胰腺癌胰周血管侵犯的影像学进展

李政晓，李昇霖，孙嘉晨，任铁柱，刘苏卫，周俊林

1.兰州大学第二医院放射科，甘肃兰州 730030；2.兰州大学第二临床医学院，甘肃兰州 730030；3.甘肃省医学影像重点实验室，甘肃兰州 730030；4.医学影像人工智能甘肃省国际科技合作基地，甘肃兰州 730030

前言

目前，胰腺癌（Pancreatic Carcinoma, PC）已经成为人类死亡的第四大原因，总体预后极差［1-2］。PC 发病率居我国恶性肿瘤的第6 位，在20 世纪及本世纪初呈逐渐上升趋势［3-4］。有效延长PC 患者远期生存的唯一方法是手术达到完全切除（R0切除）并辅助放化疗［5-8］。根据美国国家综合癌症网络（NCCN）指南，将肿瘤与血管（肠系膜上动脉、门静脉、肠系膜上静脉）的周向接触＜180°定义为边缘性可切除的PC［9-11］。由于PC 恶性程度高，术中或术后常发现胰腺周围血管侵犯，导致手术效果欠佳［12-13］。因此，术前有效评估胰周血管是否受侵与受侵程度是预测患者手术效果的有效标志物。

1 超声在PC胰周血管侵犯中的研究进展

超声检查作为一种常规的影像学成像技术，可同时识别胰腺组织和主要胰周血管；彩色多普勒超声成像更具有多平面探查的优点，可以准确地评估倾斜和垂直平面内肿瘤与血管之间的空间关系。Angeli 等［14］对61 例PC 患者进行术前彩色多普勒超声成像，评估血管受累的敏感性、特异性及准确性分别为79%、89%、84%，阳性、阴性预测值为89%、79%。此外，当肿瘤与血管无接触或纵向接触长度≤2 cm时，肿瘤具有可切除性，反之不可切除，这表明肿瘤与血管的纵向接触长度与可切除性有相关性。另有研究在152 例PC 患者多普勒超声成像中发现，检测血管受累的敏感性、特异性及准确性为89.8%、95.8%及84.1%，阳性和阴性预测值分别为89.8% 和92.6%［15］。

对于PC 而言，内镜超声检查（Endoscopic Ultrasonography,EUS）为检测PC 胰周血管侵犯的新技术（图1a）。Sugiyama 等［16］表明术前超声在检测门静脉侵犯方面的敏感性和特异性均为92%，而EUS在检测门静脉侵犯方面相比CT、超声和血管造影更准确，因此，当怀疑PC 胰周血管侵犯时，可将EUS 纳入术前评估，但EUS 在检测动脉受侵程度上存在一定局限性。

总之，多普勒超声是一种相对准确、廉价的影像学检查方法，可以通过检测血管通畅度评估血管受侵程度；然而，多普勒超声检查在识别肿瘤更深部位的定位方面存在一定的局限性。相比彩色多普勒超声而言，EUS 在评估门静脉侵犯方面有更高的敏感性和特异性。

2 CT在PC胰周血管侵犯中的研究进展

计算机断层扫描技术（Computer Tomography,CT）是PC 术前诊断及分期的的主要方式，它能准确地显示血管解剖结构以及肿瘤与邻近血管结构之间的关系（图1b）［17］。Phoa 等［18］在50 例PC 患者CT 中，依据肿瘤向血管内的凸起，认为D 级（肿瘤向血管内凹陷）或E 级（血管的周向受累）具有88%的侵袭风险，且可切除性分别为7%、0%；若肿瘤凸面等级为D或E，且有大于90°的血管周向接触，则检测的灵敏度、特异性分别为60%、90%，这表明肿瘤凸面等级在评估可切除性上有一定意义。另有研究认为肿瘤与血管纵向接触的长度是血管侵犯的较好预测因素，其预测门静脉及肠系膜上静脉受侵的灵敏度分别为78%、81%［18］，这说明肿瘤与血管的纵向接触长度与血管受侵程度存在相关性。Lu 等［19］在35 名PC 患者CT 中发现肿瘤与血管的周向接触大于180°时，其不可切除性的敏感性和特异性分别为84%、98%，且阳性、阴性预测值为95%、93%，因此，肿瘤与血管的周向接触程度与不可切除性有很好的相关性。在能谱CT 方面，李方元等［20］对15 例PC 患者进行能谱成像发现血管内瘤栓与PC 病灶的单能量衰减曲线重合，而血管内血栓的单能量衰减曲线显著低平。

此外，对于PC 而言，CT 血管造影技术在评价PC胰周血管侵犯程度方面具较高的临床价值。张蕴等［21］对34 例PC 患者进行64 层螺旋CT 血管造影发现，以动脉受侵程度≤2 级时为PC 切除的临界点，血管造影评价可切除性的敏感性、特异性及准确性分别为92.9%、95%、94.1%，阳性、阴性预测值为92.9%、95%；而静脉受侵程度≤3 级时为可切除的临界点，其敏感性、特异性及准确性分别为78.6%、95%、88.2%，且阳性、阴性预测值为91.7%、86.4%，由此可见，相对动脉受侵而言，静脉受侵程度较大时仍可进行手术切除。Hamada等［12］在20例T1期（肿瘤直径＜2 cm）肿瘤血管造影中发现，以静脉侵犯为特征的PC 亚型可以隐藏在体积小的肿瘤中，若有60%的静脉侵犯，则肝转移的可能性增加，且肝转移组肿瘤浸润静脉占总静脉数（浸润和非浸润）的百分比显著高于非肝转移组，这表明肝脏转移与静脉受侵程度有一定关联，可以依据静脉受侵评估PC 患者肝脏转移的可能性，帮助临床更好地制定治疗决策。

总之，CT检查在PC胰周血管侵犯方面有较高的检出率，此外，CT血管造影技术可以更好地显示血管解剖，在评估血管受侵、病灶可切除性及肝脏转移可能性方面具有一定临床价值，由此可见，CT血管造影已经成为一种较好的常规检查手段，而临床评估指标、重要评判标准及价值需进一步明确，能谱CT 在未来或可用于评估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进展

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评估中也具有独特的优势（图1c）。王冬青等［22］对37 例PC 患者同时行增强MRI 和冠状位MRA 检查，将血管侵犯程度分为4 级，2a 级为可切除标准的最佳临界点，其预测不可切除的敏感性、特异性及准确性分别为67.4%、99.5%、95.9%，阳性、阴性预测值为92.9%、96.6%；血管侵犯程度为2a 级时，诊断PC 不可切除的效能最高。在PC 直方图分析研究中，De Robertis 等［23］在103 例PC 患者MR 直方图中发现，T1熵、ADC 熵、T2-kurtosis 和ADC-uniformity 在预测PC血管浸润、淋巴结转移及胰周脂肪浸润方面的曲线下面积（AUC）分别为0.657、0.742、0.818，此外，动脉变性是术后死亡的重要预测因子，这表明MR 直方图衍生参数在预测血管侵犯及动脉变性程度上有一定的临床意义。Wang 等［13］分析了118 例PC 合并门静脉侵犯的患者，发现肿瘤分化程度和静脉浸润深度是影响预后的独立危险因素，静脉受侵程度越重、预后越差，术后1、2 及3年的生存率分别为34.0%、28.4%和18.0%，因此，门静脉侵犯是PC 患者长期预后不良的重要原因之一。Fischer 等［24］对36 例PC患者行MRI发现当肿瘤包绕血管、阻塞动脉或静脉时为PC 不可切除的标准，其判断可切除、不可切除的准确性分别为73.7%和88.2%，阳性、阴性预测值为87.3%、75.6%。

总之，MRI在PC胰周血管侵犯程度方面有一定的评估价值，MRA作为重要补充技术，可以提供更好的血管解剖概况，在MRA显示正常血管的情况下，常规MRI可能显示肿瘤与血管接触，对于血管形态改变的评价标准明确。因此，二者可同时作为PC胰周血管侵犯的评估手段。此外，MR直方图参数在预测PC胰周血管侵犯方面有也具有相对较好的判别效能。

4 正电子发射断层扫描技术（PET）在PC胰周血管侵犯中的研究进展

18 氟-脱氧葡萄糖正电子发射成像/电子计算机断 层 扫 描（F-18-Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography, 18FFDGPET/CT）能显示PC 患者的胰腺组织和胰腺组织外病变，在诊断PC 的病理特征方面提供更具体的信息（图1d）［25］。18F-FDGPET/CT 主要通过糖代谢功能、CT的解剖结构显像的多模态影像来评估病变，因为全身显像可提供有关细胞代谢活动的信息，对于肿瘤病灶的代谢活性及PC诊断的灵敏度有较高的评估效能［25-27］。PET 不能清晰地显示血管，无法直接评估血管侵犯，因此，PET 与CT 的结合（PET/CT）有一定价值［28］。有研究对101 名PC 患者行PET/CT、增强CT 扫描发现，PET/CT 在评估PC 转移方面有一定价值，相比对血管侵犯的敏感性较增强CT 扫描低，而二者结合评估PC 血管侵犯的敏感性、特异性分别为83.3%和100.0%，因此，多层螺旋CT 结合PET 的使用，可能使血管的可视化效果更好［25］。在鉴别疾病良恶性方面，PET 的敏感性为85%～100%，特异性为67%～99%，通常高于CT［29］。此外，Heinrich等［28］对59名PC 患者行PET/CT 检查表明，检测PC 的敏感性为93%，特异性为69%，其特异性显著高于单独CT（21%），这表明PET/CT在PC诊断方面有相对较好的检测效能。

图1 男性，58岁，胰头部胰腺癌Figure 1 A 58-years-old male diagnosed with pancreatic carcinoma in the head of the pancreas

总之，PET 对于疾病隐匿性转移的检测效能高，而在评估PC 血管侵犯上存在一定局限性，其评估效能较增强扫描CT 低，故通过PET/CT 与增强CT 二者相结合或许使血管的可视化效果更好、评估血管侵犯的效能更高，为PC 患者的临床治疗提供更完善的方案，以期获得更优化的临床诊治。

5 影像组学在PC胰周血管侵犯中的研究进展

近年来，随着影像技术的不断发展及精进，人工智能技术愈来愈成熟，在医学领域中的应用越来越广泛。影像组学（Radiomics）属于人工智能的一个重要分支，源于计算机辅助诊断（Computer Aided Diagnosis, CAD）［30］，本质是通过使用计算机软件提取肉眼无法识别的高通量影像特征［31-32］，根据融合影像、临床及病理信息量化肿瘤微环境，早期定量肿瘤异质性，构建出合适的模型，用验证集分别对构建出的模型效能进行评估，选取评估效能最佳的模型，从而对疾病进行全面分析、评估，并预测其生物学行为，是目前PC 影像领域的热点研究方向［33-34］。影像组学的研究流程包括样本收集、ROI勾画、图像分割、特征提取和筛选以及回归模型性能的评估。目前，影像组学已被用于区分肿瘤复发和炎症，并确定PC的特定分子模式［35-36］。

Rigiroli 等［37］在纳入194 例PC 患者的研究中发现，由CT 放射特征构建的模型检测肠系膜上动脉受累的敏感性、特异性分别为62%和77%，因此，可通过影像组学方法提取肿瘤和血管周围CT 影像特征来提高血管受累的检出率。Chen 等［38］通过对54 例患者构建CT 纹理分析模型来预测肠系膜上静脉-门静脉的侵犯，该模型的准确性、敏感性及特异性分别为83%、74%、90%，阳性、阴性预测值为85%、83%，这可能有助于患者避免不可切除的手术治疗。此外，对于可切除的PC 患者，Eilaghi 等［39］对30 例PC 患者进行CT纹理分析发现，PC组织纹理特征中的差异性及归一化逆差值显著高于邻近正常胰腺实质，相较于肿瘤其它特征而言，纹理特征对于总生存率的预测效能更高，因此，纹理特征中的差异性和归一化逆差值与生存率显著相关。

总之，影像组学在评估PC 胰周血管侵犯方面的研究较少，需要更深层次的研究及验证，CT纹理分析模型在评估肿瘤血管侵犯方面有较好的效能。传统的影像学检查手段对PC术后生存率及血管侵犯的评估作用较为局限，而影像组学可以探索到更多的影像特征，分析肿瘤的异质性及肿瘤微环境，构建出稳定且适当的模型，此外，除了提取影像特征、临床信息特征外，影像组学还应该结合相关基因组学、蛋白质组学来评估患者远期生存率及血管侵犯程度。

6 总结

术前评估胰周血管的侵犯状态是影响PC患者远期预后的重要因素，传统影像学手段通过观察肿瘤与血管的关系，从而确定胰周血管的侵犯状态，然而，这种传统影像学评估手段存在主观和经验主义的短板。相反，近年来新起的影像组学方法通过肿瘤和瘤周组织纹理特征构建的血管侵犯预测模型，具有主观、定量和可重复的优势，为PC血管侵犯的状态和程度提供了一种新的评价方式。因此，综合影像检查技术的优势，未来术前精确评估PC 胰周血管侵犯的状态将成为可能。