腎癌的多模態MRI研究進展

余薇，楊陽，鄔穎華

作者單位：成都中醫藥大學附屬醫院放射科，成都 610075

腎細胞癌(renal cell carcinoma，RCC)亦稱腎癌，是泌尿系統常見的惡性腫瘤之一，發病率逐年上升[1]。目前RCC的發病機制尚不清楚，認為主要與吸煙、肥胖、高血壓等有關[2]。早期癥狀多不典型，大部分患者甚至可無癥狀，晚期表現為無痛性肉眼血尿、腹部包塊、腰痛等，約30%的RCC患者在首診即已發生遠處轉移，失去最佳手術機會[3]。RCC缺乏特異性腫瘤標志物，因此其早期診斷主要依靠影像學檢查。多模態MRI檢查借助新技術在結構和功能成像層面分析疾病，可從分子水平為RCC的早期診斷及治療提供重要信息，筆者就多模態MRI在RCC中的研究進展進行綜述。

1 常規MRI在腎癌中的研究進展

MRI具有高軟組織分辨率，其能評估腫瘤的范圍、內部壞死程度及周圍組織受侵，為RCC的鑒別診斷及腫瘤分期提供依據。吳靜云等[4]研究顯示RCC患者中常規MRI參考下腔靜脈瘤栓長度、瘤栓與下腔靜脈壁分界是否清晰、瘤栓是否充滿下腔靜脈、瘤栓邊緣是否光滑及下腔靜脈壁正常信號是否改變，聯合診斷下腔靜脈壁受侵的敏感度和特異度為94.12%和79.49%，AUC為0.897。Ak?n等[5]研究顯示腎嗜酸細胞瘤T2WI信號強度及增強MRI廓清值明顯高于嫌色細胞癌，并認為T2WI聯合增強MRI有助于鑒別兩者。Rocco等[6]參考病理評分系統進行分級(i-Cap分級)，利用常規MRI評估RCC假包膜(pseudocapsule，PC)的侵襲性，根據影像學特征對PC浸潤性進行分級(MRI-Cap分級：0級，無假包膜；1級，假包膜清晰可見；2級，假包膜局部中斷；3級，假包膜明顯中斷)，結果顯示MRI-Cap與i-Cap分級一致性良好，其中對MRI-Cap2-i-Cap 2的敏感度及特異度最高，為0.94、0.95，可見常規MRI評估PC的侵襲性診斷指標較好，此外參考PC的MRI分級特征，還有助于外科醫生確定腎切除術最小切緣。

2 功能MRI在腎癌中的研究進展

2.1 擴散加權成像

2.1.1 MR擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)

DWI是目前檢測活體組織內水分子擴散運動的最簡單、方便的影像成像技術，通過單指數模型，來定量計算出反映組織內水分子擴散狀態的表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值。Hynek等[7]研究發現透明細胞型RCC(clear cell RCC，ccRCC)的ADC值較乳頭狀癌和嫌色細胞癌最 高(均 值 分 別 為1.365×10－3mm2/s、1.006×10－3mm2/s、1.068×10－3mm2/s)，有助于ccRCC和其他組織類型RCC鑒別。目前DWI越來越多的應用于腎臟病變的診斷，對于良惡性腫瘤、不同病理類型腎臟腫瘤間以及和其他疾病的鑒別診斷有重要價值[8-11]，例如ccRCC的T2WI以高信號、輕度高信號為主，DWI以高信號為主，乳頭狀RCC以T2WI輕度低信號為主，DWI以高信號為主，利用DWI聯合T2WI可對小RCC亞型的進行鑒別診斷[12]。DWI從微觀結構監測不同病變的水分子擴散運動，為臨床鑒別良惡性腫瘤及RCC不同病理亞型提供了重要依據，減少良性腫瘤不必要的腎臟切除術。

2.1.2 擴散加權成像體素內不相干運動(intravoxelincoherent motion，IVIM)

IVIM成像技術是一種將擴散和血液灌注作用進行分離的擴散新技術，基于雙指數模型，在b值較低的情況下，微血管的灌注情況對DWI圖像的影響更大，在b值較高的情況下，水分子的真實擴散運動對DWI圖像的影響更大。IVIM補充了血流在微血管網中灌注情況對DWI的影響，能夠更加準確地反映病變的微觀病理變化，為疾病的診斷及預后評估提供重要信息[13]。D代表擴散系數，可反映病變組織內真實水分子的擴散效應，D*為假性擴散系數，是病灶內灌注成分所致的擴散效應。f為灌注分數，反映病變內流經毛細血管血液的容積分數。有學者研究顯示D和D*值與ccRCC的分級負相關，f值和分級正相關，D*和f鑒別高級別和低級別ccRCC的準確性較高，AUC值分別為0.873和0.793[14]。但也有學者研究顯示D*和f無法區分高級別和低級別ccRCC[15]。Cong等[16]研究發現IVIM成像f值鑒別ccRCC和非ccRCC的敏感度和特異度分別為98.4%和75.0%。IVIM成像在評估RCC病理亞型及分化程度具有一定的可靠性，對預測腫瘤生物學行為有重要價值。

2.1.3 MR擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)

DTI是基于傳統擴散成像技術的新MRI成像技術，通過施加6個以上方向的擴散敏感梯度場，使其既可測量組織的擴散量，又可評價組織內水分子的各向異性[17]。在單指數模型基礎上，利用各向異性擴散張量重建組織微觀結構，從而在三維空間內能更全面地獲得體素內水分子的各向異性程度及擴散情況，常用的參數有平均擴散率(mean diffusivity，MD)及各向異性分數(fractional anisotropy，FA)。Feng等[18]研究表明ADC值、FA值與細胞密度呈負相關，病理分級與細胞密度正相關，當ADC值、FA值分別為1.003×10－3mm2/s和0.218 mm2/s，鑒別高級別和低級別RCC的準確性較高(AUC=0.864、0.931)。耿莉等[19]報道了關于DTI在腎臟實性腫瘤中的診斷和鑒別診斷，結果表明血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma，AML)的FA值高于ccRCC，ADC值低于ccRCC(P值均＜0.05)。Qiang等[20]研究多b值DTI成像，發現在b值為800，FA值為0.254×10.3 mm2/s時，鑒別ccRCC和乏脂肪型AML的敏感度和特異度最高(100%、73.3%)。利用DTI成像無創性鑒別腫瘤良惡性，避免了臨床上非必要的病理活檢和手術，對患者的治療和預后具有重要意義。

2.1.4 MR擴散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)

DKI是基于非高斯分布的DKI模型MRI成像技術，不僅能獲得常規的擴散指標，還可以獲得峰度指標，可以量化水分子擴散位移曲線和擴散的高斯分布偏差，在描述組織微觀結構優于傳統的擴散成像，常用的參數有平均擴散峰度(mean kurtosis，MK)、軸向擴散峰度(axial kurtosis，AK)、徑向擴散峰度(radial kurtosis，RK)等。目前多項研究表明DKI成像在區分高級別和低級別RCC有較高的診斷價值。Wang等[21]研究顯示高級別RCC的DKI成像峰度系數平均值高于低級別RCC(P＜0.05)，該參數鑒別高低級別RCC的效能較高，敏感度、特異度為分別為87.9%、80.0%，AUC值為0.889。Cao等[22]研究認為MK是DKI中評估RCC病理分級最有價值的峰度度量(ICC=0.923)。朱慶強等[23]研究發現峰度相關參數(MK、RK、AK)與病理分級正相關，MK和RK鑒別高低級別RCC的AUC值為0.923、0.926，MRI功能成像在腫瘤的診斷、生物學及治療方面有較大潛力，各種擴散模型亦有一定的局限性，不足以反映生物體內復雜的擴散過程。

2.2 血氧水平依賴磁共振成像(blood-oxygen-level-depentment MRI，BOLD-MRI)

BOLD成像是一種反映組織內血紅蛋白氧含量的MRI功能成像，可以評估組織內氧生物利用度。利用脫氧血紅蛋白作對比劑，監測組織中脫氧血紅蛋白含量改變與氧分壓的改變。Wu等[24]研究BOLD成像在預測腎癌部分腎切除術后腎功能的價值，聯合RCC同側腎皮質和腎髓質的T2值對預測術后腎功能的準確性大于Renal評分系統(AUC值分別為0.762、0.634)，張瑩瑩等[25]研究結果與其相一致。蔡利忠等[26]研究發現ccRCC中R2*值與HIF-2α呈正相關(P＜0.05)，高級別ccRCC的HIF-2α表達率明顯高于低級別腫瘤，BOLD成像R2*值在一定程度上有助于評估ccRCC的病理分級。

2.3 T1 mapping成像

T1 mapping成像是通過測量圖像體素中的T1值實現對生物組織的定量分析，T1值是組織細胞和細胞外基質的綜合反映，能夠對組織的病理變化直接進行量化，通過測量T1native和T1post值的變化，反映組織內對比劑的變化，并且操作簡單，掃描時間短。既往研究顯示T1 mapping可以無創評估心肌纖維化、肝臟纖維化等[27-28]。目前該成像技術已逐漸應用于腫瘤的組織分化程度及鑒別診斷的研究中。Wang等[29]研究發現T1native聯合T1native-post值鑒別高級別和低級別ccRCC的AUC值為0.912，T1native聯合T1post鑒別ccRCC與乏脂肪型AML的準確性較高(AUC值=0.956)。Lisa等[30]研究顯示基于細胞外體積分數的T1 mapping成像，可有效區分WHO/ISUP分級系統高級別和低級別ccRCC(AUC值為0.96)。T1 mapping成像通過定量測量組織中的T1值，在RCC的診斷及鑒別診斷中有著重要作用。

2.4 動脈自旋標記成像(arterial spin labeling，ASL)

ASL是MRI灌注新技術，具有完全非侵入性和無需外源性對比劑等優點，按成像方式分為連續式標記、脈沖式標記和偽連續式標記，目前偽連續式標記方式，因灌注均勻，高信噪比(signal noise ratio，SNR)，低 比 吸 收 率(specific absorption rate，SAR)和重復性好等特點在臨床應用最廣泛。ASL偽連續式標記成像，利用射頻脈沖標記層面血流中的氫質子，經過一定的延遲時間進入感興趣區進行血流交換，通過標記像和未標記像計算得出定量血流量。已有研究表明在動物模型(RCC移植瘤裸鼠)中，ASL可評估腫瘤在抗血管生成治療后的反應，可以無創檢測抗血管生成治療后腫瘤內血流的變化[31-32]。此外ASL在RCC患者索拉非尼治療早期可以預測后期治療效果，為臨床提供重要的療效評估信息，并對治療無反應者及時更改治療方案有重要意義[33-34]。在RCC射頻消融術后腫瘤切除完整性評估，ASL結合常規MRI有更高的準確性，獲得額外的血流灌注信息，可顯示腫瘤的破壞程度和復發，從而實現對RCC射頻消融術后評估更加精準[35]。此外ASL通過顯示血流灌注在鑒別腎臟良惡性腫瘤方面也有較大的優勢[36-37]。RCC患者在接受放射性射頻消融治療時，患側腎臟常不可避免功能受損，ASL可避免釓造影劑造成的腎毒性，因此在臨床應用中有較大的潛力。

2.5 磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)

MRS可以無創性對活體組織代謝、生化改變及化合物進行定量分析，在一定程度上提高了疾病診斷的特異性和敏感性[38]。Rachel等[39]研究正常腎臟和RCC間代謝與MRS成像差異，組織代謝研究結果顯示RCC組織中游離膽固醇和不飽和度脂肪酸均降低，MRS顯示RCC在5.4 ppm和1.3 ppm的峰高比較正常組織低19倍，這一比率可能是RCC的重要標志。新型抗血管生成藥物治療的方法可能會使腫瘤處于靜止狀態無體積縮小，過去主要通過測量腫瘤的大小評估療效，而MRS成像可以監測藥物引起的癌組織代謝、生化改變[25]。但MRS也有一定的局限性，目前MRS成像在臨床中并不作為一種常規影像檢查方法，圖像質量受很多因素的干擾，如掃描時間、掃描視野、呼吸產生的運動偽影等。

3 小結

RCC作為泌尿系統常見的惡性腫瘤，部分患者就診時已發生遠處轉移，錯失最佳手術時機，預后較差，因此明確診斷和治療尤為重要，充分合理利用多模態MRI可對RCC的解剖定位、血流灌注、組織代謝等提供詳細信息，無創性評估RCC的組織病理分期和分級，為指導臨床個體化治療提供重要依據。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。