非對稱回波的最小二乘估算法迭代水脂分離序列和彌散加權成像評估肝細胞癌Ki-67表達

王學東，陳 敏*，劉秀娟，于向榮， 王玲杰

[1.珠海市人民醫院(暨南大學附屬珠海醫院)放射科，2.病理科，廣東 珠海 519000]

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)預后較差，位居全球癌癥死亡率第四位、我國癌癥死亡率第三位[1]。Ki-67是由MKI-67基因編碼的核蛋白質，可反映腫瘤細胞增殖活躍程度，已用于免疫組織化學檢查多種系統疾病，如結直腸癌[2]、乳腺癌[3]、腦膠質瘤[4]、肺癌[5]及前列腺癌[6]等。Ki-67表達越高，HCC進展越快，預后越差[7]。彌散加權成像(diffusion weighted image, DWI)可評估多種疾病的Ki-67表達情況。采用非對稱回波最小二乘估算法迭代水脂分離序列(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation-iron sequence, IDEAL-IQ)可獲得R2*圖和脂肪分數(fat fraction, FF)圖，評估肝臟脂肪含量、鐵含量及磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(glypican-3, GPC-3)表達[8]；但目前少見采用IDEAL-IQ評估Ki-67表達的相關報道。本研究觀察IDEAL-IQ和DWI評估HCC Ki-67表達的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2019年1月—2020年10月40例于珠海市人民醫院術后病理確診的原發性HCC患者，男29例，女11例，年齡32～69歲，平均(54.2±8.9)歲。納入標準：①影像學及病理資料完整，術后免疫組織化學指標包含Ki-67；②無對比劑使用禁忌證；③術前均接受MR IDEAL-IQ和DWI檢查；③1個月內無輸血史；④無血色素沉積癥；⑤圖像無偽影或偽影較輕。檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 檢查前囑患者禁食、禁水4 h。采用美國GE Signa HDxt 3.0T MR超導型掃描儀，囑患者仰臥，雙臂上舉并抱頭，行腹部平掃，掃描范圍自膈頂至腎門水平；之后采用雙筒高壓注射器經肘靜脈以流率2～3 ml/s注射釓噴酸葡胺(拜耳醫藥)0.1 ml/kg，行肝臟容積加速采集(liver acquisition with volume acceleration, LAVA)序列增強掃描。參數：軸位T1W，TR/TE 5.4 ms/2.5 ms，矩陣 256×200，FOV 380 mm×340 mm，層厚5 mm，層間隔1.0 mm，掃描時間1 min 16 s；軸位T2W，TR/TE 13 043 ms/71 ms，矩陣320×320，FOV 380 mm×380 mm，層厚5 mm，層間隔1.0 mm，掃描時間2 min 37 s；軸位DWI，TR/TE 5 455 ms/82 ms，矩陣128×128，b值0、1500 s/mm2，FOV 380 mm×320 mm，層厚5 mm，層間隔1.0 mm，掃描時間2 min 22 s；IDEAL-IQ，TR/TE 6.6 ms/2.9 ms，FA 3o，矩陣 160×160，FOV 440 mm×350 mm，層厚5.0 mm，層間隔1.0 mm，采集時間1 min 17 s；軸位、矢狀位LAVA序列增強掃描，TR/TE 5.4 ms/1.9 ms，FA 15o，矩陣 256×200，FOV 380 mm×350 mm，層厚4.0 mm，層間隔2.0 mm，采集時間3 min 16 s。掃描結束后于后處理操作平臺重建，獲得R2*圖和FF圖。

1.3 圖像處理與分析 將R2*圖、FF圖和DWI圖導入ADW4.5工作站，由分別具有4年、10年MR診斷經驗的影像科醫師1和醫師2以盲法分析圖像，并參照動脈期LAVA序列圖中腫瘤實性成分最多層面勾畫ROI，并同時參考T1WI和T2WI以避開壞死、囊變和出血；于FF圖、R2*圖和DWI圖相鄰3個層面各放置約1.0 cm2的ROI，盡量使其位置、大小及層面均相同，重復測量3次R2*值、FF及ADC并取平均值；取2名醫師測量結果的平均值作為最終結果。

1.4 檢測Ki-67表達 由3位具有3年以上工作經驗的病理科醫師判斷Ki-67表達。以光鏡下腫瘤細胞核內見清晰棕黃/褐色顆粒為Ki-67表達陽性，于上述表現最明顯區域(熱點區)計算2 000個腫瘤細胞Ki-67陽性百分比的平均值，>10%為Ki-67高表達，≤10%為低表達[9]，并據此將40例HCC分為高、低表達2組。

1.5 統計學分析 采用SPSS 22.0統計分析軟件。以S-W檢驗計量資料的正態性，以±s表示符合正態分布者，組間行獨立樣本t檢驗，以Pearson法行相關性分析；以中位數(上下四分位數)表示不符合正態分布者，采用Mann-WhitneyU檢驗進行組間比較，以Spearman法行相關性分析；以0<│r│<0.3呈弱相關，0.3≤│r│<0.5呈低度相關，0.5≤│r│<0.8呈中度相關，│r│≥0.8呈高度相關。采用二元logistic回歸分析聯合差異有統計學意義的參數。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線，計算曲線下面積(area under the curve, AUC)，采用DeLong檢驗進行比較。以組內相關系數(intra-class correlation coefficients, ICC)評價觀察者間測量結果的一致性；ICC<0.40為一致性差，0.40≤ICC<0.75為一致性中等，ICC≥0.75為一致性好。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

高表達組23例，男18例，女5例，年齡32～67歲，平均(54.0±8.9)歲；低表達組17例，男11例，女6例，年齡38～67歲，平均(54.6±9.3)歲。

2.1 病灶參數比較 高表達組HCC的R2*值高于低表達組(P<0.001)、ADC低于低表達組(P=0.006)，而組間FF差異無統計學意義(P=0.125)，見表1和圖1、2。

2.2 一致性檢驗 不同觀察者對于各參數的測量結果的一致性均好(ICC均≥0.75，表2)。

表1 Ki-67高表達與低表達HCC病灶R2*值、FF及ADC比較

2.3 各參數評估HCC Ki-67表達 以25.88 s-1為截斷值，R2*值鑒別HCC Ki-67高、低表達的敏感度、特異度及AUC分別為60.90%、94.10%及0.867；以0.83×10-3mm2/s為ADC的截斷值，其敏感度、特異度及AUC分別為94.10%、39.10%及0.703；以0.33為R2*值聯合ADC的截斷值，其敏感度、特異度及AUC分別為94.10%、69.60%及0.870，且其AUC高于單一ADC的AUC(Z=1.988，P=0.047)。見表3和圖3。

圖1 高表達組HCC患者，男，52歲 A～D.肝S7、S8段病灶T1WI呈低信號(A)、T2WI呈高信號(B)，動脈期增強呈明顯強化(C)，DWI呈高信號(D)； E.ADC圖，ADC=0.775×10-3 mm2/s； F.FF圖，FF=3.10%； G.R2*圖，R2*值為26.54 s-1； H.病理圖，光鏡下見腫瘤細胞核內大量棕褐色深染顆粒(HE，×100)，呈Ki-67高表達(90%+) (箭示病灶)

表2 醫師1和醫師2所測HCC R2*值、FF及ADC的一致性檢驗結果

表3 R2*值、ADC和R2*值聯合ADC鑒別HCC Ki-67高、低表達的效能

2.4 R2*值及ADC與HCC Ki-67表達的相關性 HCC Ki-67表達與其R2*值呈高度正相關(r=0.84，P<0.001)，與ADC呈中度負相關(r=-0.62，P<0.001)。

3 討論

Ki-67表達指數可半定量反映HCC腫瘤細胞增殖狀態和惡性程度[7,10]，而基于CT影像組學特征參數和釓塞酸二鈉增強MRI病灶參數可評估HCC Ki-67表達情況[11-12]。

包括HCC在內的部分腫瘤惡性程度均與轉鐵蛋白表達呈正相關[13-14]，且鐵過載可致HCC發生[15-17]。本研究發現高表達組HCC的R2*值高于低表達組，且R2*值與Ki-67表達呈高度正相關。Ki-67可反映腫瘤細胞增殖狀態，隨著腫瘤細胞Ki-67表達增高，新生腫瘤血管更加豐富，腫瘤惡性程度更高；同時，隨著HCC惡性程度增高，轉鐵蛋白受體表達增多而含鐵量增高，導致順磁性物質增多，引起R2*值增高[3]。本研究Ki-67高、低表達組間FF無明顯差異，可能由于HCC脂肪成分較少，導致FF無法估測其Ki-67表達情況[7]。此外，本研究結果顯示高表達組HCC的ADC低于低表達組，且與Ki-67表達呈強負相關，與HUANG等[18]研究結果基本相符；原因可能在于HCC腫瘤細胞隨Ki-67表達增高而增多，細胞間隙減小，導致水分子彌散運動受限[19]。

圖3 R2*值、ADC及R2*值聯合ADC鑒別Ki-67高、低表達HCC的ROC曲線

本研究發現，以0.33為R2*值聯合ADC的截斷值，其鑒別Ki-67高、低表達HCC的敏感度、特異度及AUC分別為94.10%、69.60%及0.870，且其AUC高于單一ADC。

本研究的主要局限性：①未對不同病理分型HCC進行分型觀察；②未參照免疫組織化學檢查取材區放置ROI，可能對結果產生一定影響。

綜上所述，MR IDEAL-IQ和DWI可有效評估HCC的Ki-67表達，以R2*值聯合ADC診斷價值最高。