雙指數(shù)模型DWI對宮頸癌分期及分級診斷的價值

李 君，吳獻華，馮 峰，李洪江，夏淦林

（1.南通市腫瘤醫(yī)院 南通大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射科，江蘇 南通 226361；2.南通大學(xué)附屬醫(yī)院，江蘇 南通 226001）

宮頸癌約占女性生殖器官腫瘤的70%，其發(fā)病率逐年遞增[1－2]。常規(guī)的臨床診斷方法雖然準確、可靠，但其無法對子宮肌層及子宮外的浸潤程度做出判斷。B超、CT及常規(guī)MRI檢查能夠有效地輔助宮頸癌的臨床分期[3]，但對宮頸癌的分級診斷仍存在困難。單指數(shù)模型DWI已常規(guī)用于宮頸癌術(shù)前評估，而雙指數(shù)模型DWI作為MRI檢查的一種新技術(shù)，也越來越多的應(yīng)用于宮頸癌的定量和定性診斷，使得對宮頸癌的診斷分析由傳統(tǒng)的宏觀向微觀轉(zhuǎn)變[4－5]。宮頸癌的術(shù)前病理較容易獲取，也為臨床所必需，但宮頸癌的術(shù)前分期及分級臨床存在一定的限度，因而用影像學(xué)幫助區(qū)分宮頸癌的術(shù)前分期及分級相比區(qū)分病理類型意義更大。本研究主要對單指數(shù)模型及雙指數(shù)模型DWI在宮頸癌分期、分級診斷中的臨床價值進行探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料

搜集南通市腫瘤醫(yī)院2014年5月—2016年6月經(jīng)手術(shù)病理證實的65例宮頸癌患者的臨床及影像學(xué)資料進行回顧分析，年齡42～65歲，平均53.6歲。所有患者的MRI檢查均在術(shù)前2周內(nèi)進行，且MRI檢查前后直至手術(shù)均未行任何抗腫瘤治療。65例中宮頸鱗癌42例（高分化14例、中與低分化28例），宮頸腺癌23例（高分化4例、中與低分化19例）。根據(jù)FIGO分期，臨床對Ⅱa期以下早期患者及Ⅱb期以上中晚期患者的治療方法截然不同[6]，對65例患者根據(jù)病理結(jié)果分為Ⅱa期及以下組（包括Ⅱa期）及Ⅱa期以上組，其中Ⅱa期及以下組37例（Ⅰ期17例，Ⅱa期20例），Ⅱa期以上組28例（Ⅱb期16例，Ⅲ期12例）。

1.2 檢查方法

采用Siemens Magnetom Espree 1.5T超導(dǎo)型磁共振掃描儀，8通道相控陣體線圈。所有患者在行MRI檢查前均禁食4～6 h，但適量飲水，使膀胱適當(dāng)充盈。MR動態(tài)增強對比劑為釓噴替酸葡甲胺（Gd－DTPA），劑量 0.1 mmol/kg，用高壓注射器經(jīng)肘靜脈以2.0 mL/s的速率團注，注射后追加10～20 mL生理鹽水沖洗注射管道。軸位病灶部位連續(xù)掃描層面垂直于子宮長軸，T1WI：TR 5.61 ms，TE 2.38 ms，層厚4 mm，間距 0.8 mm，視野 339 mm×233 mm，矩陣 192×125。 矢狀面 FSE T2WI：TR 2740ms，TE 73ms，層厚4 mm，間距 1.2 mm，視野 250 mm×250 mm，矩陣 256×256。 軸位 FSE T2WI：TR 3 400 ms，TE 105 ms，層厚7 mm，間距 2 mm，視野 400 mm×400 mm，矩陣 256×256。軸位 SPAIR T2WI：TR 4000ms，TE 108ms，層厚7 mm，間隔 2 mm，視野 400 mm×400 mm，矩陣 320×320，激勵次數(shù)均為1。單b值DWI采用軸位單次激發(fā)自旋平面回波（SS EPI）成像，TR 4000ms，TE 100ms，層厚 7 mm，層間距 2.1 mm，視野 400 mm×400 mm，矩陣 128×128，激勵次數(shù) 6，b 值取 0、800 s/mm2。 多 b值DWI采用單次激發(fā)自旋回波平面序列軸位成像，TR 3 200 ms，TE 100 ms，層厚 5 mm，間距 1.5 mm，視野 400 mm×400 mm，矩陣 128×90，激勵次數(shù) 12，b值 取 0、50 s/mm2、100 s/mm2、150 s/mm2、200 s/mm2、400s/mm2、600s/mm2、800s/mm2、1000s/mm2、1200s/mm2、1 500 s/mm2。

1.3 圖像處理

由兩名從事影像診斷8年以上的醫(yī)師分別對所納入病例的多b值DWI圖像以雙盲法進行分析，采用不同形態(tài)的感興趣區(qū)（ROI）勾畫重復(fù)測量，第一位觀察者測量2次，兩次測量間隔1周，第二位觀察者測量1次，合計測量3次，分析組間和組內(nèi)一致性。雙側(cè)病變時僅測量較為復(fù)雜一側(cè)以避免組內(nèi)一致性的潛在影響。結(jié)合平掃軸位T1WI、壓脂T2WI及垂直于宮體長軸動態(tài)增強圖像，在原始多b值圖像上選取ROI。ROI的確定遵循以下原則：①將ROI置于病灶邊緣最靠近宮旁組織處，并置于增強明顯強化的區(qū)域，避開囊變、壞死區(qū)。②將ROI置于病灶內(nèi)實質(zhì)部分，避開囊變、壞死或出血區(qū)。每個ROI面積＞50 mm2。應(yīng)用Matlab軟件，建立相應(yīng)數(shù)據(jù)模型，測出每個病例的表觀擴散系數(shù)（ADC）、慢速表觀擴散系數(shù)（ADCslow）、快速表觀擴散系數(shù)（ADCfast）、快速擴散成分所占比（Ffast），并生成ROI相應(yīng)的參數(shù)平均值（圖1）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

使用SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù) （Intraclass correlation coefficient，ICC）來評價各參數(shù)組間與組內(nèi)的一致性，ICC≤0.40為低度可信，0.41＜ICC≤0.75 為中度可信，ICC＞0.75 為高度可信。比較Ⅱa期以上組與Ⅱa期及以下組符合正態(tài)分布的各種ADC值，采用兩獨立樣本t檢驗。應(yīng)用單因素方差分析比較不同病理級別宮頸癌的ADC值，組與組之間兩兩比較，采用LSD檢驗；若為非正態(tài)分布的ADC值，則采用秩和檢驗或H檢驗法。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

65例宮頸癌中，兩位測量者采用不同形態(tài)的ROI勾畫法，測得組內(nèi)與組間ICC分別為0.878～0.948、0.856～0.932，表現(xiàn)為較高的一致性（表1）。

表1 不同測量者采用不同ROI勾畫法組間及組內(nèi)重復(fù)性

Ⅱa期以上患者中出現(xiàn)宮旁浸潤患者的ADCslow及ADC小于Ⅱa期及以下組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。 Ⅱa 期以上組 ADCfast及 Ffast均低于Ⅱa期及以下組，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，表2）。

表2 Ⅱa期及以下組與Ⅱa期以上組ADC值和F值比較

圖1 女，56歲，宮頸鱗癌Ⅱ級。圖1a：在多b值DWI序列的原始融合圖像上宮頸高信號腫塊區(qū)設(shè)置ROI（白箭）。圖1b：ADCslow=0.36×10－3mm2/s。 圖1c：ADCfast=58.16×10－3mm2/s。 圖1d：Ffast=0.46。 圖1e：ADC=0.69×10－3mm2/s。 圖1f：病理圖片（HE）。Figure 1.A 56－year－old female with cervical squamous cell carcinoma of grade Ⅱ by pathological test.Figure 1a:Set the region of interest(white arrow)in the high signal area of the cervical cancer in multi－b value DWI original image.Figure 1b:ADCslow=0.36×10－3mm2/s.Figure 1c:ADCfast=58.16×10－3mm2/s.Figure 1d:Ffast=0.46.Figure 1e:ADC=0.69×10－3mm2/s.Figure 1f:Pathological picture(HE).

宮頸高分化鱗癌或腺癌ADCslow及ADC均高于中、低分化鱗癌或腺癌，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。 而不同級別宮頸鱗癌或腺癌的 ADCfast、Ffast均無明顯差異，無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，表3）。

ROC曲線分析顯示在各ADC值中，ADCslow曲線下所占面積最大（圖2），在宮頸癌分期及分級診斷中效能最高。各ADC值診斷效能指標見表4，5。

3 討論

宮頸癌的分期、分型和分級診斷，特別是術(shù)前診斷正確與否，對選擇正確的治療方案至關(guān)重要。常規(guī)MRI T2WI雖然能夠較好的顯示宮頸癌侵犯范圍及浸潤深度，而且對宮頸癌病理分期診斷的準確率甚至達到92.9%，但與DWI聯(lián)合常規(guī)MRI的診斷準確率仍存在一定差距[7]，并且常規(guī)MRI對宮頸癌的分期和分級診斷存在限度。DWI通過反映人體內(nèi)組織細胞內(nèi)外水分子的布朗運動，呈現(xiàn)腫瘤微環(huán)境的狀況，有助于對腫瘤進行定量分析。本研究旨在探討單指數(shù)模型和雙指數(shù)模型DWI在宮頸癌的分期及分級診斷中的臨床價值。

表3 不同分化程度宮頸癌ADC值和F值比較

圖2 a ADC值對宮頸癌分期鑒別的ROC曲線。 圖2b ADC值對宮頸癌分級鑒別的ROC曲線。Figure 2a.ROC curves for ADCslow,ADCfast,Ffastand ADCtotalin cervical cancer of different stages.Figure 2b.ROC curves for ADCslow,ADCfast,Ffastand ADCtotalin cervical cancer of different differentiation.

本研究中，ADCslow、ADCfast、Ffast及 ADC 的組間及組內(nèi)ICC值分別為0.867、0.896、0.856、0.932 和0.878、0.902、0.883、0.948， 表現(xiàn)為較高的一致性，結(jié)果與同類文獻報道相符[8]。

廖秋玲等[7]對不同病理分期的宮頸癌DWI ADC與指數(shù)化ADC（eADC）進行了比較，認為二者對于宮頸癌的診斷與分期具有相同價值。本研究采用單指數(shù)模型和雙指數(shù)模型DWI在宮頸癌性病灶最靠近宮旁組織處取 ROI， 測得 ADC、ADCslow、ADCfast及Ffast值，并與術(shù)后病理結(jié)果進行對照，測得Ⅱa期以上出現(xiàn)宮旁浸潤患者的ADCslow及ADC值低于Ⅱa期及以下組（P＜0.05），且 ADCslow值更低，與文獻[3]報道結(jié)果相符。宮頸癌的分期與其ADC值有一定的關(guān)聯(lián)，病變分期越晚，ADC值就越低。Ⅱa期以上出現(xiàn)宮旁浸潤患者的ADCslow值小于Ⅱa期及以下組，這可能與患者癌細胞快速增殖、密度較大、排列致密、細胞外間隙縮小有關(guān)，而Ⅱa期及以下組非浸潤區(qū)的正常細胞密度小于浸潤區(qū)域癌細胞密度，加上生物膜對水分子的限制、大分子物質(zhì)吸附作用增強等因素共同阻止了細胞內(nèi)水分子的有效運動，明顯限制了水分子擴散。同時ADCslow值剔除了微循環(huán)灌注的影響，能更真實地反映細胞內(nèi)水分子的擴散運動，所以測得ADCslow值低于ADC值。由于Ⅱa期及以下的早期宮頸癌首選手術(shù)治療，而Ⅱa期以上的中晚期宮頸癌治療以放化療為主[9]，因此宮頸癌術(shù)前分期十分重要。本研究結(jié)果表明，ADC值及ADCslow值均可以作為宮頸癌分期的參考指標，對于宮頸癌術(shù)前早期診斷具有重要價值。

本研究還顯示宮頸鱗癌與腺癌因分化程度不同，其ADCslow炯然不同，高分化宮頸鱗癌或腺癌ADCslow及ADC值均大于中、低分化鱗癌或腺癌，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。此結(jié)果表明無論是宮頸鱗癌或腺癌，其級別越高 （分化越低）ADC值及ADCslow值反而越低，而宮頸鱗癌或腺癌各種級別之間的 ADCfast、Ffast則無明顯差異，與文獻[10－12]報道的研究結(jié)果一致。有學(xué)者認為，宮頸癌的病理分級與ADC值及ADCslow值呈負相關(guān)，可能的原因是低分化癌的細胞內(nèi)細胞器增多，細胞的密度加大，細胞膜的屏障功能增強；也可能與細胞發(fā)生明顯異型性，核大、深染伴顯著核分裂，導(dǎo)致細胞內(nèi)間隙縮小，水分子擴散受限有關(guān)[13]，筆者贊同這一觀點。而不同級別宮頸癌ADCfast、Ffast值未發(fā)生明顯差異，筆者認為可能與癌細胞分布密集的同時，腫瘤組織內(nèi)豐富的不規(guī)則毛細血管網(wǎng)導(dǎo)致的微循環(huán)灌注增強相關(guān)。

本研究通過ROC曲線分析顯示，在宮頸癌的分期、分級診斷中，雙指數(shù)模型DWI ADCslow值在曲線下所占面積最大（91.3%、87.5%），診斷效能最高，對分期與分級診斷的敏感性、特異度、準確度分別為96.3%、88.7%、94.3%和 93.2%、89.4%、96.7%， 優(yōu)于傳統(tǒng)單指數(shù)模型DWI ADC值。傳統(tǒng)DWI基于單指數(shù)模型所產(chǎn)生的ADC不能代表體素內(nèi)全部水分子的擴散，導(dǎo)致對組織微觀結(jié)構(gòu)評價出現(xiàn)偏差[14－15]?；隗w素內(nèi)不相干運動理論的雙指數(shù)模型DWI，其相關(guān)參數(shù)ADCslow表示水分子緩慢布朗運動的純擴散系數(shù)，ADCfast為壓力梯度形成微循環(huán)血液快速流動的灌注擴散系數(shù)，F(xiàn)fast系灌注分數(shù)，表示微循環(huán)灌注在組織擴散中所占的比重，為組織內(nèi)血管密集程度的真實反映。多b值雙指數(shù)模型能有效的表達水分子擴散與血液灌注狀況，得出近似生物組織的ADC，從而更好地反映其特性[16]。另外，取最佳ADCslow截止值為 0.67×10－3mm2/s、0.39×10－3mm2/s，可分別作為鑒別宮頸癌Ⅱa期、高分化與中或低分化宮頸癌的閾值。此結(jié)論有待更多的病例予以佐證。

本研究存在不足之處：樣本量不夠大，未能細化中、低分化宮頸癌的分級診斷；Ⅰ期腫瘤較小，未考慮腫瘤周圍容積效應(yīng)影響因素；缺乏ADCslow、ADCfast、Ffast與組織學(xué)指標的對應(yīng)研究，有待在后續(xù)研究中加以完善。