磁共振灌注加權(quán)成像在宮頸癌表現(xiàn)特點(diǎn)的研究

葉裕豐，陳秋梅，向之明，李晶，何翠雯，郭冬梅，李淑明

1.廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院放射科，廣州 511400

2.廣州市番禺區(qū)婦幼保健院超聲科，廣州 511400

3.廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院病理科，廣州 511400

宮頸癌是最常見的女性生殖道惡性腫瘤，其發(fā)病率在世界范圍內(nèi)居女性腫瘤的第二位，且呈逐年升高和年輕化趨勢(shì)[1-2]，目前確診主要依靠臨床婦科檢查及細(xì)胞學(xué)檢查，存在創(chuàng)傷性、主觀性和局限性。磁共振灌注成像[3-4](magnetic resonance perfusion weighted imaging，PWI)作為一種主要的功能成像，反映的主要是組織中微觀血流動(dòng)力學(xué)信息，可以進(jìn)行定量分析病灶的微血管及其通透性，為評(píng)價(jià)器官、組織的血供情況、血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)提供一種直觀、活體和無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、快捷的檢查手段。本研究旨在探討磁共振灌注成像在宮頸癌中的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

1.1.1 宮頸癌組

收集2013年1月至2014年6月在某院確診的32例宮頸癌患者資料，年齡28～69歲，平均年齡(49± 11.9)歲。23例在MRI檢查后行子宮全切術(shù)并術(shù)后病理證實(shí)，9例在行MRI檢查前活檢證實(shí)。鱗癌23例，腺癌9例。入選標(biāo)準(zhǔn)：宮頸癌Ib期以上，病灶大約7 mm；已行活檢的病例，腫塊大小必須大于15 mm，避免活檢對(duì)MR檢查的數(shù)據(jù)造成影響。所有患者在行MRI檢查前未接受任何治療，均排除了MR檢查禁忌證，如裝有心臟起搏器、金屬異物或幽閉恐懼癥等。

1.1.2 正常對(duì)照組

30例正常對(duì)照組中10例健康志愿者，20例為卵巢囊腫患者，在檢查前均已告知相關(guān)檢查內(nèi)容，并簽署了知情同意書，同時(shí)報(bào)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，平均年齡(33±7.5)歲，所有受檢查者均無(wú)MR檢查禁忌證，并行常規(guī)MRI檢查未發(fā)現(xiàn)子宮疾病。

1.1.3 肌瘤對(duì)照組

30例宮頸肌壁間肌瘤全部經(jīng)病理證實(shí)。入選標(biāo)準(zhǔn)：腫塊無(wú)明顯變性，且大小一般≤50 mm。所有患者平均年齡(41±5.3)歲，均無(wú)MR檢查禁忌證。

1.2 研究方法

1.2.1 成像設(shè)備及對(duì)比劑

采用西門子Avanto 1.5 T磁共振掃描儀進(jìn)行掃描，空間分辨力≤0.5 mm；選用32通道相控陣體線圈，并使用呼吸門控技術(shù)；使用Madrad公司生產(chǎn)的MR自動(dòng)高壓注射器；對(duì)比劑為拜耳藥業(yè)公司生產(chǎn)的釓噴替酸葡甲胺注射液(Gd-DTPA)。

1.2.2 掃描序列

所有病例都依次行常規(guī)掃描、灌注掃描、增強(qiáng)掃描。其中灌注掃描采用容積內(nèi)插體部檢查序列(volume interpolated body examination, VIBE)橫斷位掃描，TR/TE：6.56/1.78 ms，翻轉(zhuǎn)角：12度，F(xiàn)OV：260 mm，層厚：4.0 mm，層間隔：0 mm，矩陣：256×128，SLICES PER SLAB=8，以病灶為中心對(duì)宮頸進(jìn)行無(wú)間斷連續(xù)90期掃描，按0.2 mmol/kg體重計(jì)算對(duì)比劑Gd-DTPA的用量，利用高壓注射器以3.5 ml/s靜脈團(tuán)注，注射完后以相同速率注射生理鹽水15 ml沖洗管道，靜脈團(tuán)注開始后立即啟動(dòng)VIBE掃描，掃描時(shí)間共計(jì)180 s。灌注掃描序列結(jié)束后立即行常規(guī)增強(qiáng)掃描，采用TSE序列T1WI成像，分別行橫斷位、矢狀位、冠狀位T1Wl，TR/TE：4.0/1.9 ms，F(xiàn)OV：320 mm，層厚：4 mm，重建厚度：2 mm，Matrix：320×160。

1.2.3 圖像處理與分析

影像圖像由2名不知道病理結(jié)果的資深經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生分析。圖像的后處理通過(guò)syngo工作站, 將動(dòng)態(tài)增強(qiáng)的圖像及蒙片放入Imaging V35軟件處理。時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線(time- signal intensity curve, TIC)采用感興趣區(qū)法, 根據(jù)TIC計(jì)算每個(gè)感興趣區(qū)(ROI)的灌注參數(shù)值(相對(duì)值)：最大增強(qiáng)(maximum enhancement, ME)、首過(guò)最大灌注斜率(steepest slope, SSmax)，達(dá)峰時(shí)間(time to peak,TTP)。ROI設(shè)置：宮頸癌和肌瘤選擇在1～90期之間腫塊內(nèi)外信號(hào)差別較大的一期，并參考平掃序列和增強(qiáng)序列，確保ROI在腫瘤病灶之內(nèi)，同時(shí)避開血管、囊變和病灶壞死區(qū)；正常宮頸選擇在肌層。感興趣區(qū)大小約3 mm×3 mm，且3次測(cè)量取其平均值。

公式如下：最大增強(qiáng)=峰值強(qiáng)度-初始強(qiáng)度；首過(guò)最大灌注斜率=初始強(qiáng)度時(shí)間和峰值強(qiáng)度時(shí)間之間的最大斜率；達(dá)峰時(shí)間=峰值強(qiáng)度時(shí)間-初始強(qiáng)度時(shí)間。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

圖1 A～D 宮頸癌病例。A：灌注加權(quán)成像第1期圖像；B：灌注加權(quán)成像第90期圖像，容積內(nèi)插體部檢查序列的使用，能清晰地顯示腫塊與周圍組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系，同時(shí)觀察到腫塊的邊緣強(qiáng)化較好；C: TIC曲線呈“速升平臺(tái)”型；D: 病理切片(HE ×100)顯示明顯異型性的腫瘤細(xì)胞 圖2A～D 正常宮頸病例。A：T1WI-VIBE第1期圖像；B：T1WI-VIBE第90期圖像；C: TIC曲線呈“緩慢上升”型。D: 病理切片(HE ×40)顯示正常的宮頸粘膜。 圖3A～D 宮頸肌壁間肌瘤病例。A：T1WI-VIBE第1期圖像；B：T1WI-VIBE第90期圖像；C: TIC曲線呈“速升平臺(tái)”型；D: 病理切片(HE ×40)顯示大量平滑肌細(xì)胞(ER+-, PR+, ACT+++, PCNA+-, SMA+++, Desmin+, ki67++)Fig.1 A—D The same patient of cervical cancer.A: The first phase of perfusion weighted imaging; B: The 90th phase of perfusion weighted imaging, could clearly show the relationship between the tumor and surrounding tissue structure, at the same time observe the tumor edge enhancement is better, by the volume interpolated body examination; C: TIC showed“rapidly ascending branch followed by a plateau”.D: Pathological slice(HE ×100)demonstrates tumor cells with atypia, and la lot of microvessel. Fig.2 A—D The same patient of normal cervix.A: The fi rst phase of T1WIVIBE; B: The 90th phase of T1WI-VIBE; C: TIC showed "slow ascending".D: Pathological slice (HE ×40) demonstrates normal cervical mucosa.Fig.3 A—D The same patient of cervical intermural leiomyomas.A: The fi rst phase of T1WI-VIBE; B: The 90th phase of T1WI-VIBE; C: TIC showed”rapidly ascending branch followed by a plateau”; D: Pathological slice (HE ×40) demonstrates a large number of smooth muscle cells (ER+-, PR+,ACT+++, PCNA+-, SMA+++, Desmin+, ki67++).

所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用SPSS17.0軟件包統(tǒng)計(jì)分析：宮頸癌組、正常對(duì)照組、肌瘤對(duì)照組相關(guān)參數(shù)屬于連續(xù)變量，采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示；各實(shí)驗(yàn)組之間參數(shù)彼此獨(dú)立，故兩組參數(shù)之間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 宮頸癌與正常宮頸、宮頸肌壁間肌瘤MRI灌注TIC曲線特點(diǎn)

32例宮頸癌有25例TIC曲線呈“速升平臺(tái)”型(圖1C)，7例呈“速升緩降”型。30例正常宮頸中有22例TIC曲線呈“緩慢上升”型(圖2C)，有8例屬于“速升平臺(tái)”，與宮頸癌的“速升平臺(tái)”型相比，正常宮頸組的TIC曲線上升支比較平緩，較慢到達(dá)峰值及平臺(tái)期，平臺(tái)期維持時(shí)間相對(duì)較短且平臺(tái)末期仍略有上升趨勢(shì)。30例宮頸肌瘤的TIC曲線有24例TIC曲線呈“速升平臺(tái)”型(圖3 C)，6例呈“緩慢上升”型，子宮肌瘤的“速升平臺(tái)”型的上升支斜率低于宮頸癌“速升平臺(tái)”型上升支的斜率，高于正常宮頸“速升平臺(tái)”型上升支的斜率；子宮肌瘤的“緩慢上升”型的上升支斜率高于正常宮頸“緩慢上升”型上升支的斜率。

2.2 根據(jù)TIC曲線，計(jì)算得出宮頸癌與正常宮頸MRI灌注成像參數(shù)(表1)

表1 宮頸癌與正常對(duì)照組中的ME、SSmax、TTP參數(shù)的相關(guān)性Tab.1 The relationship between cervical cancerand normal cervix by ME, SSmax, TTP

2.3 根據(jù)TIC曲線，計(jì)算得出宮頸癌與宮頸肌壁間肌瘤MRI灌注成像參數(shù)(表2)

表2 宮頸癌與宮頸肌壁間肌瘤對(duì)照組中的ME、SSmax、TTP參數(shù)的相關(guān)性Tab.2 The relationship between cervical cancer and cervical intermural leiomyomas by ME, SSmax, TTP

3 討論

新生血管是腫瘤賴以生長(zhǎng)的必備條件，惡性腫瘤的血管生成決定其生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和預(yù)后，血管生成程度與其侵襲力或惡性度密切相關(guān)。研究表明[5-7]，微血管生成反映了腫瘤細(xì)胞的增殖活性和侵襲、轉(zhuǎn)移的潛能。腫瘤新生血管的增多勢(shì)必引起血管容積、血流灌注及毛細(xì)血管通透性的變化 ，這就為影像學(xué)評(píng)價(jià)腫瘤的新生血管提供了可能。而磁共振灌注成像就是通過(guò)觀察離子型非特異性細(xì)胞外液對(duì)比劑在組織中的早期分布特點(diǎn)，來(lái)了解組織血管化程度、血流灌注狀況、毛細(xì)血管通透性等生理信息的功能成像方法，在顯示器官形態(tài)學(xué)變化的同時(shí)反映血流動(dòng)力學(xué)，提供有關(guān)微血管密度方面的信息[8]。

微血管滲漏優(yōu)勢(shì)期主要反映對(duì)比劑由微血管內(nèi)向血管外間質(zhì)間隙滲漏的過(guò)程，通過(guò)分析磁共振灌注成像的相關(guān)參數(shù)可以獲得血液動(dòng)力學(xué)方面的信息。本組研究的結(jié)果與Lee[9]、王浩初[10]和丁文金等[11]的研究結(jié)果有較多相似之處，但仍有不同之處。相似之處：正常宮頸組織由于微血管壁較完整、間質(zhì)腔隙較小，所以其磁共振灌注成像的TIC曲線主要表現(xiàn)為“緩慢上升”型，首過(guò)最大灌注斜率最小，達(dá)峰時(shí)間最長(zhǎng)。而宮頸癌組織的微血管壁不完整、間隙腔隙較大，故其磁共振灌注成像的TIC曲線基本上是由一個(gè)低平的基線，再加上一個(gè)非常陡峭的上升支，達(dá)到峰值后便進(jìn)入一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的平臺(tái)期，這類TIC曲線最大增強(qiáng)強(qiáng)度最小，首過(guò)最大灌注斜率最大，達(dá)峰時(shí)間最短。另一項(xiàng)研究[10-12]的血流動(dòng)力學(xué)分析顯示，宮頸癌組織的血管化作用、血管通透性及組織間質(zhì)間隙均大于正常宮頸組織，與正常宮頸基質(zhì)不同，腫瘤組織中有更大的空間輸送和積存對(duì)比劑，腫瘤間質(zhì)間隙的排空期、血管內(nèi)和間質(zhì)內(nèi)的血流阻滯，可導(dǎo)致對(duì)比劑滯留閉，相對(duì)正常宮頸組織而言，平臺(tái)期信號(hào)應(yīng)該更高、時(shí)間更長(zhǎng)。不同之處：本研究發(fā)現(xiàn)宮頸肌壁間肌瘤的磁共振灌注成像TIC曲線與宮頸癌的非常相似，同樣是“速升平臺(tái)”型，但最大增強(qiáng)強(qiáng)度最大，首過(guò)最大灌注斜率和達(dá)峰時(shí)間介于正常宮頸與宮頸癌之間，這主要是由于宮頸肌壁間肌瘤的微血管非常豐富，而且血管壁較完整、間質(zhì)腔隙較小。上述研究表明，磁共振灌注成像的TIC曲線與宮頸癌的血流灌注狀況及毛細(xì)血管通透性等有很好的相關(guān)性，但缺乏特異性。然而在臨床工作中，結(jié)合常規(guī)序列及增強(qiáng)序列，就能很好的觀察宮頸癌的形態(tài)和掌握血液動(dòng)力學(xué)方面的信息，將使MRI檢查在評(píng)估宮頸癌放化療的療效方面變?yōu)榭赡躘9-11]。

隨著分子影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用磁共振灌注成像評(píng)價(jià)腫瘤的生物學(xué)特性方面的研究越來(lái)越多，在宮頸癌方面，主要用來(lái)評(píng)估宮頸癌放化療的療效。近年來(lái)有研究報(bào)道[10,13]利用灌注成像來(lái)評(píng)價(jià)腫瘤組織的癌基因表達(dá)水平。機(jī)制可能是由于癌基因與腫瘤血管形成具有非常密切的關(guān)系，癌基因可通過(guò)調(diào)節(jié)血管形成因子，進(jìn)而影響腫瘤微環(huán)境和調(diào)控腫瘤血管的形成。

本研究灌注掃描序列上進(jìn)行了一些新的嘗試，采用容積內(nèi)插體部檢查序列, 既兼顧了時(shí)間分辨率，又實(shí)現(xiàn)了組織分辨率的提高，較以往的MRI灌注成像序列相比，可以很清楚地觀察到宮頸癌和周圍組織在灌注期間的信號(hào)變化及其相關(guān)性。雖然本研究取得了一些初步的結(jié)果，但存在一定局限性，如本組病例以符合手術(shù)條件的宮頸鱗癌居多，缺少對(duì)不同期別、不同類型宮頸癌的大樣本分析；腫瘤的不均勻性及組織病理取材的局限性(顯微鏡下觀察的組織有限)可能加大樣本數(shù)據(jù)的偏倚；患者年齡跨度大，身體條件(特別是心血管情況)相差較大，也會(huì)造成灌注參數(shù)一定程度的變異，后續(xù)研究將針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入探討。

綜上所述，磁共振灌注成像參數(shù)與宮頸癌生物學(xué)行為具有相關(guān)性，可不同程度反映活體腫瘤血流灌注狀況及毛細(xì)血管通透性等，有助于宮頸癌的鑒別診斷和臨床治療評(píng)估提供參考。

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