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(zhì)小管上皮系統(tǒng)且最為常見的一類腎臟原發(fā)惡性腫瘤，大約占腎臟惡性腫瘤的85%，其發(fā)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(qū)疼痛為原發(fā)癥狀就診，而部分患者可因無明顯臨床表現(xiàn)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(fā)現(xiàn)、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(guī)CT成像相比，其除了能夠獲取常規(guī)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(nèi)的101組單能量影像以及物質(zhì)分離影像等，并能夠?qū)崿F(xiàn)原始數(shù)據(jù)的能譜解析，進而得到多參數(shù)成像。單能量成像能夠最大程度保留圖像的原始數(shù)據(jù)，改善成像質(zhì)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(fā)現(xiàn)[4]?；谀茏V曲線、物質(zhì)分離成像及單能量成像等成像技術優(yōu)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(guī)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(jù)細胞核形態(tài)及核仁比例，F(xiàn)uhrman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(nèi)皮生長因子表達越多，腫瘤的血管網(wǎng)絡發(fā)達，呈膨脹性乃至侵襲性生長，呈富血供明顯增強表現(xiàn)。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(xiàn)不典型者，常規(guī)CT難以區(qū)分，而能譜多參數(shù)分析卻能夠發(fā)揮重要作用。國內(nèi)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(yōu)勢，針對腎癌病灶進行多參數(shù)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(jīng)典型腎AML和上皮樣腎AML（Epithelioid Angiomyolipoma，EAML）兩種類型。經(jīng)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(jīng)典型RAML較容易鑒別，CT成像上可根據(jù)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(xiàn)，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(shù)成像發(fā)揮了一定的作用。馬光明等[9]通過對經(jīng)病理證實的三十多例病例的CT能譜數(shù)據(jù)多參數(shù)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(tài)，且能夠定量的反映腫瘤微循環(huán)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(shù)據(jù)比較，發(fā)現(xiàn)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(jié)大量病例數(shù)據(jù)認為CT灌注多參數(shù)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(nèi)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(jīng)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(jīng)過對以上各組CTPI多參數(shù)的定量分析對比，總結(jié)得出對照組健康者的腎皮質(zhì)的BF及BV值明顯低于良、惡性腫瘤組患者，而腎皮質(zhì)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(jù)。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(shù)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(guī)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(zhì)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(nèi)水分子擴散運動的功能成像方式，具有無創(chuàng)和可重復的優(yōu)點，其能夠?qū)λ肿訑U散狀態(tài)進行檢測，繼而評估活體組織細胞的機能狀態(tài)，最終利用表觀擴散系數(shù)（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(huán)灌注對ADC值影響，因此這個范圍內(nèi)的b值最適宜腎臟腫瘤的研究?；趦蒪值單指數(shù)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(jié)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(jié)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(tài)對比增強磁共振成像（dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI）是一種無創(chuàng)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(tài)對比增強的基礎上，利用藥代動力學數(shù)學模型計算出微血管通透性相關的定量參數(shù)，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(jù)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(jù)對病灶進行影像學診斷。

Yabuuchi等[20]將TIC曲線分為3種：持續(xù)型、平臺型和流出型。腫瘤組織內(nèi)的增強對比劑由血管內(nèi)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(qū)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(shù)，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(jié)發(fā)現(xiàn)，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(lián)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(nèi)的非透明細胞癌要高。

2.2.2 定量分析 DCE-MRI定量分析參數(shù)主要包括：Ktrans（容量轉(zhuǎn)移常數(shù)）、Kep（速率常數(shù)）和Ve（細胞外血管外間隙容積），利用這些參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)腎癌的多參數(shù)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(nèi)外相關研究[23]發(fā)現(xiàn)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(jié)論某種程度上表明腎臟非透明細胞癌的組織細胞結(jié)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(nèi)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(fā)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(jù)水分子在不同組織細胞中分散具有各向異性而實現(xiàn)的一種成像方式，DTI在反映三維空間內(nèi)組織內(nèi)水分子的彌散特性的同時還能夠?qū)ζ涠糠治觯浞治龈飨虍愋猿Ｓ玫膮?shù)主要包括：部分各向異性（fractional anisotropy，F(xiàn)A）、相對各向異性（relative anisotropy，RA）、容積比指數(shù)（VR）和平均擴散率（MD）等。DTI可以顯示各種疾病對于白質(zhì)纖維束的損傷程度及范圍，最早用于神經(jīng)系統(tǒng)，現(xiàn)逐漸應用于肝臟等實質(zhì)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(zhì)，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(zhì)的FA值顯著高于腎癌，和腎皮質(zhì)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(zhì)的結(jié)構差異，相應癌區(qū)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(chuàng)且可重復的檢查方式，具有價格相對低廉、操作簡便等優(yōu)勢，因此常用于腎臟腫瘤的常規(guī)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(xiàn)使得腎癌病灶血流灌注的實時動態(tài)觀察成為可能，并且可根據(jù)部分血流動力學參數(shù)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(nèi)外有研究指出腎惡性腫瘤多表現(xiàn)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(shù)據(jù)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(jù)），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(fā)現(xiàn)，就皮質(zhì)期、達峰值回聲和實質(zhì)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(jié)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(shù)，后通過對不同組織相應的彈性系數(shù)及受壓形變前后射頻信號的分析處理，將其轉(zhuǎn)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(yī)學成像

4.1 PET/CT顯像 PET/CT顯像（正電子發(fā)射計算機斷層顯像）是以正電子核素作為示蹤劑實現(xiàn)功能顯像的一種成像方式，可真實反映病灶及全身各內(nèi)臟器官的功能狀態(tài)，其對病灶的敏感性較常規(guī)檢查更高。PET/CT示蹤劑18F-氟脫氧葡萄糖（18F-FDG）經(jīng)腎臟代謝，正常腎實質(zhì)與腎癌均表現(xiàn)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(xiàn)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(jié)與遠處轉(zhuǎn)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(zhì)臟器轉(zhuǎn)移灶及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的診斷優(yōu)勢較大。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)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(jiān)測體內(nèi)脂肪酸代謝的動態(tài)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(lián)合應用對腎臟腫瘤的分級也有一定價值。

4.2 核素腎動態(tài)顯像 核素腎動態(tài)顯像可動態(tài)了解腎臟血流的灌注情況、腎小球的濾過以及泌尿系統(tǒng)的結(jié)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(fā)現(xiàn)，根治性腎切除是發(fā)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(tài)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(tài)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(jù)，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(tài)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(jié)

現(xiàn)階段功能醫(yī)學成像主要以腎功能變化及其形態(tài)學特征為依據(jù)對腎癌做出術前診斷，功能醫(yī)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(yōu)勢，例如能譜CT成像可減少輻射劑量并實現(xiàn)多參數(shù)分析，超聲造影及CTPI根據(jù)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(jié)合，達到精準診斷腎癌的目的。隨著時代與醫(yī)療技術的蓬勃發(fā)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。