胰腺癌胰周血管侵犯的影像學(xué)進(jìn)展

李政曉，李昇霖，孫嘉晨，任鐵柱，劉蘇衛(wèi)，周俊林

1.蘭州大學(xué)第二醫(yī)院放射科，甘肅蘭州 730030；2.蘭州大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅蘭州 730030；3.甘肅省醫(yī)學(xué)影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州 730030；4.醫(yī)學(xué)影像人工智能甘肅省國際科技合作基地，甘肅蘭州 730030

前言

目前，胰腺癌（Pancreatic Carcinoma, PC）已經(jīng)成為人類死亡的第四大原因，總體預(yù)后極差［1-2］。PC 發(fā)病率居我國惡性腫瘤的第6 位，在20 世紀(jì)及本世紀(jì)初呈逐漸上升趨勢(shì)［3-4］。有效延長PC 患者遠(yuǎn)期生存的唯一方法是手術(shù)達(dá)到完全切除（R0切除）并輔助放化療［5-8］。根據(jù)美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（NCCN）指南，將腫瘤與血管（腸系膜上動(dòng)脈、門靜脈、腸系膜上靜脈）的周向接觸＜180°定義為邊緣性可切除的PC［9-11］。由于PC 惡性程度高，術(shù)中或術(shù)后常發(fā)現(xiàn)胰腺周圍血管侵犯，導(dǎo)致手術(shù)效果欠佳［12-13］。因此，術(shù)前有效評(píng)估胰周血管是否受侵與受侵程度是預(yù)測(cè)患者手術(shù)效果的有效標(biāo)志物。

1 超聲在PC胰周血管侵犯中的研究進(jìn)展

超聲檢查作為一種常規(guī)的影像學(xué)成像技術(shù)，可同時(shí)識(shí)別胰腺組織和主要胰周血管；彩色多普勒超聲成像更具有多平面探查的優(yōu)點(diǎn)，可以準(zhǔn)確地評(píng)估傾斜和垂直平面內(nèi)腫瘤與血管之間的空間關(guān)系。Angeli 等［14］對(duì)61 例PC 患者進(jìn)行術(shù)前彩色多普勒超聲成像，評(píng)估血管受累的敏感性、特異性及準(zhǔn)確性分別為79%、89%、84%，陽性、陰性預(yù)測(cè)值為89%、79%。此外，當(dāng)腫瘤與血管無接觸或縱向接觸長度≤2 cm時(shí)，腫瘤具有可切除性，反之不可切除，這表明腫瘤與血管的縱向接觸長度與可切除性有相關(guān)性。另有研究在152 例PC 患者多普勒超聲成像中發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)血管受累的敏感性、特異性及準(zhǔn)確性為89.8%、95.8%及84.1%，陽性和陰性預(yù)測(cè)值分別為89.8% 和92.6%［15］。

對(duì)于PC 而言，內(nèi)鏡超聲檢查（Endoscopic Ultrasonography,EUS）為檢測(cè)PC 胰周血管侵犯的新技術(shù)（圖1a）。Sugiyama 等［16］表明術(shù)前超聲在檢測(cè)門靜脈侵犯方面的敏感性和特異性均為92%，而EUS在檢測(cè)門靜脈侵犯方面相比CT、超聲和血管造影更準(zhǔn)確，因此，當(dāng)懷疑PC 胰周血管侵犯時(shí)，可將EUS 納入術(shù)前評(píng)估，但EUS 在檢測(cè)動(dòng)脈受侵程度上存在一定局限性。

總之，多普勒超聲是一種相對(duì)準(zhǔn)確、廉價(jià)的影像學(xué)檢查方法，可以通過檢測(cè)血管通暢度評(píng)估血管受侵程度；然而，多普勒超聲檢查在識(shí)別腫瘤更深部位的定位方面存在一定的局限性。相比彩色多普勒超聲而言，EUS 在評(píng)估門靜脈侵犯方面有更高的敏感性和特異性。

2 CT在PC胰周血管侵犯中的研究進(jìn)展

計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（Computer Tomography,CT）是PC 術(shù)前診斷及分期的的主要方式，它能準(zhǔn)確地顯示血管解剖結(jié)構(gòu)以及腫瘤與鄰近血管結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系（圖1b）［17］。Phoa 等［18］在50 例PC 患者CT 中，依據(jù)腫瘤向血管內(nèi)的凸起，認(rèn)為D 級(jí)（腫瘤向血管內(nèi)凹陷）或E 級(jí)（血管的周向受累）具有88%的侵襲風(fēng)險(xiǎn)，且可切除性分別為7%、0%；若腫瘤凸面等級(jí)為D或E，且有大于90°的血管周向接觸，則檢測(cè)的靈敏度、特異性分別為60%、90%，這表明腫瘤凸面等級(jí)在評(píng)估可切除性上有一定意義。另有研究認(rèn)為腫瘤與血管縱向接觸的長度是血管侵犯的較好預(yù)測(cè)因素，其預(yù)測(cè)門靜脈及腸系膜上靜脈受侵的靈敏度分別為78%、81%［18］，這說明腫瘤與血管的縱向接觸長度與血管受侵程度存在相關(guān)性。Lu 等［19］在35 名PC 患者CT 中發(fā)現(xiàn)腫瘤與血管的周向接觸大于180°時(shí)，其不可切除性的敏感性和特異性分別為84%、98%，且陽性、陰性預(yù)測(cè)值為95%、93%，因此，腫瘤與血管的周向接觸程度與不可切除性有很好的相關(guān)性。在能譜CT 方面，李方元等［20］對(duì)15 例PC 患者進(jìn)行能譜成像發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)瘤栓與PC 病灶的單能量衰減曲線重合，而血管內(nèi)血栓的單能量衰減曲線顯著低平。

此外，對(duì)于PC 而言，CT 血管造影技術(shù)在評(píng)價(jià)PC胰周血管侵犯程度方面具較高的臨床價(jià)值。張?zhí)N等［21］對(duì)34 例PC 患者進(jìn)行64 層螺旋CT 血管造影發(fā)現(xiàn)，以動(dòng)脈受侵程度≤2 級(jí)時(shí)為PC 切除的臨界點(diǎn)，血管造影評(píng)價(jià)可切除性的敏感性、特異性及準(zhǔn)確性分別為92.9%、95%、94.1%，陽性、陰性預(yù)測(cè)值為92.9%、95%；而靜脈受侵程度≤3 級(jí)時(shí)為可切除的臨界點(diǎn)，其敏感性、特異性及準(zhǔn)確性分別為78.6%、95%、88.2%，且陽性、陰性預(yù)測(cè)值為91.7%、86.4%，由此可見，相對(duì)動(dòng)脈受侵而言，靜脈受侵程度較大時(shí)仍可進(jìn)行手術(shù)切除。Hamada等［12］在20例T1期（腫瘤直徑＜2 cm）腫瘤血管造影中發(fā)現(xiàn)，以靜脈侵犯為特征的PC 亞型可以隱藏在體積小的腫瘤中，若有60%的靜脈侵犯，則肝轉(zhuǎn)移的可能性增加，且肝轉(zhuǎn)移組腫瘤浸潤靜脈占總靜脈數(shù)（浸潤和非浸潤）的百分比顯著高于非肝轉(zhuǎn)移組，這表明肝臟轉(zhuǎn)移與靜脈受侵程度有一定關(guān)聯(lián)，可以依據(jù)靜脈受侵評(píng)估PC 患者肝臟轉(zhuǎn)移的可能性，幫助臨床更好地制定治療決策。

總之，CT檢查在PC胰周血管侵犯方面有較高的檢出率，此外，CT血管造影技術(shù)可以更好地顯示血管解剖，在評(píng)估血管受侵、病灶可切除性及肝臟轉(zhuǎn)移可能性方面具有一定臨床價(jià)值，由此可見，CT血管造影已經(jīng)成為一種較好的常規(guī)檢查手段，而臨床評(píng)估指標(biāo)、重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及價(jià)值需進(jìn)一步明確，能譜CT 在未來或可用于評(píng)估PC胰周血管侵犯。

3 磁共振成像（MRI）在PC胰周血管侵犯中的研究進(jìn)展

MRI 及磁共振血管造影（Magnetic Resonance Angiography,MRA）在PC 胰周血管侵犯及侵犯程度的評(píng)估中也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)（圖1c）。王冬青等［22］對(duì)37 例PC 患者同時(shí)行增強(qiáng)MRI 和冠狀位MRA 檢查，將血管侵犯程度分為4 級(jí)，2a 級(jí)為可切除標(biāo)準(zhǔn)的最佳臨界點(diǎn)，其預(yù)測(cè)不可切除的敏感性、特異性及準(zhǔn)確性分別為67.4%、99.5%、95.9%，陽性、陰性預(yù)測(cè)值為92.9%、96.6%；血管侵犯程度為2a 級(jí)時(shí)，診斷PC 不可切除的效能最高。在PC 直方圖分析研究中，De Robertis 等［23］在103 例PC 患者M(jìn)R 直方圖中發(fā)現(xiàn)，T1熵、ADC 熵、T2-kurtosis 和ADC-uniformity 在預(yù)測(cè)PC血管浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及胰周脂肪浸潤方面的曲線下面積（AUC）分別為0.657、0.742、0.818，此外，動(dòng)脈變性是術(shù)后死亡的重要預(yù)測(cè)因子，這表明MR 直方圖衍生參數(shù)在預(yù)測(cè)血管侵犯及動(dòng)脈變性程度上有一定的臨床意義。Wang 等［13］分析了118 例PC 合并門靜脈侵犯的患者，發(fā)現(xiàn)腫瘤分化程度和靜脈浸潤深度是影響預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，靜脈受侵程度越重、預(yù)后越差，術(shù)后1、2 及3年的生存率分別為34.0%、28.4%和18.0%，因此，門靜脈侵犯是PC 患者長期預(yù)后不良的重要原因之一。Fischer 等［24］對(duì)36 例PC患者行MRI發(fā)現(xiàn)當(dāng)腫瘤包繞血管、阻塞動(dòng)脈或靜脈時(shí)為PC 不可切除的標(biāo)準(zhǔn)，其判斷可切除、不可切除的準(zhǔn)確性分別為73.7%和88.2%，陽性、陰性預(yù)測(cè)值為87.3%、75.6%。

總之，MRI在PC胰周血管侵犯程度方面有一定的評(píng)估價(jià)值，MRA作為重要補(bǔ)充技術(shù)，可以提供更好的血管解剖概況，在MRA顯示正常血管的情況下，常規(guī)MRI可能顯示腫瘤與血管接觸，對(duì)于血管形態(tài)改變的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)明確。因此，二者可同時(shí)作為PC胰周血管侵犯的評(píng)估手段。此外，MR直方圖參數(shù)在預(yù)測(cè)PC胰周血管侵犯方面有也具有相對(duì)較好的判別效能。

4 正電子發(fā)射斷層掃描技術(shù)（PET）在PC胰周血管侵犯中的研究進(jìn)展

18 氟-脫氧葡萄糖正電子發(fā)射成像/電子計(jì)算機(jī)斷 層 掃 描（F-18-Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography, 18FFDGPET/CT）能顯示PC 患者的胰腺組織和胰腺組織外病變，在診斷PC 的病理特征方面提供更具體的信息（圖1d）［25］。18F-FDGPET/CT 主要通過糖代謝功能、CT的解剖結(jié)構(gòu)顯像的多模態(tài)影像來評(píng)估病變，因?yàn)槿盹@像可提供有關(guān)細(xì)胞代謝活動(dòng)的信息，對(duì)于腫瘤病灶的代謝活性及PC診斷的靈敏度有較高的評(píng)估效能［25-27］。PET 不能清晰地顯示血管，無法直接評(píng)估血管侵犯，因此，PET 與CT 的結(jié)合（PET/CT）有一定價(jià)值［28］。有研究對(duì)101 名PC 患者行PET/CT、增強(qiáng)CT 掃描發(fā)現(xiàn)，PET/CT 在評(píng)估PC 轉(zhuǎn)移方面有一定價(jià)值，相比對(duì)血管侵犯的敏感性較增強(qiáng)CT 掃描低，而二者結(jié)合評(píng)估PC 血管侵犯的敏感性、特異性分別為83.3%和100.0%，因此，多層螺旋CT 結(jié)合PET 的使用，可能使血管的可視化效果更好［25］。在鑒別疾病良惡性方面，PET 的敏感性為85%～100%，特異性為67%～99%，通常高于CT［29］。此外，Heinrich等［28］對(duì)59名PC 患者行PET/CT 檢查表明，檢測(cè)PC 的敏感性為93%，特異性為69%，其特異性顯著高于單獨(dú)CT（21%），這表明PET/CT在PC診斷方面有相對(duì)較好的檢測(cè)效能。

圖1 男性，58歲，胰頭部胰腺癌Figure 1 A 58-years-old male diagnosed with pancreatic carcinoma in the head of the pancreas

總之，PET 對(duì)于疾病隱匿性轉(zhuǎn)移的檢測(cè)效能高，而在評(píng)估PC 血管侵犯上存在一定局限性，其評(píng)估效能較增強(qiáng)掃描CT 低，故通過PET/CT 與增強(qiáng)CT 二者相結(jié)合或許使血管的可視化效果更好、評(píng)估血管侵犯的效能更高，為PC 患者的臨床治療提供更完善的方案，以期獲得更優(yōu)化的臨床診治。

5 影像組學(xué)在PC胰周血管侵犯中的研究進(jìn)展

近年來，隨著影像技術(shù)的不斷發(fā)展及精進(jìn)，人工智能技術(shù)愈來愈成熟，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。影像組學(xué)（Radiomics）屬于人工智能的一個(gè)重要分支，源于計(jì)算機(jī)輔助診斷（Computer Aided Diagnosis, CAD）［30］，本質(zhì)是通過使用計(jì)算機(jī)軟件提取肉眼無法識(shí)別的高通量影像特征［31-32］，根據(jù)融合影像、臨床及病理信息量化腫瘤微環(huán)境，早期定量腫瘤異質(zhì)性，構(gòu)建出合適的模型，用驗(yàn)證集分別對(duì)構(gòu)建出的模型效能進(jìn)行評(píng)估，選取評(píng)估效能最佳的模型，從而對(duì)疾病進(jìn)行全面分析、評(píng)估，并預(yù)測(cè)其生物學(xué)行為，是目前PC 影像領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向［33-34］。影像組學(xué)的研究流程包括樣本收集、ROI勾畫、圖像分割、特征提取和篩選以及回歸模型性能的評(píng)估。目前，影像組學(xué)已被用于區(qū)分腫瘤復(fù)發(fā)和炎癥，并確定PC的特定分子模式［35-36］。

Rigiroli 等［37］在納入194 例PC 患者的研究中發(fā)現(xiàn)，由CT 放射特征構(gòu)建的模型檢測(cè)腸系膜上動(dòng)脈受累的敏感性、特異性分別為62%和77%，因此，可通過影像組學(xué)方法提取腫瘤和血管周圍CT 影像特征來提高血管受累的檢出率。Chen 等［38］通過對(duì)54 例患者構(gòu)建CT 紋理分析模型來預(yù)測(cè)腸系膜上靜脈-門靜脈的侵犯，該模型的準(zhǔn)確性、敏感性及特異性分別為83%、74%、90%，陽性、陰性預(yù)測(cè)值為85%、83%，這可能有助于患者避免不可切除的手術(shù)治療。此外，對(duì)于可切除的PC 患者，Eilaghi 等［39］對(duì)30 例PC 患者進(jìn)行CT紋理分析發(fā)現(xiàn)，PC組織紋理特征中的差異性及歸一化逆差值顯著高于鄰近正常胰腺實(shí)質(zhì)，相較于腫瘤其它特征而言，紋理特征對(duì)于總生存率的預(yù)測(cè)效能更高，因此，紋理特征中的差異性和歸一化逆差值與生存率顯著相關(guān)。

總之，影像組學(xué)在評(píng)估PC 胰周血管侵犯方面的研究較少，需要更深層次的研究及驗(yàn)證，CT紋理分析模型在評(píng)估腫瘤血管侵犯方面有較好的效能。傳統(tǒng)的影像學(xué)檢查手段對(duì)PC術(shù)后生存率及血管侵犯的評(píng)估作用較為局限，而影像組學(xué)可以探索到更多的影像特征，分析腫瘤的異質(zhì)性及腫瘤微環(huán)境，構(gòu)建出穩(wěn)定且適當(dāng)?shù)哪Ｐ停送?，除了提取影像特征、臨床信息特征外，影像組學(xué)還應(yīng)該結(jié)合相關(guān)基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)來評(píng)估患者遠(yuǎn)期生存率及血管侵犯程度。

6 總結(jié)

術(shù)前評(píng)估胰周血管的侵犯狀態(tài)是影響PC患者遠(yuǎn)期預(yù)后的重要因素，傳統(tǒng)影像學(xué)手段通過觀察腫瘤與血管的關(guān)系，從而確定胰周血管的侵犯狀態(tài)，然而，這種傳統(tǒng)影像學(xué)評(píng)估手段存在主觀和經(jīng)驗(yàn)主義的短板。相反，近年來新起的影像組學(xué)方法通過腫瘤和瘤周組織紋理特征構(gòu)建的血管侵犯預(yù)測(cè)模型，具有主觀、定量和可重復(fù)的優(yōu)勢(shì)，為PC血管侵犯的狀態(tài)和程度提供了一種新的評(píng)價(jià)方式。因此，綜合影像檢查技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，未來術(shù)前精確評(píng)估PC 胰周血管侵犯的狀態(tài)將成為可能。