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影像学评估非小细胞肺癌微血管侵犯研究进展

2022-12-01林苗苗林华山

中国医学影像技术 2022年11期
关键词:淋巴管直方图组学

林苗苗,李 凯*,林华山

(1.广西医科大学第一附属医院放射科,广西 南宁 530021;2.GE医疗,上海 200120)

肺癌死亡率居恶性肿瘤首位,男性和女性患者5年生存率分别为15%和21%[1];手术为治疗早期肺癌的主要方式,但术后复发率和远处转移率较高。病理学上,非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)为肺癌的主要类型,占80%~85%[2]。经手术完全切除的Ⅰ期NSCLC术后复发率为30%[3]。术前评估肺癌局部复发及远处转移风险可用于筛选高危患者,促进个体化诊疗。微血管侵犯(microvascular invasion, MVI)为肺癌侵袭性的病理学表现,在疾病发展及其预后中扮演重要角色[4-8];但因术中冰冻技术取材不全面、无法保证切片质量,且尚无统一标准及操作过程较为烦琐等原因,目前肺癌诊治过程中尚未普遍开展评估MVI。本文就现有影像学评估NSCLC MVI研究进展进行综述。

1 肺癌MVI组织病理学

MVI是肿瘤局部复发和远处转移的第一步[9],通常系淋巴管侵犯及血管侵犯的统称[10],即肿瘤细胞脱离原发病灶而浸润周围新生血管和淋巴管,进入管腔形成癌栓,并沿血流及淋巴循环到达新的靶器官,形成远处播散。目前病理学检测MVI的方法并不统一。常规方法采用光镜观察HE染色切片,从低倍镜逐渐过渡到高倍镜,观察管腔内内皮细胞覆盖的成簇的肿瘤细胞,因难以明确区分血管与淋巴管,故将肿瘤侵犯血管及淋巴管笼统称为MVI[10];因此,以往临床多仅关注肺癌侵犯血管或淋巴管之一,或将二者视为等同。HARADA等[11]认为肺癌侵犯血管对预后并无明显影响,而侵犯淋巴管则可能造成局部复发和远处转移;但HISHIDA等[12]发现NSCLC侵犯血管患者的总生存期小于侵犯淋巴管者,且多因素分析表明,仅NSCLC侵犯血管为预后不良的独立危险因子。为进一步区分肺癌侵犯血管与淋巴管,有学者[13-14]试图寻找其特异性标志物。CD34又名血小板-内皮细胞黏附分子-1(platelet-endothelial cell adhesion molecule-1, PECAM-1),为内皮细胞标志物之一,在成熟及非成熟血管均有所表达,其阳性提示存在肿瘤微血管;D2-40则为具有较高特异性的淋巴管内皮细胞特异标志物[15],通常仅特异性地与淋巴管内皮细胞相结合[16]。

根据癌栓位置,MVI可分为瘤内侵犯和瘤外侵犯。既往研究[17]表明,瘤内MVI与肺癌患者不良预后相关;但肿瘤内部血管常被其周围肿瘤细胞和基质所堵塞而丧失功能,难以由此判断瘤内MVI与远处转移的关系。肿瘤外部血管则为功能性血管,瘤外MVI可能为发生远处转移的潜在因素。SHIMADA等[18]认为瘤周MVI阳性肺癌发生远处转移的概率大于瘤内MVI阳性者。

由于病理学检测肺癌MVI较为困难,使肺癌MVI未能得到足够重视。肝癌MVI检出率较高,目前已较成熟地用于临床诊疗中,且具有详细病理分级标准[19],或可为肺癌相关研究提供参考和指导。

2 传统影像学评估肺癌MVI

2.1 CT CT是肺癌的首选影像学检查方法,具有分辨率高、成像速度快等优点[20],可较好地显示原发病灶位置、大小、内部结构及边缘特征等。任帅等[21]观察229例Ⅰ期肺腺癌患者,多因素分析结果显示,肿瘤直径≥2.2 cm是肺癌MVI的独立影响因素,且随肿瘤增大,发生MVI的概率亦增高。段晓蓓等[22]分析86例Ⅰ期实性肺腺癌患者,发现MVI阳性病灶径线(病灶最大横截面最大径与垂直于其的短径的平均值)大于MVI阴性者,且肿瘤形态是否规则与MVI具有相关性:MVI阳性肺腺癌形态多不规则。毛刺征为周围型肺癌的常见影像学表现,即结节或肿块周围存在细条状长短不一的放射状影,可能与癌细胞沿瘤周血管及淋巴管浸润有关。YANG等[20]认为肿瘤最大径及毛刺征为肺腺癌MVI阳性的独立危险因子。NIE等[23]报道,实性成分占比较高是肺腺癌发生MVI的独立危险因子。此外,瘤体大小对于其他肿瘤(如结肠癌、胃腺癌)发生MVI与否亦具有重要影响[24-26]。

2.218F-FDG PET/CT18F-FDG PET/CT是基于活体细胞摄取葡萄糖的功能成像方法,肿瘤摄取18F-FDG程度与其浸润性相关[27]。段晓蓓等[22]基于18F-FDG PET/CT影像学特征建立模型,用于预测Ⅰ期实性肺腺癌MVI风险,结果显示病灶最大标准摄取值(maximum standard uptake value, SUVmax)是MVI阳性的独立危险因子,且肿瘤SUVmax>7.75时,发生MVI的可能性较大。NIE等[23]亦认为病灶SUVmax用于预测肺腺癌MVI的效能高于其CT形态学特征(混合磨玻璃结节),二者预测训练集肺腺癌MVI的曲线下面积(area under the curve, AUC)分别为0.818和0.635,预测测试集肺腺癌MVI的AUC分别为0.800和0.727;这主要是由于MVI为肿瘤侵袭的第一步,而肿瘤生长所需养分大部分来源于糖代谢。

3 影像组学评估肺癌MVI

术前传统影像学预测肺癌MVI的难度较大。影像组学,包括CT、MRI及超声组学,可通过提取肉眼无法看到的影像学特征而量化评估疾病,已广泛应用于诊断、治疗肺癌及预后评估[28-29],且逐渐用于术前预测肺癌MVI。

3.1 直方图 直方图是通过统计数字化图像中所有像素不同灰度值出现的频率而获得病变内部异质性的直方图参数的非入侵性定量图像分析方法,可用于评估不同肿瘤MVI。于晓军等[30]发现表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)直方图对预测乳腺浸润性导管癌MVI具有一定价值;李敏达等[31]报道,MR T2*mapping全域直方图可用于评估宫颈癌MVI。TSUCHIYA等[32]前瞻性纳入60例NSCLC患者,基于肿瘤体积构建直方图,结果表明50thADC、75thADC、90thADC、95thADC、ADC平均值、斜度及峰度均可用于预测MVI,尤以峰度的诊断效能最高,其AUC为0.809。

3.2 2D、3D纹理分析 纹理分析可通过量化图像信息,并提取大量肉眼无法识别的纹理特征而显示肿瘤的微观信息及其内在特性。YANG等[20]回顾性分析149例肺腺癌术后患者,并构建纹理特征组学标签,发现基于2D图像构建的影像组学标签术前预测肺腺癌MVI的效能优于基于3D图像,其AUC分别为0.938和0.753;龚爱迪等[33]亦认为基于高分辨率CT图像的2D纹理分析模型预测肺腺癌MVI的效能优于3D。但3D ROI包含更多肿瘤病灶,理论上可较单层面2D ROI提供更为全面的信息。LIU等[34]发现,基于3D ROI构建的影像组学模型更适用于宫颈癌组织学分级。另有研究[35-36]表明,基于整个肿瘤提取的3D影像组学特征更能反映肿瘤特性;也有学者[37]认为2D与3D纹理分析用于评估胃肿瘤异质性价值相当。目前对于上述研究结果存在差异的原因尚不清楚,可能主要与不同研究采用的CT参数不同、导致其断层平面图像分辨率无法统一,或实际基于3D ROI提取的特征与最初3D特征计算概念有所偏差有关[38]。未来应进一步完善提取组学特征及计算特征值的方法,并筛选最佳分析手段。

4 小结与展望

MVI为肺癌侵袭性的病理学表现,在疾病发展及患者预后均有重要影响。传统影像学及影像组学用于术前预测肺癌MVI均在探索中,尚未得到广泛认可,目前仅能通过组织病理学明确诊断肺癌MVI。今后需积极开展大样本量、前瞻性及多中心研究,规范肺癌MVI评估流程,完善提取组学特征及计算特征值方法,筛选最佳分析手段,以利于临床推广应用。

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