酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移序列聯(lián)合動態(tài)對比增強(qiáng)MRI術(shù)前評估子宮內(nèi)膜癌風(fēng)險的價值

盧緒論，劉愛連*，李燁，田士峰，王家正，林良杰，沈智威，張祎

1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧 大連 116011；2.飛利浦（中國）投資有限公司，北京 100000；3.浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310000；*通信作者 劉愛連 cjr.liuailian@vip.163.com

子宮內(nèi)膜癌（endometrial carcinoma，EC）是僅次于乳腺癌的第二大女性惡性腫瘤[1]。目前EC的主要治療方法是全子宮切除術(shù)和雙側(cè)輸卵管卵巢切除術(shù)，同時放化療也可以起到治療作用[2]。高、低風(fēng)險組EC手術(shù)方案的差別主要體現(xiàn)在是否進(jìn)行系統(tǒng)性淋巴結(jié)清掃，而既往EC的風(fēng)險評估通常在術(shù)后進(jìn)行[3]。2020年12月18日歐洲婦科腫瘤學(xué)會、歐洲放射腫瘤學(xué)會、歐洲病理學(xué)會聯(lián)合對EC管理指南進(jìn)行更新，強(qiáng)調(diào)了EC的風(fēng)險等級評估對于高危和高級別患者的輔助治療和推測預(yù)后具有指導(dǎo)意義[4]。因此如何術(shù)前無創(chuàng)且準(zhǔn)確地評估EC風(fēng)險對臨床治療方案的選擇非常重要。

酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移（amide proton transfer，APT）序列可以通過水信號間接地測量蛋白質(zhì)和肽中的酰胺質(zhì)子信號，能夠反映腫瘤代謝[5]。動態(tài)對比增強(qiáng)磁共振成像（dynamic contrast enhanced MR imaging，DCEMRI）定量評估對比劑在細(xì)胞及血管內(nèi)外的移動速度，從而得到腫瘤的滲透信息，進(jìn)而反映腫瘤微環(huán)境的改變。本研究擬使用APT和DCE-MRI定量參數(shù)對EC的風(fēng)險度進(jìn)行評估。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性收集2019年4月—2021年7月疑診EC于大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院行3.0T MR盆腔掃描的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)手術(shù)病理證實為EC，且臨床資料完整；②術(shù)前2周內(nèi)在本院行MR檢查，檢查序列包括APT和DCE-MRI。排除標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前行放化療及其他處置（如活檢、刮宮）；②圖像質(zhì)量差，有影響病變觀察及數(shù)據(jù)測量的偽影；③病灶直徑＜1.0 cm。最終納入EC患者35例，年齡33～73歲，平均（54.9±8.3）歲。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準(zhǔn)（PJKS-XJS-2022-67），免除受試者知情同意。

手術(shù)病理按照2018國際婦科聯(lián)盟（International Federation of Gynecology and Obstetrics，F(xiàn)IGO）分期[6]：I期，為腫瘤局限于子宮體，IA期無肌層浸潤或浸潤＜1/2肌層，IB期浸潤≥1/2肌層；II期，腫瘤侵犯宮頸間質(zhì)，但未延伸到子宮外；III期，局部伴或不伴區(qū)域擴(kuò)散；IV期，腫瘤侵犯膀胱/直腸黏膜，伴或不伴有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。IA期EC26例，IB期2例；II期1例，III期5例，IV期1例。病理類型子宮內(nèi)膜樣腺癌共34例（其中G1級13例、G2級12例、G3級9例），肉瘤樣癌1例。浸潤深度＜1/2肌層26例，≥1/2肌層9例；發(fā)現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移3例。對EC按照手術(shù)FIGO分期（2018年版）標(biāo)準(zhǔn)及2015年歐洲腫瘤學(xué)會、歐洲放射腫瘤學(xué)會、歐洲婦科腫瘤學(xué)會的EC診治專家共識及既往研究[6-8]進(jìn)行分組，高風(fēng)險組需滿足以下條件：①子宮內(nèi)膜樣癌IB期及以上；②G3期的I型癌；③非子宮內(nèi)膜樣癌亞型。低風(fēng)險組需為IA期（G1和G2期）的子宮內(nèi)膜樣癌。本研究中高風(fēng)險組14例，年齡47～73歲，平均（57.9±7.0）歲；低風(fēng)險組21例，年齡33～67歲，平均（52.9±8.7）歲。患者主要臨床癥狀為不規(guī)則陰道流血（32例）、接觸性出血（3例）。

1.2 儀器與方法 使用Philips Ingenia CX 3.0T MR行子宮MR掃描，使用16通道腹部掃描線圈。掃描前患者禁食水4～6 h減輕腸道蠕動，并于檢查前1 h飲水約500 ml，使膀胱處于半充盈狀態(tài)，行軸位T1WI及矢狀位T2WI、矢狀位APT及矢狀位DCE-MRI序列掃描，掃描參數(shù)見表1。DCE-MRI序列在掃描前先進(jìn)行5°和15°翻轉(zhuǎn)角的T1 mapping序列掃描，在掃描1期后采用高壓注射器經(jīng)右肘正中靜脈團(tuán)注對比劑釓噴替酸葡甲胺（速度2.5 ml/s，劑量0.2 ml/kg），然后連續(xù)采集39期，每期6.6 s。

表1 磁共振掃描序列及參數(shù)

1.3 圖像分析及數(shù)據(jù)測量 由2位觀察者共同對病變的部位（宮體、宮底、宮頸、宮體和宮頸）、病灶形態(tài)（彌漫、局限）及病灶（T1WI、T2WI）信號進(jìn)行觀察，同時記錄患者的血漿腫瘤標(biāo)志物：腫瘤相關(guān)糖類抗原125（cancer antigen 125，CA125）、腫瘤相關(guān)糖類抗原199（cancer antigen 199，CA199)、人附睪蛋白4（human epididymis protein 4，HE4）。當(dāng)觀察者意見不統(tǒng)一時，最終協(xié)商解決。其中病灶信號以子宮深肌層為參考，高信號為信號高于子宮肌層，等信號為信號接近子宮肌層，低信號為信號低于子宮肌層。

定量數(shù)據(jù)測量由2位放射科主治醫(yī)師（分別有子宮MR診斷經(jīng)驗10年和12年）獨立完成。自動重建APT及DCE-MRI圖像，利用飛利浦后處理工作站（IntelliSpace Portal，ISP）10.0進(jìn)行數(shù)據(jù)測量。APT序列與T2WI圖像融合，用于確定病變部位及范圍。由2位放射科醫(yī)師分別在APT-T2WI融合圖像及DCEMRI增強(qiáng)圖像中選擇病灶最大層面測量病灶A(yù)PT序列的APT值、DCE-MRI的容積轉(zhuǎn)移分?jǐn)?shù)（volume transfer constant，Ktrans）、速率常數(shù)（exchange rate between EES and blood plasma，Kep）、血管外細(xì)胞外間隙容積比（extravascular volume fraction，Ve）以及血漿容積分?jǐn)?shù)（capillary plasma volume，Vp）放置1個感興趣區(qū)（ROI）。ROI為最大層面全域測量，勾畫時避開明確出血、壞死、囊變區(qū)域，沿病變邊緣勾畫病灶，并與病灶邊緣保持適當(dāng)距離，避免部分容積效應(yīng)的影響。APT序列和DCE-MRI測量時ROI大小和位置盡可能保持一致。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 26.0軟件和MedCalc 15.0軟件，使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）檢驗2位觀察者測量數(shù)據(jù)的一致性，當(dāng)ICC≥0.75為一致性好。使用均值進(jìn)行后續(xù)計算。采用Kolmogorov-Smirov檢驗數(shù)據(jù)正態(tài)性，若數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，以±s表示，用獨立樣本t檢驗比較；若數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布，以M（Q1，Q3）表示，用Mann-whitneyU檢驗比較。采用受試者工作特征（ROC）曲線評估差異數(shù)據(jù)的診斷效能，獲得相應(yīng)參數(shù)的曲線下面積（AUC）、閾值、敏感度和特異度。用Logistic回歸計算有差異數(shù)據(jù)的聯(lián)合診斷效能，用Delong檢驗進(jìn)行單一參數(shù)與聯(lián)合參數(shù)診斷效能比較。用Pearson相關(guān)檢測APT值和有差異DCE-MRI參數(shù)間的相關(guān)性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 高、低風(fēng)險組EC病灶臨床資料比較 高風(fēng)險組、低風(fēng)險組EC病灶部位、信號、分布差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=3.727、2.321、0.338，P均＞0.05）。兩組患者的腫瘤標(biāo)志物CA125、CA199、HE4差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Z=-0.505、-1.347、-1.216，P均＞0.05）。

2.2 觀察者間測量定量數(shù)據(jù)的一致性檢驗 2名觀察者對APT、Ktrans、Kep、Ve及Vp的測量一致性良好（ICC=0.948、0.966、0.976、0.950、0.914）。

2.3 兩組病灶A(yù)PT、Ktrans、Kep、Ve及Vp值比較 高風(fēng)險組APT值及Ktrans值明顯高于低風(fēng)險組（P=0.002、0.028）。高風(fēng)險組與低風(fēng)險組間Kep、Ve及Vp值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P均＞0.05），見表2及圖1、2。

圖1 女，54歲，高風(fēng)險子宮內(nèi)膜癌（IA期，高中分化子宮內(nèi)膜樣腺癌伴低分化黏液腺瘤）。A為T2WI圖像，子宮腔內(nèi)可見T2WI稍高信號；B為APT與T2WI融合圖像，APT值為2.9%；C為Ktrans圖，病灶Ktrans值為380.4×10-3/min；D為Kep圖，病灶Kep值為864.4×10-3/min；E為Ve圖，病灶Ve值為440.06×10-3；F為Vp圖，病灶Vp值為90.30×10-3

表2 EC高風(fēng)險組、低風(fēng)險組間APT、Ktrans、Kep、Ve及Vp值比較

圖2 女，52歲，低風(fēng)險子宮內(nèi)膜癌（IA期，高中分化子宮內(nèi)膜樣腺癌）。A為T2WI圖像，子宮腔內(nèi)可見T2WI稍高信號；B為APT與T2WI融合圖像，APT值為1.8%；C為Ktrans圖，病灶Ktrans值為373.5×10-3/min；D為Kep圖，病灶Kep值為407.8×10-3/min；E為Ve圖，病灶Ve值為915.96×10-3；F為Vp圖，病灶Vp值為7.76×10-3

2.4 APT、Ktrans對高風(fēng)險EC評估效能及AUC差異評估 APT及Ktrans對高風(fēng)險EC的AUC分別為0.801、0.711。APT聯(lián)合Ktrans對高風(fēng)險EC的AUC為0.840（表3，圖3）。

圖3 APT、Ktrans值兩者聯(lián)合預(yù)測高風(fēng)險EC的ROC曲線

表3 APT、Ktrans對高風(fēng)險EC的診斷效能

APT和Ktrans值對高風(fēng)險EC的診斷效能差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Z=0.774，P=0.439）。聯(lián)合后AUC與單獨使用APT及Ktrans值A(chǔ)UC差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Z=0.874、1.315，P=0.382、0.188）。

2.5 EC的APT值與Ktrans的相關(guān)性 APT值和Ktrans值無相關(guān)性（r=0.151，P=0.388）。

3 討論

絕經(jīng)前后子宮的異常流血是EC的主要臨床癥狀。全世界每年約有142 000名女性患EC，且患病率逐年增高[9-10]。

3.1 患者臨床資料分析 臨床往往根據(jù)EC的分化程度、病理類型、肌層浸潤深度、是否伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等對其進(jìn)行風(fēng)險評估[11]。手術(shù)是EC的主要治療方法，而風(fēng)險評估是術(shù)中是否進(jìn)行淋巴結(jié)清掃的依據(jù)。過度淋巴結(jié)清掃會增大下肢淋巴結(jié)水腫的風(fēng)險[12]，因此術(shù)前EC風(fēng)險評估對于臨床治療方案的確定尤為重要。臨床上僅通過患者的腫瘤標(biāo)志物（CA125、CA199及HE4）對EC進(jìn)行術(shù)前風(fēng)險評估存在困難。本研究中高低風(fēng)險組間腫瘤標(biāo)志物（CA125、CA199及HE4）均無顯著差異。

3.2 MRI檢查的優(yōu)勢 MRI具有高對比度、多序列、多方位成像的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于婦科腫瘤的診斷、分型、分期、預(yù)后評估等，對EC病灶范圍、盆腔淋巴結(jié)及其他器官累及情況的判斷優(yōu)于超聲檢查。增強(qiáng)MR是診斷EC的首選影像學(xué)方法[13]。但本研究中高、低風(fēng)險組間病灶部位、信號、分布均無差異。田士峰等[14]應(yīng)用體素內(nèi)不相干運動序列對子宮內(nèi)膜癌的風(fēng)險進(jìn)行評估，證明高風(fēng)險子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞密度高，細(xì)胞間質(zhì)少，水分子擴(kuò)散受限。APT成像序列通過檢測病變內(nèi)酰胺質(zhì)子濃度能更直接地反映病灶的代謝情況[15]。DCE-MRI可以反映腫瘤微循環(huán)灌注存在的差異[14]，因此本研究嘗試應(yīng)用APT和DCE-MRI序列對EC的風(fēng)險程度進(jìn)行評估。

3.3 APT序列分析 APT成像是化學(xué)飽和位移的分支之一，是一種依賴酰胺（-NH）和大量水進(jìn)行成像的方法[15]。APT對組織內(nèi)酰胺質(zhì)子濃度、pH值改變很敏感。孟醒等[16]研究證明EC內(nèi)組織增殖活躍，同時易伴出血、壞死，EC的APT值高于子宮內(nèi)膜息肉的APT值。高風(fēng)險EC與高Ki-67表達(dá)相關(guān)，高Ki-67表達(dá)導(dǎo)致腫瘤內(nèi)血管內(nèi)皮因子增加，細(xì)胞增殖活躍，蛋白質(zhì)合成增多[17]。此外，高風(fēng)險EC較低風(fēng)險EC代謝增快，組織乏氧增加，病灶內(nèi)壞死成分較多，細(xì)胞外的游離蛋白和多肽較多。以上原因?qū)е赂唢L(fēng)險EC的APT值較高，與既往研究[18]使用APT對腦膠質(zhì)瘤進(jìn)行分級的結(jié)果一致。

3.4 DCE-MRI序列分析 DCE-MRI利用Tofts藥代動力學(xué)雙室模型研究對比劑在血管內(nèi)、外間隙的滲透情況。Ktrans值反映對比劑由血管轉(zhuǎn)移到血管外細(xì)胞外間隙的速度。高風(fēng)險EC細(xì)胞增殖快，腫瘤需氧量大，腫瘤的微血管生成增多，新生血管阻力增大；腫瘤血管通常管壁不完整、走向扭曲，導(dǎo)致腫瘤血管壁通透性增加，對比劑滲漏增加，高風(fēng)險組較低風(fēng)險組EC的Ktrans值增高。Kep為Ktrans與Ve的比值，反映對比劑由血管外細(xì)胞外間隙進(jìn)入血管內(nèi)的轉(zhuǎn)移速度，可準(zhǔn)確反映毛細(xì)血管通透性[19]。Kep受Ve的影響，當(dāng)Ve較大時，對比劑往往會在血管外間隙內(nèi)積聚，使對比劑的轉(zhuǎn)運延遲、速度減低[20]。Ve為血管外細(xì)胞體積分?jǐn)?shù)，受細(xì)胞大小、數(shù)量和堆積密度等因素影響。Vp代表血漿占單位體積的分?jǐn)?shù)，反映局部毛細(xì)血管的密度。本研究中Kep、Ve、Vp值在高、低風(fēng)險EC間無差異。既往研究證明Ve可能因腫瘤類型和侵襲性有差異，但是對胃癌的研究中Ve在低分化和高中分化管狀腺癌中無差異[21]，本研究結(jié)果顯示高、低風(fēng)險EC間Ve值無顯著差異。Mills等[22]報道細(xì)胞密度的組織學(xué)測量通常是對單位面積的細(xì)胞核數(shù)量進(jìn)行計數(shù)，而不是對細(xì)胞占據(jù)體積進(jìn)行量化。如果細(xì)胞較小，組織學(xué)細(xì)胞密度增加不一定會導(dǎo)致血管外細(xì)胞外間隙減少。這可能是本組病例高風(fēng)險組Ve值呈高于低風(fēng)險組Ve值傾向的原因，但由于本組病例較少，結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Vp反映對比劑在血液中占的比例與腫瘤血管生成密度和血管壁通透性密切相關(guān)[23]。本研究中高風(fēng)險的Vp值有低于低風(fēng)險組的傾向。對比劑由血管外向血管內(nèi)的轉(zhuǎn)運可能受到血管外間隙內(nèi)對比劑積聚的影響，雖然高風(fēng)險組Kep值有高于低風(fēng)險組的傾向，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

3.5 APT和DCE-MRI序列間關(guān)系 APT值反映了腫瘤的代謝信息，Ktrans值反映了腫瘤的灌注信息，本研究證明APT值和Ktrans值無相關(guān)性。通過2種參數(shù)的相互補(bǔ)充，聯(lián)合后對于EC的高低風(fēng)險評估效能有所增加。

3.6 本研究局限性 首先，本研究納入病例數(shù)較少，未包含所有病理類型的子宮內(nèi)膜癌，尚需增加樣本進(jìn)一步研究。其次，測量時選擇病灶最大層面，并避開出血、壞死，未對腫瘤進(jìn)行全域勾畫，可能會遺漏部分異質(zhì)性信息；同時由于APT序列和DCE-MRI序列掃描層厚不同，無法保證2個序列ROI的勾畫完全一致。

綜上所述，APT值、Ktrans值通過反映EC的代謝和灌注特點能夠?qū)Ω摺⒌惋L(fēng)險EC進(jìn)行鑒別。聯(lián)合使用APT值和Ktrans值時具有很高的診斷效能，為臨床醫(yī)師制訂EC治療方案提供了有效的信息。