原发性肝癌患者剪切波速度和超声造影定量参数与病理微血管密度关系研究

薛 薇，赵玉珍，何其佳，阳 练，笪冀平，蒋惠君



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原发性肝癌患者剪切波速度和超声造影定量参数与病理微血管密度关系研究

薛 薇，赵玉珍，何其佳，阳 练，笪冀平，蒋惠君

目的 探讨原发性肝癌患者病灶剪切波速度(SWV)、超声造影(CEUS)定量参数与病理微血管密度(MVD)的相关性。方法 2012年7月—2014年6月于中日友好医院行超声检查检出肝局灶性病变的187例患者中，选取经手术、病理证实的原发性肝癌患者39例(肝细胞肝癌35例，混合型肝癌3例，胆管细胞癌1例)为研究对象。术前采用声触诊组织量化技术(VTQ)获取病灶及病灶周围背景肝组织SWV，通过CEUS检查获取病灶及病灶周围背景肝组织CEUS定量参数(始增时间、始增强度、达峰时间、峰值强度、120 s回声强度、峰值加速时间、强度增量、增强速率和消退速率)，并测定病灶及病灶周围背景肝组织MVD。结果 病灶与病灶周围背景肝组织SWV分别为(2.84±0.68)m/s和(1.67±0.47)m/s，差异有统计学意义(t′=8.818，P<0.001)。病灶始增时间、达峰时间、峰值加速时间以及120 s回声强度小于病灶周围背景肝组织(P<0.05)，病灶增强速率大于病灶周围背景肝组织(P<0.05)。病灶始增强度、峰值强度、强度增量、消退速率与周围背景肝组织比较，差异无统计学意义(P>0.05)。病灶与病灶周围背景肝组织MVD分别为(54.75±22.31)和(12.52±8.41)，差异有统计学意义(t′=11.060，P<0.001)。病灶SWV与MVD无线性相关关系(r=0.143，P=0.385)。病灶达峰时间、峰值加速时间与病灶 MVD呈负相关(r=-0.632、-0.781，P<0.05)；病灶增强速率与MVD呈正相关(r=0.696，P<0.05)；病灶始增时间、始增强度、峰值强度、120 s回声强度、强度增量、消退速率与MVD无线性相关关系(P>0.05)。结论 VTQ通过测定SWV可以定量评估原发性肝癌患者病灶组织硬度，但间接反映其血供的假设仍有待于更为深入的研究；原发性肝癌患者CEUS参数中的达峰时间、峰值加速时间、增强速率与MVD具有相关性，其在评估原发性肝癌患者血供方面具有良好的应用前景。

肝肿瘤；声触诊组织量化技术；剪切波速度；超声检查；微血管

薛薇，赵玉珍，何其佳，等.原发性肝癌患者剪切波速度和超声造影定量参数与病理微血管密度关系研究[J].中国全科医学，2015，18(27)：3376-3380.[www.chinagp.net]

Xue W,Zhao YZ,He QJ,et al.Correlation between shear wave velocity,quantitative parameters of contrast-enhanced ultrasound and micro vessel density in patients with primary liver cancer[J].Chinese General Practice，2015，18(27)：3376-3380.

原发性肝癌的生长、浸润、转移、分期及预后均与肿瘤血管生成有密切关系。微血管是肿瘤间质成分之一，间质成分增多可对肿瘤的硬度产生影响。声触诊组织量化技术(virtual touch tissue quantification，VTQ)通过测量肿瘤的剪切波速度(shear wave velocity，SWV)来评价其硬度、判断其良恶性。超声造影(CEUS)定量分析可以定量反映出肝脏肿瘤及其周边组织的血流动力学状态，准确显示病灶血管的血流分布情况。本研究通过分析原发性肝癌病灶的SWV、CEUS定量参数与肿瘤微血管密度(microvessel density，MVD)的相关性，探讨VTQ与CEUS定量分析在定量评估原发性肝癌患者血供方面的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准 纳入标准：(1)常规超声检查时发现肝脏肿物，肿物距皮肤位置<8.0 cm且不靠近膈肌、心脏及大血管(下腔静脉及腹主动脉等)；(2)肝脏肿物均经手术活检取得病理学检查结果；(3)一般情况较好，能保持仰卧位或左侧卧位，能配合屏住呼吸并无CEUS检查禁忌证者。排除标准：(1)病情危重或有CEUS检查禁忌证者；(2)进行VTQ检查无法获得SWV者。

1.2 研究对象 2012年7月—2014年6月于中日友好医院行超声检查检出肝局灶性病变的187例患者中，选取经手术、病理证实的原发性肝癌患者39例(肝细胞肝癌35例，混合型肝癌3例，胆管细胞癌1例)为研究对象。其中男25例，女14例，年龄26～80岁，平均年龄(57.2±14.6)岁。患者的选取及临床研究均符合伦理学相关要求，并事先向患者告知情况、签订知情同意书。

1.3 仪器与方法

1.3.1 VTQ检查 应用Acuson S2000彩色多普勒超声诊断仪(德国西门子公司)，内配VTQ成像技术软件，4C-1探头，探头频率4.5 MHz，患者取仰卧位或左侧卧位，充分暴露肝右区的肋间隙，探头置助间隙或肋缘下紧贴皮肤进行VTQ成像，选择感兴趣区(regionofinterest，ROI，固定大小1.0 cm×0.5 cm)，取样框应避开肝脏内部大的管道系统结构，并且保证所有ROI置于距体表深约3～6 cm处，嘱患者直接屏住呼吸，按下update键启动VTQ系统，使其对所选ROI的组织发出1个剪切波，软件将自动测算出此ROI的SWV，存图并记录。病灶最大直径≤3 cm者，在其中心取1个点测定SWV；病灶最大直径>3 cm者，避开病灶液化坏死部位，分别在病灶中心部位及周边取3～5点测定SWV。在1次屏气中同一位置连续测量3～5次，重复以上操作共获得20～30个肝脏SWV，计算平均值代表该病灶SWV。测定病灶周围背景肝组织SWV时，ROI置于距病灶边缘1～5 cm处。所有测量由同一名操作熟练的医生来完成。

本研究创新点：

本研究初步尝试用声触诊组织量化技术(VTQ)测定剪切波速度(SWV)评估原发性肝癌患者病灶组织硬度来间接评估其微血管生成的情况，并探讨了超声造影定量分析在评估原发性肝癌患者血供方面的临床应用价值，试图用更简便的检查手段替代复杂繁琐的病理微血管密度测定。

1.3.2 CEUS检查 CEUS检查应用IU22彩色多普勒超声诊断仪(荷兰飞利浦集团)，C5-2探头，探头频率2～5 MHz，造影剂釆用意大利Bracco公司生产的SonoVue。首先应用常规超声对患者全肝进行扫查，选择病灶的最佳切面切换至造影状态，机械指数调为0.06，经肘静脉团注配制好的造影剂混悬液2.4 ml，随后立即注入5 ml 0.9%氯化钠溶液，同时启动仪器内置的计时器并将整个造影过程录制于仪器内，造影结束后将动态图像导出进行脱机分析，釆用QLAB定量软件对病杜及病灶周围背景肝组织分别绘制时间强度曲线(time-intense curve，TIC)，并分别获取其始增时间、始增强度、达峰时间、峰值强度及120 s回声强度，然后分别计算峰值加速时间(峰值加速时间=达峰时间-始增时间)、强度增量(强度增量=峰值强度-始增强度)、增强速率(增强速率=强度增量/峰值加速时间)和120 s内消退速率〔消退速率=(峰值强度-120 s回声强度)/(120-达峰时间)〕。

1.3.3 MVD的测定 术后病理标本切片，使用抗CD34单克隆抗体链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶连结法(SP法)行免疫组织化学染色，染色步骤严格遵照试剂使用说明。CD34阳性判断标准参照Weider计数法[1]，先在40倍光镜下扫查整个切片，寻找3个血管高密度区，即“热点”，然后在400倍光镜下计数染色阳性血管数，凡是染成棕黄色、单个或数个内皮细胞均作为1个微血管计数，管腔大于8个红细胞直径、带有较厚肌层的血管不作为微血管计数，取其平均值作为该切片的 MVD。

2 结果

2.1 不同部位SWV比较 病灶与病灶周围背景肝组织的SWV分别为(2.84±0.68)m/s和(1.67±0.47)m/s(见图1、2)，差异有统计学意义(t′=8.818，P<0.001)。

2.2 不同部位CEUS定量参数比较 病灶的始增时间、达峰时间、120 s回声强度、峰值加速时间小于病灶周围背景肝组织，病灶增强速率大于病灶周围背景肝组织，差异有统计学意义(P<0.05)。病灶的始增强度、峰值强度、强度增量、消退速率与病灶周围背景肝组织比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表1、图3)。

2.3 不同部位MVD比较 病灶与病灶周围背景肝组织的MVD分别为(54.75±22.31)和(12.52±8.41)，差异有统计学意义(t′=11.060，P<0.001，见图4、5)。

2.4 相关性分析

2.4.1 病灶SWV与MVD的相关性 病灶SWV与MVD无线性相关关系(r=0.143，P=0.385)。

图1 原发性肝癌患者病灶VTQ成像

Figure 1 VTQ imaging of tumor tissue in PLC patients

图2 原发性肝癌患者病灶周围背景肝组织VTQ成像

Figure 2 VTQ imaging of background liver tissue in PLC patients

注：与图1为同一病灶，提示病灶(曲线①)增强速率快，始增时间、达峰时间早，消退速率快，与病灶周围背景肝组织(曲线②)形成交叉曲线

图3 超声造影时间强度曲线

Figure 3 Time-intensity curve of ultrasound contrast

注：与图1为同一病灶

图4 病灶术后病理组织图

Figure 4 Postoperative histopathological imaging of tumor tissue

研究背景：

原发性肝癌是严重威胁人类健康的十大恶性肿瘤之一，是癌症相关死亡的第三个常见原因。其起病隐匿，进展迅速，早期无明显症状，一旦出现典型临床症状多为中晚期，确诊患者多失去手术机会，多数患者生存期短而死亡率高，因此早期诊断尤为重要。原发性肝癌的生长、浸润、转移、分期及预后均与肿瘤血管生成有密切关系，故明确患者的血供情况可以为原发性肝癌的早期诊断、有效治疗提供帮助，以期改善其预后。

注：与图1为同一病灶

图5 病灶周围背景肝组织术后病理组织图

Figure 5 Postoperative histopathological imaging of background liver tissue

2.4.2 病灶CEUS定量参数与MVD的相关性 病灶达峰时间、峰值加速时间与MVD呈负相关(P<0.05)；病灶增强速率与MVD呈正相关(P<0.05)；病灶始增时间、始增强度、峰值强度、120 s回声强度、强度增量、消退速率与MVD无线性相关关系(P>0.05，见表2)。

表2 病灶超声造影定量参数与MVD的相关性

Table 2 Correlation of tumor tissue between quantitative parameters of contrast-enhanced ultrasound and MVD

参数r值P值始增时间01660312始增强度-02140191达峰时间-0632<0001峰值强度-01310425120s回声强度-01320425峰值加速时间-0781<0001强度增量01360411增强速率0696<0001消退速率01910244

表1 原发性肝癌患者病灶与病灶周围背景肝组织超声造影定量参数比较(±s,n=39)

注：a为t′值

3 讨论

原发性肝癌的生长非常迅速，需要大量的营养物质及氧气供应，生长旺盛的肝癌组织内部多处于缺氧状态，因此新生血管成为肝癌细胞增殖的必需条件。肝癌的发生、发展和转移离不开肿瘤新生血管，故明确原发性肝癌患者的血供有利于早期诊断、有效治疗，并关系到肝癌患者的预后[2]。

3.1 VTQ间接评估原发性肝癌患者血供的初步尝试 VTQ通过获得肝脏病灶的SWV，定量反映原发性肝癌患者病灶组织硬度，从而为鉴别病灶良恶性提供了新的参数。本研究结果显示，病灶的SWV大于病灶周围背景肝组织，与既往文献报道一致[3-4]，说明原发性肝癌患者病灶组织硬度明显高于病灶周围背景肝组织。影响原发性肝癌患者病灶组织硬度的因素较为复杂，间质成分增多是其中比较重要的原因之一，肝癌病灶组织间质不同于机体其他部位癌组织间质，其有丰富的血管窦以及窦内皮细胞即微血管，这些微血管大量增生以供应肿瘤细胞使其得以持续生长、增殖和转移[5]。所以本研究尝试用VTQ测定SWV评估病灶组织硬度进而间接评估原发性肝癌患者微血管生成的情况。

本研究结果显示，病灶SWV与MVD无线性相关关系，可能与本研究局限性有关：(1)研究因素较为单一：肝脏的间质成分十分复杂，包括基质细胞、免疫细胞、胆管内皮细胞、血管内皮细胞、肝祖细胞群、细胞外基质以及各种细胞因子等，肝癌的发生、发展是多种间质成分相互影响、相互作用的结果[6]。其中细胞外基质的过度堆积是造成肝硬化、癌变的主要原因之一[7]，也许细胞外基质的过度堆积对病灶组织硬度的影响要大于微血管的形成，那么用SWV评估病灶组织硬度进而间接评估原发性肝癌患者微血管生成情况的假设将不成立。但是本研究只探讨了微血管与SWV的相关性，不能除外其他间质成分对这一阴性结果的影响。(2)样本量较少：有待于扩大样本量进行更为深入的研究。

3.2 CEUS定量参数可用于评估原发性肝癌患者的血供 本研究结果显示，病灶的始增时间、达峰时间、120 s回声强度、峰值加速时间小于病灶周围背景肝组织，病灶增强速率大于病灶周围背景肝组织，与既往文献报道一致[8-9]。推测这可能是因为病灶组织单位体积内微血管较周围背景肝组织内的微血管数目增多、管径增粗，单位时间进入病灶组织内的造影剂也增多，肿瘤增强速率较快，达峰时间和增强时间较短。

本研究结果显示，病灶达峰时间、峰值加速时间与MVD呈负相关，病灶增强速率与MVD呈正相关，与文献报道一致[10-12]。这个结果验证了上述推测，说明达峰时间、峰值加速时间、增强速率在一定程度上可以间接提示原发性肝癌患者的MVD，在评估其血供方面具有重要的应用价值。

但是本研究中CEUS定量参数评估原发性肝癌患者血供也存在一定的局限性，如肝脏会随患者呼吸而移动，故造影过程中，取样框难以固定于某一特定位置而影响最终的CEUS定量参数。

3.3 病理MVD是定量分析肿瘤血管生成情况的金标准 目前，定量分析肿瘤血管生成的金标准是病理微血管测定法[11]。CD34是评估肝癌患者微血管最敏感的指标，常用于计算肝癌MVD，其在病灶组织新生血管内皮细胞中呈强阳性表达，呈棕黄色或棕褐色窦隙状分布，而在病灶周围背景肝组织内不表达或偶见表达[13]。本研究结果显示，病灶MVD大于病灶周围背景肝组织。CD34在病灶周围背景肝组织仍有表达，考虑是因为本研究中有18例原发性肝癌患者均伴有慢性肝炎或肝硬化，这种非正常的病灶周围背景肝组织内纤维成分的形成引起肝内分流，阻挡肝窦向肝细胞的血液供应，最终导致病灶局部缺血、缺氧，这些因素又刺激了新生血管的形成[14]。

综上所述，VTQ通过测定SWV可以定量评估原发性肝癌患者病灶组织硬度，但间接反映其血供的假设仍有待于更为深入的研究；原发性肝癌患者CEUS定量参数中的达峰时间、峰值加速时间、增强速率与MVD具有相关性，其在评估原发性肝癌患者血供方面具有良好的应用前景。

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修回日期：2015-05-22)

(本文编辑：崔丽红)

Correlation Between Shear Wave Velocity,Quantitative Parameters of Contrast-enhanced Ultrasound and Micro Vessel Density in Patients With Primary Liver Cancer

XUEWei,ZHAOYu-zhen,HEQi-jia,etal.

DepartmentofUltrasound,China-JapanFriendshipHospital,Beijing100029,China

Objective To investigate the correlation between shear wave velocity(SWV),quantitative parameters of contrast-enhanced ultrasound and micro vessel density(MVD) of the nidus of primary liver cancer(PLC).Methods Among 187 patients who were diagnosed as focal liver lesion by ultrasonography in the Department of Ultrasound of China-Japan Friendship Hospital from July 2012 to June 2014,39 patients(35 patients with hepatocellular carcinoma,3 patients with mixed type liver cancer and 1 patient with cholangiocarcinoma) who were diagnosed as PLC by surgery and pathology were enrolled in the study.Before surgery,the virtual touch tissue quantification(VTQ) method was used to detect the SWV of nidus and background liver tissues.The CEUS method was employed to acquire quantitative parameters of contrast-enhanced ultrasound(initial time increase,initial strength increase,time to peak,peak intensity,120 s echo intensity,peak accelerating time,strength increase,increase velocity and decrease velocity) of nidus and background liver tissues.The MVD values of nidus and background liver tissues were determined.Results The SWV values of nidus and backgroud liver tissues were(2.84±0.68) m/s and(1.67±0.47) m/s respectively,with significant difference between them(t′=8.818,P<0.001).Nidus was lower(P<0.05) in initial time increase,time to peak,peak accelerating time and 120 s echo intensity and higher(P<0.05) in increase velocity than background liver tissues.Nidus and background liver tissues were not significantly different(P>0.05) in initial intensity increase,peak intensity,intensity increase and decrease velocity.The MVD values of nidus and background liver tissues were(54.75±22.31) and(12.52±8.41) respectively,with significant difference between them(t′=11.060,P<0.001).No linear correlation was found between SWV and MVD of nudis(r=0.143,P=0.385).For nidus,time to peak and peak accelerating time were negatively correlated with MVD(r=-0.632,-0.781;P<0.05);increase velocity was positively correlated with MVD(r=0.696,P<0.05);initial increase time,initial increase intensity,peak intensity,120 s echo intensity,intensity increase and decrease velocity had no linear correlation with MVD(P>0.05).Conclusion The determining of SWV by VTQ could help conduct the quantitative evaluation of the hardness of tumor tissues of PLC,while the hypothesis that the blood supply can be reflected indirectly needs further researches.Among CEUS parameters,time to peak,peak accelerating time and increase velocity have correlation with MVD and have applicable value in the assessment of blood supply in patients with PLC.

Liver neoplasms;Virtual touch tissue quantification;Shear wave velocity;Ultrasonography;Microvessels

首都卫生发展科研专项(首发2011-4012-01)

100029 北京市，中日友好医院超声科(薛薇，赵玉珍，何其佳，阳练)，病理科(笪冀平，蒋惠君)

赵玉珍，100029 北京市，中日友好医院超声科；E-mail：zhaoyuzhen516@sina.com

R 735.7

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.27.025

2015-04-16；