平均擴散率（MD）等。DTI可以顯示各種疾病對于白質纖維束的損傷程度及范圍，最早用于神經系統，現逐漸應用于肝臟等實質性臟器，但DTI在腎臟腫瘤中的應用較少。Notohamiprodjo 等[25]研究認為FA值不能有效分辨腎癌病灶與正常腎實質，其原因在于腎癌FA值有較大變化幅度的同時又沒有具體且有效的參照標準，對腎癌病灶敏感性較差。葉靖等[26]則認為正常腎髓質的FA值顯著高于腎癌，和腎皮質相比略低但無明顯差異。除此之外，有研究表明，實性腎癌和囊性腎癌相比FA值有較為明顯的升高。腎癌DTI圖像可清晰顯示腫瘤與正常腎實質的結構差異，相應癌區纖維束中斷，其應用價值突出。

3 超聲成像

超聲成像是一種無創且可重復的檢查方式，具有價格相對低廉、操作簡便等優勢，因此常用于腎臟腫瘤的常規篩查。其成像技術多種多樣，最為常用的主要是超聲多普勒血流成像、超聲造影以及超聲彈性成像。超聲多普勒血流成像應用最為廣泛，它的出現使得腎癌病灶血流灌注的實時動態觀察成為可能，并且可根據部分血流動力學參數對腎癌病灶的血流灌注進行評價。超聲造影（contrastenhanced ultrasonography，CEUS）利用與紅細胞直徑相近的造影劑“微泡”，可清晰顯示腎臟各級血管及鄰近組織血管，使腫瘤及周圍組織血流灌注情況一目了然，因而其對腎占位的診斷作用突出。超聲造影增強模式對于腎腫瘤良惡性鑒別意義巨大，國內外有研究指出腎惡性腫瘤多表現為高增強、不均勻增強，消退迅速，反之，良性腫瘤則以低增強、均勻增強為主，消退緩慢[27，28]。Barr等[29]通過對大量腎占位病例數據的研究分析，指出超聲造影對腎占位良惡性的診斷敏感性（100%）及特異性（95%）較高，診斷效能較好。CEUS顯示的假包膜（腎癌的重要診斷依據），可作為腎癌與腎血管平滑肌脂肪瘤的鑒別要點[30]。另外，黃備建等[31]通過對343例腎癌患者研究發現，就皮質期、達峰值回聲和實質期的具體情況而言，腎乳頭狀癌與腎透明細胞癌差異顯著，證實CEUS對腎癌亞型鑒別亦具有一定價值。超聲彈性成像是一種前沿性的成像方式，由于分子結構的不同會導致組織彈性的差異，利用超聲對組織激勵，便可得到與組織彈性相關的參數，后通過對不同組織相應的彈性系數及受壓形變前后射頻信號的分析處理，將其轉換為實時彩色圖像，就可獲取病變組織的彈性及成分等信息，這就為某些病變的診斷提供了新的可行性。

4 核醫學成像

4.1 PET/CT顯像 PET/CT顯像（正電子發射計算機斷層顯像）是以正電子核素作為示蹤劑實現功能顯像的一種成像方式，可真實反映病灶及全身各內臟器官的功能狀態，其對病灶的敏感性較常規檢查更高。PET/CT示蹤劑18F-氟脫氧葡萄糖（18F-FDG）經腎臟代謝，正常腎實質與腎癌均表現為放射性濃聚，腎癌不易顯示，導致腎癌檢出率較低，另外，腎癌與部分腎臟良性病變放射性濃聚表現存在交叉，因此其臨床應用較為局限。PET/CT主要應用于腎癌定性分期、淋巴結與遠處轉移灶檢出及預后評估等方面。Nakanishi等[32]利用11C-膽堿PET/CT和 FDG PET/CT顯像，對28例腎癌患者進行對比研究，指出11C-膽堿PET/CT較FDG PET/CT對腎癌病灶的敏感性、準確性及特異性均明顯提高，且對全身實質臟器轉移灶及轉移淋巴結的診斷優勢較大。近年來，有研究發現腎癌患者脂肪酸代謝異常增高[33]，而18F-氟乙酸鹽（18F-fluoroacetate，18F-FAC）與脂肪酸合成酶具有良好的相關性，能夠監測體內脂肪酸代謝的動態變化，因此18F-FAC診斷腎癌的靈敏度較18F-FDG高。另外，最新研究顯示[34]，18F-FAC PET/CT對低級別腎癌的檢出率也顯著高于18F-FDG顯像，且兩者聯合應用對腎臟腫瘤的分級也有一定價值。

4.2 核素腎動態顯像 核素腎動態顯像可動態了解腎臟血流的灌注情況、腎小球的濾過以及泌尿系統的結構和功能等，且對腎功能綜合評估也很有幫助。國外相關研究發現，根治性腎切除是發生慢性腎病的重要危險因素，因此術前腎功能準確評估尤為重要。多項研究顯示核素腎動態顯像能夠同時準確、可靠評價總腎和分腎功能[35，36]。目前，99mTc-DTPA廣泛應用于核素腎動態顯像，可對腎小球濾過率進行推算測定，能夠為腎功能受損的臨床量化分析提供一定參考依據，有助于其個體化手術方式及治療方案的制定及實施[37]。在腎癌分型方面，核素腎動態顯像也有一定鑒別價值，有學者指明直徑＞4cm的腎癌，非透明細胞癌早期充盈率明顯低于透明細胞癌。

5 小結

現階段功能醫學成像主要以腎功能變化及其形態學特征為依據對腎癌做出術前診斷，功能醫學成像是普通檢查技術的重要補充手段，其對于腎癌診斷具有較大優勢，例如能譜CT成像可減少輻射劑量并實現多參數分析，超聲造影及CTPI根據病灶血流灌注情況對腎腫瘤良惡性及部分腎癌亞型進行鑒別，MRI功能成像及PET/CT顯像能夠從功能代謝水平對腎癌綜合評估。但其也存在一定不足，例如CTPI的輻射損傷，超聲造影及CTPI的腎損害，MRI及PET/CT的高昂價格等，因此我們要取長補短，將多種功能成像有機結合，達到精準診斷腎癌的目的。隨著時代與醫療技術的蓬勃發展，功能影像技術日臻完善，其在腎癌術前診斷、鑒別診斷及腎功能評估等方面的應用前景值得期待。