多模態(tài)MRI新技術(shù)鑒別診斷肺癌病理類(lèi)型進(jìn)展

邱太春，伍建林

(大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科，遼寧 大連 116001)

中國(guó)癌癥中心指出，肺癌已是中國(guó)發(fā)病率最高的腫瘤，也是癌癥死因之首[1]。肺癌的“異質(zhì)性”導(dǎo)致臨床表現(xiàn)及預(yù)后各不相同，病理組織學(xué)分類(lèi)是重要影響因素，針對(duì)不同類(lèi)型肺癌的個(gè)體化治療方案可有效提高患者生存期和改善預(yù)后[2]。隨著新技術(shù)的發(fā)展，MRI已應(yīng)用于肺癌診斷、鑒別診斷、分期及治療評(píng)價(jià)等方面[3]，包括動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI(dynamic contrast enhanced MRI, DCE-MRI)、DWI、體素不相干運(yùn)動(dòng)成像(intravoxel incoherent motion, IVIM)及MRS等，為治療與評(píng)估肺癌提供了新方法。本文對(duì)多模態(tài)MRI新技術(shù)鑒別肺癌病理類(lèi)型的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 傳統(tǒng)MRI篩查肺癌及預(yù)測(cè)病理類(lèi)型的價(jià)值

低劑量CT篩查可降低20%肺癌死亡率[4]，但輻射誘發(fā)的癌癥風(fēng)險(xiǎn)也將增加。MRI具有無(wú)輻射且組織分辨力高等優(yōu)點(diǎn)，其檢測(cè)肺實(shí)性結(jié)節(jié)閾值為3～4 mm[5]，對(duì)5～8 mm的肺結(jié)節(jié)檢測(cè)率為60%～90%，對(duì)>8 mm的肺結(jié)節(jié)檢測(cè)率接近100%。但MRI對(duì)肺磨玻璃結(jié)節(jié)(ground-glass pulmonary nodule, GGN)的檢測(cè)率報(bào)道不一，3.0T MR較1.5T MR更難篩查GGN[6]，利用1.5T穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列(steady-state free precession, SSFP)檢測(cè)肺纖維化患者GGN的敏感度為75%[7]。此外，Ohno等[8]通過(guò)比較研究發(fā)現(xiàn)，薄層MR檢測(cè)肺結(jié)節(jié)和評(píng)估結(jié)節(jié)類(lèi)型的準(zhǔn)確率與低劑量薄層CT差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。關(guān)于肺癌分期，研究[9]顯示，MR評(píng)估肺癌T3、T4期的準(zhǔn)確率優(yōu)于64排CT。同時(shí)，MRI信號(hào)特點(diǎn)有助于鑒別不同組織類(lèi)型的肺癌，鄭曉林等[10]發(fā)現(xiàn)T2WI信號(hào)改變模式有助于鑒別肺鱗癌與腺癌及其分化程度。目前常規(guī)MRI技術(shù)檢測(cè)肺小結(jié)節(jié)、尤其是GGN以及評(píng)估肺癌病理類(lèi)型的準(zhǔn)確率還面臨挑戰(zhàn)，亟待通過(guò)某些反映功能性、分子水平的MRI新技術(shù)。

2 DCE-MRI鑒別肺癌病理類(lèi)型的價(jià)值

最大徑≥2 mm肺癌的生存與生長(zhǎng)需依賴(lài)新生血管網(wǎng)以供應(yīng)瘤體營(yíng)養(yǎng)[11]。DCE-MRI有助于檢測(cè)和反映肺癌血供規(guī)律。有學(xué)者[11]采用DCE-MRI分析肺癌患者，發(fā)現(xiàn)早期強(qiáng)化峰值、強(qiáng)化峰值與肺癌組織中微血管數(shù)量呈正相關(guān)。

DCE-MRI的時(shí)間信號(hào)曲線描述腫瘤組織在預(yù)先設(shè)定的動(dòng)態(tài)掃描持續(xù)時(shí)間內(nèi)強(qiáng)化的全過(guò)程，主要參數(shù)是最大強(qiáng)化斜率(slopemax, Smax)和強(qiáng)化達(dá)峰時(shí)間(time-to-peak， TTP)等。Pauls等[12]發(fā)現(xiàn)根據(jù)DCE-MRI的參數(shù)Smax和TTP可鑒別肺腺癌與鱗癌，肺腺癌Smax高于鱗癌(上升斜率更陡峭)，而TTP低于鱗癌(達(dá)峰時(shí)間更早)；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)的Smax比小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)更陡峭、TTP較SCLC更低。但也有學(xué)者[13]認(rèn)為半定量的DCE-MRI曲線類(lèi)型鑒別診斷肺癌病理類(lèi)型的價(jià)值有限，不同病理類(lèi)型肺癌的時(shí)間信號(hào)曲線之間存在一定重疊。

基于Tofts雙室模型，DCE-MRI定量參數(shù)分析可測(cè)量對(duì)比劑從血漿滲漏到血管外細(xì)胞外間隙(extravascular extracellular space, EES)的正向轉(zhuǎn)運(yùn)參數(shù)(volume transfer constant， Ktrans)、對(duì)比劑從EES返回到血漿的反向轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(Kep)和EES容積分?jǐn)?shù)(Ve)，三者關(guān)系為Kep=Ktrans/Ve[14]，反映腫瘤微血管灌注、血管通透性和細(xì)胞外滲漏間隙等生物學(xué)信息，且與預(yù)后相關(guān)。Zhang等[15-16]發(fā)現(xiàn)肺腺癌Ktrans和Ve值顯著高于肺鱗癌。庫(kù)雷志等[13-14]也發(fā)現(xiàn)NSCLC的肺腺癌Ktrans、Kep及Ve值均高于鱗癌與SCLC。Yuan等[16]則認(rèn)為DCE-MRI的定量參數(shù)不能鑒別肺腺癌與肺鱗癌，但可鑒別肺良性病變與惡性腫瘤。

3 DWI鑒別肺癌病理類(lèi)型的價(jià)值

DWI是檢測(cè)活體水分子微觀運(yùn)動(dòng)的功能性MRI技術(shù)之一，可半定量反映腫瘤的病理組織結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞密度等。研究[17-18發(fā)現(xiàn)，ADC值與腫瘤細(xì)胞密度呈負(fù)相關(guān)，即ADC值越低，惡性度越高。DWI上肺癌信號(hào)表現(xiàn)還與b值選擇相關(guān)[18]，b值過(guò)低時(shí)易受組織灌注影響，導(dǎo)致ADC值偏高，不能準(zhǔn)確反映擴(kuò)散程度；隨著b值增高，組織信號(hào)衰減明顯，而延長(zhǎng)回波時(shí)間也可降低圖像信噪比。目前的胸部DWI單指數(shù)模型研究中，b值多為500～1 000 s/mm2。

多項(xiàng)研究[17，19-20]表明，ADC值有助于鑒別肺腺癌與鱗癌，前者細(xì)胞核/細(xì)胞質(zhì)比率小于后者，故其ADC值顯著高于后者；同時(shí)肺癌級(jí)別越高、分化程度越低，ADC值則越低，反之亦然。Tsuchiya等[21-22]利用ADC全容積直方圖評(píng)估NSCLC侵襲性，即通過(guò)整個(gè)腫瘤所有體素ADC值的頻數(shù)分布柱形圖顯示ADC值范圍和分布狀態(tài)，包括最小、最大、平均ADC值，各百分位ADC值水平等，發(fā)現(xiàn)ADC均值和第50%、75%、90%、95%百分位ADC值可鑒別高級(jí)別與低級(jí)別NSCLC，其中第95%百分位ADC值的準(zhǔn)確率最高。還有研究[22]發(fā)現(xiàn)平均ADC值能鑒別肺腺癌與肺鱗癌。Karaman等[23]結(jié)合最小ADC值與免疫組化Ki-67鑒別肺腺癌與肺鱗癌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)最小ADC值與Ki-67指數(shù)呈負(fù)相關(guān)；且肺腺癌最小ADC值高于肺鱗癌，而Ki-67指數(shù)低于肺鱗癌。上述研究結(jié)果表明，利用DWI技術(shù)ADC值及相關(guān)半定量指標(biāo)不僅有助于鑒別不同組織類(lèi)型肺癌，亦可評(píng)估肺癌不同病理分化程度及其侵襲性。

4 IVIM鑒別肺癌病理類(lèi)型的價(jià)值

DWI是臨床應(yīng)用最早且較為成熟的功能性MRI技術(shù)之一。目前DWI技術(shù)中ADC值實(shí)際是組織水分子擴(kuò)散與微循環(huán)灌注共同作用的結(jié)果。IVIM以不同參數(shù)分別反映組織水分子擴(kuò)散和微循環(huán)灌注情況，當(dāng)b值<200 s/mm2時(shí)主要反映組織灌注相關(guān)參數(shù)，b值≥200 s/mm2時(shí)主要反映組織擴(kuò)散相關(guān)參數(shù)。目前IVIM已應(yīng)用于鑒別肺癌與阻塞性肺不張[24]、肺良惡性病灶[25]及縱隔淋巴結(jié)[26]等，而關(guān)于鑒別肺癌病理類(lèi)型的報(bào)道較少。周舒暢等[27]對(duì)比觀察DWI與IVIM模型診斷肺良惡性結(jié)節(jié)的價(jià)值，發(fā)現(xiàn)IVIM慢速ADC更能反映腫瘤實(shí)際彌散，肺鱗癌慢速ADC值明顯高于SCLC；雖然兩模型均可鑒別肺良惡性結(jié)節(jié)，但聯(lián)合應(yīng)用時(shí)鑒別診斷價(jià)值更高。

5 MRS鑒別肺癌病理類(lèi)型的價(jià)值

肺癌組織代謝環(huán)境的生物學(xué)特征對(duì)其增殖、侵襲、遷移、黏附及新生血管形成具有重要影響，也是腫瘤不斷惡變和發(fā)生轉(zhuǎn)移的重要因素[28]。MRS是目前反映病灶內(nèi)各代謝物含量及其變化的最佳無(wú)創(chuàng)性活體檢測(cè)方法之一。Jordan等[29]采用600 MHz(14.1T)波譜儀掃描肺癌患者血清樣本，發(fā)現(xiàn)血清MRS可測(cè)定肺癌類(lèi)型。另有研究[30]表明，肺腺癌主要改變磷脂代謝和蛋白質(zhì)分解代謝，而肺鱗癌具有更強(qiáng)的糖降解和谷氨酰胺分解代謝，故MRS有助于區(qū)分二者。Ohno等[31]前瞻性評(píng)價(jià)酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移加權(quán)化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移MRI診斷肺癌的價(jià)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肺腺癌不對(duì)稱(chēng)磁化轉(zhuǎn)移率的不對(duì)稱(chēng)性顯著高于肺鱗癌，有助于鑒別兩者。Toqao等[32]對(duì)大鼠模型的研究也發(fā)現(xiàn)氨基質(zhì)子轉(zhuǎn)移(amide proton transfer, APT)能夠鑒別肺癌不同亞型及肺癌的分級(jí)，APT效應(yīng)越高，代表其增殖能力越強(qiáng)。還有學(xué)者[33]通過(guò)測(cè)量細(xì)胞代謝評(píng)估肺癌預(yù)后，發(fā)現(xiàn)低乳酸值肺癌患者總體生存率顯著大于高乳酸值者，為評(píng)價(jià)肺癌療效提供了新方法。

綜上所述，MRI是目前集形態(tài)學(xué)與功能學(xué)相結(jié)合無(wú)輻射的理想影像學(xué)技術(shù)之一，雖然篩查肺結(jié)節(jié)(尤其GGN)能力暫不及CT，但一些fMRI新技術(shù)已在肺癌定量診斷及病理類(lèi)型判定與療效評(píng)估等方面顯示出廣闊的應(yīng)用前景。隨著MRI軟硬件技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是分子影像學(xué)、影像組學(xué)與融合技術(shù)的進(jìn)步，相信多模態(tài)“一站式”MR檢查策略將在肺癌的診療中發(fā)揮應(yīng)有的作用。