體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像和動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像在子宮頸癌病理分級(jí)中的診斷價(jià)值

佟晶，卑貴光，李玉澤，冉儀婷，劉珈璐

（北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射科，沈陽 110812）

子宮頸癌是女性常見的惡性腫瘤，發(fā)病率及死亡率呈上升趨勢(shì)。子宮頸癌治療方式及預(yù)后與病理分級(jí)密切相關(guān)［1］，準(zhǔn)確評(píng)估子宮頸癌病理分級(jí)對(duì)患者治療方案的制訂和預(yù)后預(yù)判極其重要。傳統(tǒng)磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是診斷子宮頸癌的重要檢查方法［2］，但其對(duì)子宮頸癌病理分級(jí)缺乏特異性，近年來發(fā)展的體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（intravoxel incoherent motion，IVIM）成像和動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI（dynamic contrast enhanced-MRI，DCE-MRI）對(duì)子宮頸癌病理分級(jí)的價(jià)值日益受到國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。IVIM和DCE-MRI可以用來評(píng)價(jià)子宮頸癌的微觀結(jié)構(gòu)及微循環(huán)情況［3］，反映腫瘤不同分級(jí)程度在灌注上的差異。本研究探討IVIM和DCE-MRI在子宮頸癌病理分級(jí)中的診斷價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性分析我院放射科2017年6月至2018年5月經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的71例子宮頸癌患者，年齡45～70歲，平均56歲?；颊呔g(shù)前2周內(nèi)行IVIM成像和DCE-MRI檢查。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）病灶最大徑≥1.0 cm；（2）術(shù)前未經(jīng)任何治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）經(jīng)病理檢查不能確定病理分級(jí)；（2）圖像質(zhì)量不能滿足診斷要求。根據(jù)病理結(jié)果將患者分為3組：G1組（高分化，27例）、G2組（中分化，21例）和G3組（低分化，23例）。其中鱗癌46例，腺癌25例。ⅠB1期8例，ⅠB2期34例，ⅡA1期13例，ⅡA2期9例，ⅡB期7例。本研究通過我院倫理委員會(huì)審核并獲得患者知情同意。

1.2 儀器與檢查方法

應(yīng)用3.0 T MR掃描儀（Discovery MR750，美國GE Healthcare）和8通道控陣線圈對(duì)患者行盆腔MRI掃描。掃描序列包括（1）常規(guī)矢狀位、軸位和冠狀位T2WI（FSE序列，TR 3 156 ms，TE 85 ms，帶寬50 kHz，矩陣320×224，F(xiàn)OV 26 cm×26 cm，層厚6.0 mm，層間距1.0 mm）；（2）軸位T1WI（TR 450 ms，TE 6 ms，帶寬83.33 kHz，矩陣256×192，F(xiàn)OV 26 cm×26 cm，層厚6.0 mm，層間距1.0 mm）；（3）軸位多b值DWI（SEEPI序列，TR 2 688 ms，TE 71 ms，帶寬250.0 kHz，矩陣98×128，F(xiàn)OV 26 cm×26 cm，層厚6.0 mm，層間距1.0 mm，b值 分 別為0、10、20、50、100、200、400、800、1 200）；（4）軸位動(dòng)態(tài)增強(qiáng)序列（LAVA-T1WI，TR 3.9 ms，TE 2.2 ms，帶寬166.7 kHz，反轉(zhuǎn)角13°，矩陣320×200，F(xiàn)OV 38 cm×38 cm，層厚4.0 mm，無間斷掃描10期，每期15 s，掃描第一期結(jié)束時(shí)經(jīng)肘正中靜脈團(tuán)注Gd-DTPA，劑量0.2 mmol/kg，流率2 m/s）。

1.3 圖像分析

IVIM圖像應(yīng)用GEAW4.5 Functool MADC軟件，處理生成表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）、慢擴(kuò)散系數(shù)（slow diffusion coefficient，D）、快擴(kuò)散系數(shù)（fast diffusion coefficient，D*）及灌注分?jǐn)?shù)（perfusion fraction，f）參數(shù)圖，測(cè)量后計(jì)算D*與f乘積值（fD*）。DCE-MRI圖像應(yīng)用Functool自動(dòng)分析軟件，處理生成DCE-MRI半定量參數(shù)：最大上升斜率（maximum slop of increase，MSI）、最大下降斜率（maximum slop of decrease，MSD）、正性增強(qiáng)積分（positive enhancement integral，PEI）、信號(hào)增強(qiáng)比率（signal enhancement ratio，SER）。

在b=800 s/mm2擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）圖像上高信號(hào)腫瘤層面，于腫瘤邊緣手動(dòng)繪制感興趣區(qū)（region of interest，ROI），包含距腫瘤邊緣5 mm以內(nèi)的區(qū)域，同時(shí)結(jié)合T2WI和增強(qiáng)掃描圖像避開壞死及囊變區(qū)［4］。每個(gè)病灶測(cè)量3次取其平均值，IVIM參數(shù)圖和DCE-MRI參數(shù)圖ROI放置盡量保持一致。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。由于數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布，統(tǒng)計(jì)描述采用中位數(shù)（四分位間距）表示，組間比較采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義者采用LSD檢驗(yàn)進(jìn)行組內(nèi)兩兩比較。對(duì)存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的各參數(shù)行受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析，計(jì)算曲線下面積（area under curve，AUC）和最佳截?cái)嘀?。?yīng)用Spearman秩相關(guān)分析研究各參數(shù)和病理分級(jí)的相關(guān)性以及兩種方法參數(shù)間的相關(guān)性。P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 子宮頸癌不同病理分級(jí)MRI參數(shù)比較

結(jié)果顯示，3組IVIM各個(gè)參數(shù)指標(biāo)比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P＜ 0.05）。G2組ADC值低于G1組，G3組D*值、fD*值低于G1組和G2組，G3組f值高于G1組和G2組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），見表1。DCEMRI半定量參數(shù)中MSD值組間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P＜ 0.05），見表2、圖1～3。

2.2 各參數(shù)診斷效能的ROC曲線分析

對(duì)有鑒別診斷意義的參數(shù)行ROC曲線分析，結(jié)果顯示，IVIM參數(shù)中D對(duì)低分化子宮頸癌診斷的敏感度及特異度均高；其他參數(shù)敏感度高，特異度不高；DCE-MRI半定量參數(shù)MSD特異度高，敏感度不高，見表3，圖4、5。

表1 子宮頸癌不同病理分級(jí)IVIM參數(shù)比較Tab.1 Comparison of IVIM parameters in different pathological gradings of cervical cancer

表2 子宮頸癌不同病理分級(jí)DCE-MRI半定量參數(shù)比較Tab.2 Comparison of semi-quantitative DCE-MRI parameters in different pathological gradings of cervical cancer

圖1 高分化子宮頸癌患者影像結(jié)果（女，59歲）Fig.1 Imaging results of a patient with highly differentiated cervical cancer（female，59 years old ）

2.3 IVIM、DCE-MRI各參數(shù)之間及與病理分級(jí)的相關(guān)性分析

結(jié)果顯示，D、D*、fD*及MSD與病理分級(jí)呈負(fù)相關(guān)（r分別為-0.620、-0.368、-0.270、-0.504，均P＜ 0.05），f與病理分級(jí)呈正相關(guān)（r=0.287，P＜ 0.05）。ADC、D、D*及fD*與MSD呈正相關(guān)（r分別為0.312、0.435、0.282、0.254，均P＜ 0.05）。

圖2 中分化子宮頸癌患者影像結(jié)果（女，56歲）Fig.2 Imaging results of a patient with moderately differentiated cervical cancer（female，56 years old ）

圖3 低分化子宮頸癌患者影像結(jié)果（女，52歲）Fig.3 Imaging results of a patient with poorly differentiated cervical cancer（female，52 years old ）

表3 IVIM與DCE-MRI各參數(shù)對(duì)低分化子宮頸癌的診斷效能Tab.3 Diagnostic accuracy of IVIM and DCE-MRI parameters in diagnosing poorly differentiated cervical cancer

3 討論

圖4 IVIM各參數(shù)的ROC曲線Fig.4 ROC curves of IVIM parameters

圖5 DCE-MRI半定量參數(shù)中MSD的ROC曲線Fig.5 ROC curves of MSD in the semiquantitative DCE-MRI parameters

IVIM成像是在DWI技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一項(xiàng)新的功能磁共振技術(shù)。LE BIHAN等［5］提出的體素內(nèi)不相干加權(quán)運(yùn)動(dòng)理論旨在將組織中進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)的純水分子擴(kuò)散與進(jìn)行非布朗運(yùn)動(dòng)的微循環(huán)灌注相關(guān)的擴(kuò)散區(qū)分開來，用以反映組織的微觀結(jié)構(gòu)及微循環(huán)情況。D為組織內(nèi)水分子純擴(kuò)散系數(shù)，D*為微循環(huán)灌注相關(guān)系數(shù)，f為微循環(huán)灌注在DWI信號(hào)衰減中所占的比重［6］。目前很多研究［7-9］顯示IVIM參數(shù)在子宮頸癌與正常子宮頸中有顯著差異，但在子宮頸癌分級(jí)方面的研究結(jié)果尚不一致。LEE等［7］研究發(fā)現(xiàn)子宮頸癌的f值與D值顯著低于正常子宮頸，而二者D*值無顯著差異。李靖等［8］研究發(fā)現(xiàn)子宮頸癌的ADC值、D值及f值均顯著低于正常子宮頸，D值較ADC值診斷子宮頸癌更準(zhǔn)確。本研究對(duì)不同病理分級(jí)的子宮頸癌進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)IVIM-DWI各參數(shù)組間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但僅D值在組內(nèi)兩兩比較中有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，D值與低分化子宮頸癌病理分級(jí)呈負(fù)相關(guān)，可能是因?yàn)榈头只訉m頸癌細(xì)胞增殖活躍，細(xì)胞密度增加，細(xì)胞內(nèi)間隙減小，細(xì)胞內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限，進(jìn)而導(dǎo)致D值降低。ZHOU等［4］研究發(fā)現(xiàn)不同病理分級(jí)子宮頸癌的ADC值、D值和f值差異顯著（均P＜ 0.05），而D*值組間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞ 0.05）。相世峰等［10］研究發(fā)現(xiàn)中低分化子宮頸癌的ADC值與D值顯著低于高分化子宮頸癌，而D*值與f值2組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。張潔等［11］研究發(fā)現(xiàn)子宮頸癌級(jí)別越高D值越低，但不同級(jí)別子宮頸癌的D*值及f值未見顯著差異。由此可見，D值對(duì)子宮頸癌分級(jí)的診斷價(jià)值較高，本研究中D*值和f值結(jié)果與其他研究不同，可能因?yàn)镈*值和f值變異度較高。LEE等［12］研究發(fā)現(xiàn)fD*與子宮頸癌腫瘤毛細(xì)血管滲漏和血流量相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)低分化子宮頸癌的fD*值顯著低于中分化和高分化子宮頸癌，而中分化和高分化子宮頸癌的fD*值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，其診斷價(jià)值尚需進(jìn)一步研究證實(shí)。

DCE-MRI是通過注射對(duì)比劑前后連續(xù)的MRI掃描定量分析組織血管，對(duì)病變血液微循環(huán)和血管通透性進(jìn)行評(píng)價(jià)［13］。DCE半定量參數(shù)中MSI反映微血管血液流入的速度，MSD反映微血管血液流出的速度，PEI與相對(duì)血容量有關(guān)，SER是病變?cè)鰪?qiáng)前后灌注信號(hào)強(qiáng)度之差的絕對(duì)值同增強(qiáng)前信號(hào)強(qiáng)度之比，與組織微血管血容量、血管通透性及細(xì)胞外間隙有關(guān)。目前DCE-MRI半定量參數(shù)在子宮頸癌方面的研究大多為評(píng)估腫瘤放化療的療效及預(yù)后［14-15］。YANG等［14］研究發(fā)現(xiàn)MSI與子宮頸癌療效相關(guān)，并且是腫瘤復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。趙博等［15］研究發(fā)現(xiàn)MSI和PEI是子宮頸癌同步放化療無疾病生存的影響因素。尚未發(fā)現(xiàn)DCE-MRI半定量參數(shù)在子宮頸癌病理分級(jí)方面的研究。本研究結(jié)果顯示MSD值在不同級(jí)別子宮頸癌組間及組內(nèi)比較中均有顯著差異，且與病理分級(jí)呈負(fù)相關(guān)，可能是低分化子宮頸癌的微血管密度高于中分化和高分化子宮頸癌［16-17］，加上血管更加扭曲走行紊亂，使其阻力相對(duì)增高，血流速度下降。

LE BIHAN等［18］首次研究IVIM和DCE灌注參數(shù)在腦部的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)f和腦血容量、D*和平均通過時(shí)間、fD*和腦血流量間具有相關(guān)性。隨后不同研究者［19-22］嘗試在多個(gè)系統(tǒng)論證IVIM和DCE灌注參數(shù)的相關(guān)性，但結(jié)論不一。本研究發(fā)現(xiàn)ADC值、D值、D*值及fD*值與MSD值呈正相關(guān)，其中D值與MSD值相關(guān)性最大。盡管DCE-MRI在子宮頸癌分級(jí)上有一定價(jià)值，但是臨床應(yīng)用受到數(shù)據(jù)獲得和圖像后處理的技術(shù)限制，而且可能存在引發(fā)磁共振釓對(duì)比劑相關(guān)的腎源性系統(tǒng)性纖維化的風(fēng)險(xiǎn)。IVIM優(yōu)勢(shì)在于不依賴外源性的磁共振對(duì)比劑，對(duì)新生毛細(xì)血管引起的不相干運(yùn)動(dòng)更敏感，而且較少受大血管的影響［23］。

綜上所述，IVIM和DCE-MRI對(duì)子宮頸癌病理分級(jí)有一定的診斷價(jià)值，且兩者部分參數(shù)具有相關(guān)性。本研究患者均依據(jù)術(shù)后病理進(jìn)行子宮頸癌分級(jí)，比活檢等方法得到的病理結(jié)果更準(zhǔn)確，但是IVIM和DCE-MRI存在一定技術(shù)限制，模型和后處理方法、多b值的數(shù)量和大小等差異存在主觀性，均可能使研究結(jié)果存在偏差。另外，本研究樣本量偏少，仍需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步論證。