MR波譜用于子宮惡性腫瘤進(jìn)展

張艷玲,孫洪贊,武 科

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科,遼寧 沈陽 110004)

子宮惡性腫瘤發(fā)病率近年呈上升趨勢;早期明確診斷可改善預(yù)后[1],從代謝水平評估子宮腫瘤有助于早期診斷[2-3]。根據(jù)傳統(tǒng)MRI生成的水和脂質(zhì)的空間分布圖不能反映組織代謝物改變[4]。MR波譜(MR spectroscopy, MRS)通過檢測不同代謝物含量而提供與疾病生理、病理相關(guān)的代謝信息,可用于早期診斷子宮惡性腫瘤。本文對MRS在子宮惡性腫瘤中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 MRS原理

MRS利用化學(xué)位移和自旋耦合現(xiàn)象測定人體代謝物分子成分,為目前唯一可無創(chuàng)檢測活體組織代謝物的影像學(xué)方法[5];可從含有磁性核如1H、31P等的化合物中獲得信號,尤以1H臨床應(yīng)用最多。MRS可根據(jù)采集方式分為單體素MRS(single-voxel MRS, SVS)和多體素(multi-voxel MRS, MVS);前者較為常用,后者采集時(shí)間長,存在空間采樣限制,且波譜信號易受ROI外體素信號影響。常用SVS采集技術(shù)包括點(diǎn)分辨率波譜(point resolved spectroscopy, PRESS)和激勵(lì)回波采集模式(stimulated echo acquisition mode, STEAM)[6]。通常應(yīng)用PRESS采集子宮MRS。

2 MRS用于子宮惡性腫瘤

2.1 子宮內(nèi)膜癌 與健康子宮內(nèi)膜相比,子宮內(nèi)膜癌(endometrial cancer, EC)組織代謝失調(diào);膽堿代謝激活所致腫瘤細(xì)胞內(nèi)磷脂酰膽堿、甘油磷脂酰膽堿和含膽堿化合物水平升高與EC發(fā)生、發(fā)展相關(guān)[8],相關(guān)膽堿代謝參數(shù)升高提示子宮內(nèi)膜腫瘤為惡性,膽堿/水可用于判斷良、惡性子宮內(nèi)膜腫瘤、評估EC分型和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及肌層浸潤。術(shù)前應(yīng)用MRS有助于臨床診斷EC及進(jìn)行鑒別診斷。ZHANG等[9]采用3.0T MR儀以PRESS采集1H-MRS,對比觀察38例EC及19例子宮內(nèi)膜或黏膜下層良性病變,發(fā)現(xiàn)以膽堿/水鑒別EC與良性病變的曲線下面積(area under the curve, AUC)為0.82、約登指數(shù)為0.71,鑒別Ⅰ型(雌激素依賴)與Ⅱ型(非雌激素依賴)EC的AUC為0.83、約登指數(shù)為0.52。YTRE-HAUGE等[10]采用Siemens Avanto 1.5T MR儀以PRESS對77例EC患者采集局部1H-MRS,發(fā)現(xiàn)腫瘤組織的總膽堿/肌酸、總膽堿/水和總膽堿/噪聲均明顯高于周圍子宮肌層。ZHANG等[11]以3.0T PRESS 3D1H-MRS 觀察45例Ⅰ型EC,結(jié)果顯示發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的Ⅰ型EC的膽堿/水明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移EC(AUC為0.75);侵犯子宮深層肌層Ⅰ型EC的膽堿/水明顯高于侵犯子宮淺表肌層EC(AUC為0.72)。子宮癌肉瘤是EC的一種高危組織類型,侵襲性強(qiáng)、預(yù)后差,臨床需要對其與其他類型EC相鑒別。TAKEUCHI等[12]采用3.0T MR儀以PRESS對12例子宮癌肉瘤和38例EC采集1H-MRS,發(fā)現(xiàn)前者膽堿含量顯著低于、而脂質(zhì)水平高于后者。

體外MRS研究[8]結(jié)果顯示,高、低分化EC之間膽堿代謝水平不同,高分化EC膽堿水平低于低分化EC,但膽堿代謝水平與EC分期無關(guān);體內(nèi)MRS研究則發(fā)現(xiàn)膽堿/水及其異質(zhì)性與EC分期呈正相關(guān)(r分別為0.39和0.54),且局部浸潤性病變膽堿/水顯著高于局限性病變[9];高膽堿水平與EC高危特征相關(guān),總膽堿/水與EC組織學(xué)分期顯著相關(guān)[10];Ⅰ型EC組織學(xué)分期與膽堿/水呈正相關(guān)[11]。體內(nèi)與體外MRS研究[8-11]結(jié)果有所不同的主要原因可能在于體內(nèi)與體外環(huán)境不同,體外MRS檢測出的代謝物(如氨基酸)種類更多;且各項(xiàng)研究樣本量均相對較小,有待增加代謝物種類、擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步觀察。

目前MRS尚無確定有效參數(shù)可用于評估EC預(yù)后。YTRE-HAUGE等[10]回顧性分析77例雙側(cè)輸卵管-卵巢切除術(shù)或全子宮切除術(shù)后EC患者,發(fā)現(xiàn)以總膽堿/肌酸、總膽堿/水和總膽堿/噪聲均不能有效預(yù)測術(shù)后EC復(fù)發(fā)和患者無進(jìn)展生存期。ERSAHIN等[13]采用短TE(28 ms)及長TE(144 ms)MRS定量分析NAA、肌酸及乳酸等代謝物,發(fā)現(xiàn)上述代謝物均可用于評估良性子宮內(nèi)膜瘤宮腔鏡術(shù)后內(nèi)膜容受性改變,提示或可通過改變TE獲得更多代謝物波譜,以探究MRS評估EC預(yù)后的效能。

2.2 宮頸癌 在宮頸癌發(fā)生過程中,腫瘤組織糖酵解活性增強(qiáng)可能伴隨脂質(zhì)和氨基酸代謝紊亂[14]。脂肪酸代謝改變是宮頸癌發(fā)病和進(jìn)展的重要代謝過程。脂質(zhì)是MRS診斷宮頸癌常用代謝標(biāo)志物[15],其中δ=1.3 ppm脂肪亞甲基信號增強(qiáng)可用于鑒別宮頸起源與內(nèi)膜起源腺癌[16]。JAIN等[17]認(rèn)為MRS有望區(qū)分宮頸起源與內(nèi)膜起源惡性腫瘤,但目前對其參數(shù)如場強(qiáng)、采集方式等尚不確定,需進(jìn)一步研究。ARTEAGA等[18]采用7.0TMR儀和直腸內(nèi)線圈以SVS STEAM序列對10例ⅠB1～ⅡB期(國際婦產(chǎn)科協(xié)會分期2014版)宮頸癌女性采集1H-MRS,發(fā)現(xiàn)脂肪酸族譜(2.1、1.9、1.5、1.3、0.9 ppm等)可用于診斷宮頸癌,且所獲圖像信噪比良好,提示利用高場強(qiáng)和體內(nèi)線圈可獲得更多宮頸癌相關(guān)低信號代謝物波譜,為診斷宮頸癌提供更多信息。此外,MRS檢測脂肪酸代謝改變可為判斷宮頸癌分期提供相關(guān)信息,例如,高、低分化宮頸癌之間,后者組織脂肪酸及不飽和脂肪酸比例均高于前者[18]。

放射治療(放療)和化學(xué)治療(化療)均為治療宮頸癌的重要手段。利用MRS可從代謝角度對活體組織進(jìn)行分析,以彌補(bǔ)傳統(tǒng)MRI的不足,提高非侵入性表征組織和評估預(yù)后的效能[19]。腫瘤相關(guān)代謝物水平在抗腫瘤治療過程中常有所降低,如治療結(jié)束后代謝物仍見異常升高,則提示治療效果不佳及預(yù)后不良。鄭祥等[20]以MRI和1H-MRS觀察接受放療的37例宮頸癌患者(鱗癌33例、腺癌4例),其中30例放療有效(完全緩解+部分緩解)者膽堿峰值在治療結(jié)束后第1階段明顯下降、而后緩慢下降,而7例放療無效(病情穩(wěn)定+疾病進(jìn)展)者膽堿峰值則無明顯改變。DOLCIAMI等[21]以1H-MRS觀察17例接受新輔助化療的局部晚期宮頸癌患者,其中6例對化療有反應(yīng)者的平均脂質(zhì)水平顯著低于、平均總膽堿水平顯著高于11例無反應(yīng)者,且無反應(yīng)者脂質(zhì)/總膽堿高于有反應(yīng)者。QI等[22]對101例接受放療聯(lián)合化療(放化療)的晚期宮頸癌患者于治療前1～2周及治療后6個(gè)月采集1H-MRS,發(fā)現(xiàn)膽堿可作為評價(jià)放化療療效的指標(biāo),其AUC為0.77,敏感度、特異度及準(zhǔn)確率分別為65.2%、88.6%、73.3%。LIN等[23]報(bào)道,根據(jù)甲基水平升高可預(yù)測同步放化療后患者預(yù)后,其AUC為0.82,敏感度100%、特異度74%。

2.3 子宮肉瘤 子宮肉瘤在子宮惡性腫瘤中的占比約為3%～7%[24]。MRI是檢測子宮肉瘤的重要手段,但子宮肉瘤與子宮良性平滑肌瘤的MRI特征存在重疊。TAKEUCHI等[25]采用1H-MRS對比觀察26例子宮平滑肌瘤和12例子宮肉瘤,發(fā)現(xiàn)根據(jù)高脂質(zhì)峰可較好鑒別二者,其敏感度、特異度、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值分別為100%、96%、92%及100%。RAHIMIFAR等[26]采用3.0T MR儀對14例子宮肉瘤和51例子宮平滑肌瘤患者采集彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)和1H-MRS,結(jié)果顯示DWI彌散受限、MRS高膽堿峰、MRS高脂質(zhì)峰均提示惡性腫瘤,以表觀彌散系數(shù)聯(lián)合MRS代謝參數(shù)鑒別子宮肉瘤與子宮平滑肌瘤的準(zhǔn)確率達(dá)98.3%。另一方面,目前CT仍是子宮肉瘤分期的首選影像學(xué)方法[27-28];MRS用于子宮肉瘤分期、評估子宮療效及預(yù)測預(yù)后的價(jià)值有待進(jìn)一步觀察。

3 小結(jié)與展望

MRS在診斷EC、宮頸癌、子宮肉瘤等子宮惡性腫瘤,評估腫瘤分期及預(yù)測預(yù)后等方面均具有重要潛在價(jià)值。隨著影像學(xué)設(shè)備的發(fā)展,MR設(shè)備的場強(qiáng)不斷提升,其檢測敏感度及圖像信噪比隨之顯著提高[29];MRS檢測參數(shù)也從單一代謝峰值到多比值參數(shù),所獲數(shù)據(jù)亦已得到更充分的利用,低信號代謝物PRESS序列(如肌酸)波譜可為診斷子宮惡性腫瘤提供更多信息。目前MRS的局限性在于技術(shù)復(fù)雜、檢查耗時(shí),數(shù)據(jù)處理繁瑣[30];且針對子宮腫瘤大多采用1H-MRS,可能受到以下因素限制:①部分容積效應(yīng)使1H-MRS對于較小病灶的敏感度相對較低;②呼吸運(yùn)動及較大的空氣-組織界面影響磁場均勻性,可致信號丟失;③1.5T、3.0T條件下,不易檢測膽堿以外的其他代謝物。對于上述問題,在理論上可通過高磁場、小體素、運(yùn)動校正及采用磷MRS(31P-MRS)等加以解決[31],但具體方案及效果仍待進(jìn)一步研究[32-33];且目前針對子宮惡性腫瘤MRS成像標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)設(shè)定等尚無統(tǒng)一規(guī)范或共識,亟需通過多中心大樣本臨床研究填補(bǔ)上述空白。