磁共振功能成像在卵巢腫瘤中的臨床應(yīng)用研究

強(qiáng)金偉復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院影像科，上海 201508

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磁共振功能成像在卵巢腫瘤中的臨床應(yīng)用研究

強(qiáng)金偉
復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院影像科，上海 201508

強(qiáng)金偉，主任醫(yī)師、教授、博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院副院長(zhǎng)兼影像科主任。主要社會(huì)職務(wù)：中國(guó)醫(yī)療保健國(guó)際交流促進(jìn)會(huì)放射學(xué)分會(huì)委員、上海市放射專科委員會(huì)委員、質(zhì)控與安全學(xué)組副組長(zhǎng)；兼任《復(fù)旦學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版）》《中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)》《診斷學(xué)理論與實(shí)踐》編委，J Magn Reson Imaging、Acad Radiol、Eur J Obstet Gyncol Reprod Biol、Acta Biomaterialia、BMJ Open等SCI收錄雜志審稿專家。擅長(zhǎng)婦科疾病和體部腫瘤的影像學(xué)診斷。主持國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)，上海市科委和衛(wèi)生與計(jì)劃生育委員會(huì)重點(diǎn)項(xiàng)目等科研課題10多項(xiàng)。在核心期刊上發(fā)表論文140余篇，其中28篇發(fā)表在Eur Radiol、J Magn Reson Imaging、AJR、Lung Cancer、PLoS One等SCI收錄期刊。主編、副主編專著3部。獲上海市科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，金山區(qū)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。

【摘要】卵巢腫瘤的死亡率居?jì)D科腫瘤首位，且組織病理學(xué)和形態(tài)學(xué)類型復(fù)雜，有良性、交界性及惡性之分，常規(guī)影像學(xué)表現(xiàn)存在較多重疊，診斷有一定困難。磁共振功能成像技術(shù)如擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）、動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI（dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI）和磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）正越來越多應(yīng)用于卵巢腫瘤的診斷和研究。通過評(píng)估卵巢腫瘤的水分子運(yùn)動(dòng)異常、微血管灌注特性及代謝產(chǎn)物濃度變化，可獲悉腫瘤的功能和代謝狀態(tài)，有助于卵巢腫瘤的定性和鑒別診斷，指導(dǎo)臨床制訂手術(shù)方案，進(jìn)行療效評(píng)估和隨訪監(jiān)測(cè)。

【關(guān)鍵詞】磁共振功能成像；卵巢腫瘤；應(yīng)用

卵巢腫瘤發(fā)生隱匿，發(fā)現(xiàn)時(shí)常為晚期，死亡率居?jì)D科腫瘤首位；且種類繁多，組織和形態(tài)類型復(fù)雜。因此，及時(shí)、準(zhǔn)確的診斷對(duì)治療和預(yù)后有重要影響。雖然MRI以其良好的軟組織對(duì)比及多方位、多序列成像較超聲和CT具有更好的準(zhǔn)確性和特異性，但仍有很多限制［1］。與MRI常規(guī)成像相比，擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）、動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI（dynamic contrast enhancement，DCE-MRI）和磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）可無創(chuàng)性分析病變的水分子運(yùn)動(dòng)異常、血流灌注異常和代謝產(chǎn)物濃度變化，使MRI對(duì)人體的研究深入至細(xì)胞分子和代謝水平，為卵巢腫瘤良惡性鑒別及病理類型分析等提供了新的手段。

1 DWI在卵巢腫瘤中的應(yīng)用

臨床上最常使用的成像速度快的平面回波成像技術(shù)可去除運(yùn)動(dòng)偽影，擴(kuò)散敏感因子b值為800或1 000 mm2/s［2-3］。Moteki等［4］最早對(duì)卵巢囊性病變進(jìn)行DWI研究，發(fā)現(xiàn)卵巢囊腫和漿液性囊腺瘤較惡性卵巢病變的囊性成分有更高的表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coeffecient，ADC）值，而黏液性囊腺瘤與惡性腫瘤的ADC值無顯著差異。他們認(rèn)為囊液的黏滯度、蛋白濃度、糖及核酸含量不同是造成這種差異的原因。該研究一定程度上顯示DWI具備分析囊液構(gòu)成，鑒別腫瘤良惡性的功能。隨后，Sarty等［5］的研究也獲得相似結(jié)果。席艷麗等［6］研究顯示，良惡性腫瘤囊性部分的ADC值有顯著差異，鑒別診斷的最佳閾值為2.755×10-3mm2/s。他們認(rèn)為惡性腫瘤的囊液內(nèi)壞死組織碎片及各種炎性細(xì)胞限制了水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是導(dǎo)致ADC值較良性腫瘤更低的原因。但另一些研究認(rèn)為，ADC值的診斷價(jià)值有限［3， 7-9］。結(jié)果不一致可能是由于研究樣本混雜不同的組織學(xué)類型、囊液成分的復(fù)雜性、不同腫瘤血管通透性的差異性及感興趣區(qū)定位等因素。因此，卵巢腫瘤囊性成分ADC值的意義尚需規(guī)范化的大樣本及組織學(xué)分類研究明確［2，5］。

在對(duì)卵巢實(shí)性成分的分析中，由于納入的良惡性腫瘤組織學(xué)類型多樣，結(jié)果也不一致。如Roussel等，F(xiàn)ujii等和Bakir等［7， 10-11］的研究未顯示良性與惡性腫瘤實(shí)性成分DWI信號(hào)和ADC值的差異，但良性組中包含了成熟畸胎瘤、內(nèi)膜異位囊腫、子宮平滑肌瘤或卵巢性索間質(zhì)腫瘤，由于受脂肪、出血、角質(zhì)成分和膠原組織的T2 black-out效應(yīng)影響，良性組的DWI信號(hào)增高，ADC值降低。這些疾病在常規(guī)MRI上有相對(duì)特征性的表現(xiàn)而易于診斷，如果排除了這些疾病的干擾，則可顯示良性與惡性實(shí)性腫瘤之間的差異。Takeuchi等［12］研究顯示，良性腫瘤的ADC值為1.38×10-3mm2/s，高于惡性腫瘤的1.03×10-3mm2/s。Li等［9］研究顯示，惡性上皮性腫瘤實(shí)性成分ADC值為1.03×10-3mm2/s，低于良性上皮性腫瘤的1.69×10-3mm2/s。Kovac等［13］的研究也顯示惡性腫瘤較良性腫瘤DWI信號(hào)高，ADC值低。本研究團(tuán)隊(duì)對(duì)比了交界性與惡性上皮性腫瘤的DWI表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)69%的交界性腫瘤呈中低信號(hào)，平均ADC值為1.573×10-3mm2/s；97%的上皮性卵巢癌呈高信號(hào)，平均ADC值為0.842×10-3mm2/s。兩者鑒別診斷的ADC閾值為1.041×10-3mm2/s，靈敏度、特異度和準(zhǔn)確率分別為98%、92%和96%［3］。當(dāng)然，鑒別診斷的閾值還需進(jìn)一步大樣本規(guī)范化研究。

2 DCE-MRI在卵巢腫瘤中的應(yīng)用

DCE-MRI的T1WI量化分析方法有半定量和定量分析［14-15］。半定量方法通過對(duì)時(shí)間-強(qiáng)度曲線（time-intensity curve，TIC）進(jìn)行分析，常用參數(shù)為開始強(qiáng)化時(shí)間、達(dá)峰時(shí)間（time to peak，TTP）、半峰時(shí)間（time of half rising，THR）、強(qiáng)化率（washin rate）、廓清率（washout rate）、增強(qiáng)幅度（enhancement amplitude，EA）、最大斜率（maximum slope，MS）及首過60秒曲線下面積（initial area under curve at 60 s，IAUC60）等。半定量分析具有相應(yīng)的量化值，可直觀反映對(duì)比劑的流入情況，但不能準(zhǔn)確反映組織中的對(duì)比劑濃度。定量方法應(yīng)用二室藥代動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算出對(duì)比劑濃度的變化，定量分析腫瘤的血流信息，反映腫瘤的新生血管程度及微血管表面通透性。定量參數(shù)包括反映對(duì)比劑從血管進(jìn)入血管外-細(xì)胞外間隙（extravascularextracellular space，EES）速率的容積轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、反映對(duì)比劑從EES回流入血漿的速率常數(shù)（Kep）、EES容積分?jǐn)?shù)（EES volume，Ve）及血漿容積（plasma volume，Vp）［15］。DCE-MRI主要用于卵巢良惡性腫瘤的定性和鑒別，以及腫瘤療效的評(píng)估和監(jiān)測(cè)。

在卵巢良惡性腫瘤的定性和鑒別方面，Thomassin-Naggara等［14］最早用半定量方法來鑒別上皮性卵巢腫瘤，以鄰近的子宮肌層作為內(nèi)標(biāo)，結(jié)果顯示Ⅲ型TIC提示腫瘤為惡性，Ⅰ型TIC提示腫瘤為良性。在卵巢良性、交界性及惡性腫瘤的鑒別診斷中，IAUC60是最精確的指標(biāo)，EA是3個(gè)參數(shù)（EA、THR、MS）中相關(guān)性最高的指標(biāo)。他們進(jìn)一步研究［16］發(fā)現(xiàn)，MS是鑒別卵巢腫瘤良惡性的最好指標(biāo)，EA、MS與上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞中的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR-2）表達(dá)水平呈正相關(guān)，但與微血管密度無相關(guān)性；MS與周細(xì)胞包裹指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。他們［17］對(duì)附件腫塊的定量研究顯示，惡性腫瘤比良性腫瘤有著更高的血流量、Vp和rAUC，以及更低的Ve，其中血流量是鑒別診斷中最相關(guān)的指標(biāo)；原發(fā)性卵巢惡性腫瘤比交界性腫瘤有著更高的血流量和更短的滯后時(shí)間（delay time，Dt）；手術(shù)中有腹膜轉(zhuǎn)移的腫瘤比沒有腹膜轉(zhuǎn)移的惡性卵巢腫瘤Dt值更短。Carter等［18］的小樣本定量研究發(fā)現(xiàn)，卵巢癌比良性卵巢腫瘤有更大的IAUC60和Kep，而Ktrans和Ve則無顯著差異。

在卵巢腫瘤療效的評(píng)估和監(jiān)測(cè)方面。Sala等［19］評(píng)價(jià)了進(jìn)展期卵巢癌對(duì)鉑類藥物新輔助化療的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)治療后應(yīng)答者的Ve值和Kep值較治療前明顯升高，且明顯高于無應(yīng)答者。Mitchell等［20］的研究顯示，定量DCE-MRI可早期預(yù)測(cè)卵巢癌殘留病灶化療后的進(jìn)展，Vp與可溶性VEGFR-1、VEGFR-2顯著負(fù)相關(guān)，Ktrans與可溶性VEGFR-1、VEGFR-2顯著正相關(guān)。腫瘤抗血管生成治療的早期反應(yīng)評(píng)估是另一個(gè)熱點(diǎn)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)［21-22］初步結(jié)果顯示，定量DCE-MRI可評(píng)估治療早期反應(yīng)。Nathan等［23］研究小分子血管破壞劑A4磷酸酯聯(lián)合分子靶向藥物貝伐單抗治療晚期卵巢癌的Ⅰ期臨床試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Ktrans、Ve、Kep及IAUC60顯著下降。

3 MRS在卵巢腫瘤中的應(yīng)用

目前研究多采用單體素點(diǎn)分辨自旋回波波譜（point-resolved echo spin spectroscopy，PRESS）掃描［24-26］。對(duì)于混雜囊實(shí)性的卵巢腫瘤來說，化學(xué)位移成像（chemical shift imaging，CSI）可在同一時(shí)間獲得多體素的代謝物水平而更具優(yōu)勢(shì)，雖然目前應(yīng)用較少，但已有研究證實(shí)了其可行性［27］。卵巢腫瘤的代謝物主要有膽堿（choline，Cho）、N-乙酰天冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA）、脂質(zhì)（lipid，Lip）和乳酸（lactate，Lac）等，它們?cè)诼殉材[瘤中的意義與其他部位的腫瘤相同，但在卵巢腫瘤的應(yīng)用方面僅有少量初步研究，其中Cho的意義比較肯定，有助于良惡性的鑒別［24-26］。

Stanwell等［24］研究顯示，代謝物峰值積分比Cho/肌酐（creatine，Cr）＞3.09提示惡性腫瘤，Cho峰缺如或Cho/Cr＜1.15提示良性腫瘤，由此推測(cè)Cho/Cr比值大小可反映腫瘤惡性程度。李文華等［28］用Cho峰與噪聲之比＞2為閾值，可準(zhǔn)確鑒別盆腔腫瘤良惡性。本團(tuán)隊(duì)研究［26］顯示，惡性實(shí)性附件腫瘤的Cho/Cr為8.9，明顯高于良性實(shí)性附件腫瘤的5.1，鑒別診斷的閾值為7.5，靈敏度、特異度和準(zhǔn)確率分別為94%、97%和91%。

NAA的意義還有待進(jìn)一步明確。研究發(fā)現(xiàn)NAA峰見于所有畸胎瘤、良性漿液性囊腺瘤及部分漿液性腺癌，且惡性腫瘤的峰值高于良性腫瘤［24， 26， 29］。Takeuchi等［30］研究發(fā)現(xiàn)，所有黏液性腫瘤均可見明顯升高的NAA峰，而非黏液性腫瘤無或僅可見較低的NAA峰，提示NAA峰有助于鑒別黏液性腫瘤與非黏液性腫瘤。本團(tuán)隊(duì)研究［26］顯示，97%的附件實(shí)性腫瘤中可見NAA峰，但未發(fā)現(xiàn)良惡性腫瘤峰值大小的差異。

Lip是一種存在于細(xì)胞膜上的脂質(zhì)。Cho等［31］發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)卵巢惡性腫瘤和良性畸胎瘤波譜中1.3 ppm處Lip峰明顯升高，但在良性上皮源性腫瘤中未發(fā)現(xiàn)該峰。Takeuchi等［32］研究了Lip峰在T2WI低信號(hào)的實(shí)性卵泡膜細(xì)胞類腫瘤中的靈敏度和特異度，分別為100%和92%，并認(rèn)為高Lip峰反映細(xì)胞內(nèi)脂肪含量豐富，是卵泡膜細(xì)胞類腫瘤的特異性代謝物，有助于這類腫瘤與卵巢纖維瘤和子宮漿膜下肌瘤鑒別。馬鳳華等研究［33］顯示，61%的附件實(shí)性腫瘤中可見Lip峰，其中良性腫瘤Lip/Cr為6.4，惡性腫瘤為10.5，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

Lac峰能在一定程度上反映腫瘤的生物學(xué)行為。惡性腫瘤由于生長(zhǎng)快速，供氧不足較良性腫瘤明顯，易出現(xiàn)該峰。Lac峰可出現(xiàn)在盆腔惡性腫瘤及一些良性腫瘤中，前者峰值明顯高于后者，但需排除盆腔膿腫［34-35］。Massuger等［36］報(bào)道，惡性腫瘤囊液中Lac濃度是良性囊腫的6倍，認(rèn)為這是血流減低后缺氧的結(jié)果。但本研究團(tuán)隊(duì)未發(fā)現(xiàn)良惡性實(shí)性附件腫瘤的Lac有差異，且其出現(xiàn)率僅為14%［33］。

磁共振功能成像在卵巢腫瘤中的應(yīng)用尚處于探索階段，目前研究多為小樣本初步結(jié)果，還有待大樣本、多中心研究證實(shí)。由于卵巢腫瘤組織學(xué)和形態(tài)學(xué)類型復(fù)雜，導(dǎo)致結(jié)果不一致，亟待單一組織學(xué)類型分層研究。另外，技術(shù)上的問題還有待進(jìn)一步改善，如DWI掃描易受運(yùn)動(dòng)偽影和磁敏感偽影的影響；DCE-MRI掃描尚難兼顧時(shí)間分辨率和覆蓋范圍，且尚無公認(rèn)的最優(yōu)化參數(shù)及后處理軟件；MRS掃描時(shí)盆腔脂肪及水抑制還存在一定困難，女性腹式呼吸及腸道運(yùn)動(dòng)偽影等也均會(huì)影響MRS質(zhì)量；各種半定量和定量參數(shù)的可重復(fù)性還有待規(guī)范化研究證實(shí)。但相信隨著MRI軟硬件技術(shù)的改進(jìn)，磁共振功能成像的應(yīng)用前景必會(huì)越來越廣闊。

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Clinical application of functional MRI in ovarian tumors

QIANG Jinwei （Department of Radiology， Jinshan Hospital， Fudan University， Shanghai 201508， China）

Correspondence to： QIANG Jinwei E-mail： dr.jinweiqiang@163.com

【Abstract】Ovarian tumors are the first cause of death in gynecological malignancies. Their histopathological and morphological patterns are complicated and variable， and can be categorized as benign， borderline and malignant. There is a considerable overlap in conventional imaging appearances of ovarian tumors， leading to a difficult diagnosis. Functional magnetic resonance imaging （FMRI） such as diffusion-weighted imaging （DWI）， dynamic contrast-enhanced MRI （DCE-MRI） and magnetic resonance spectroscopy （MRS） has been increasingly applied in the clinical diagnosis and study of ovarian tumors. Through probing into the changes of motion of water molecule， microvascular perfusion， and concentration of metabolites， FMRI can harvest the functional and metabolic information of ovarian tumors， and thus help diagnosing and differentiating ovarian tumors， making surgical plan， evaluating therapeutic effect， and monitoring tumor recurrence.

【Key words】Functional magnetic resonance imaging； Ovarian tumor； Application

中圖分類號(hào)：R445.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1008-617X（2016）01-0011-05

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No：81471628）；上海市衛(wèi)生系統(tǒng)先進(jìn)適宜技術(shù)推廣項(xiàng)目（No：2013SY075）；上海市醫(yī)學(xué)重點(diǎn)建設(shè)?？疲∟o：ZK2015A05）。

通信作者：強(qiáng)金偉 E-mail：dr.jinweiqiang@163.com

收稿日期：（2016-02-18）