磁共振功能成像在宮頸癌中的研究進展

張雨晗，郭啟勇，孫洪贊，于 兵，尚 靳

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

磁共振功能成像在宮頸癌中的研究進展

張雨晗，郭啟勇*，孫洪贊，于 兵，尚 靳

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

MRI技術(shù)快速發(fā)展已逐漸從形態(tài)學成像發(fā)展為功能成像。磁共振功能成像可為臨床提供除形態(tài)學以外的分子、代謝等病理生理信息，近年來其在宮頸癌中的診斷價值已經(jīng)成為研究熱點。本文對磁共振功能成像在宮頸癌中的研究進展進行綜述。

子宮頸腫瘤；磁共振成像

宮頸癌作為女性生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率居女性惡性腫瘤的第二位，且近年呈年輕化趨勢，嚴重威脅女性的健康與生命。宮頸癌的早期診斷和規(guī)范化治療可有效降低其發(fā)病率和死亡率[1]。MRI具有軟組織分辨率高，且可多方位、多參數(shù)、多序列成像等特點，可準確地判斷腫瘤大小、浸潤程度及盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等情況；近年來，隨著MR功能成像技術(shù)的成熟，其在宮頸癌定量診斷、療效預測及評估等方面的優(yōu)勢日漸顯現(xiàn)。本文對磁共振功能成像在宮頸癌中的研究進展進行綜述。

1 DWI

DWI能夠反映活體組織水分子的運動狀態(tài)，ADC值是反映水分子擴散運動的量化指標。由于宮頸癌細胞密度增加，水分子彌散障礙增大，細胞內(nèi)外水分子活動受限，故宮頸癌組織、宮頸良性病變及正常宮頸組織的ADC值依次增高[2]，因此，DWI結(jié)合常規(guī)MR可有效鑒別宮頸良惡性病變，提高診斷宮頸癌的敏感度和準確率[3-5]。Meng等[6]通過比較同步放化療前后ADC值的直方圖，發(fā)現(xiàn)在治療后ADC值分布的異質(zhì)性降低，且相關(guān)參數(shù)(即偏度、峰度和熵)均下降，表明DWI可量化反映宮頸癌放化療療效。

ADC值是單指數(shù)模型DWI的量化指標，受其他形式水分子擴散的影響，其數(shù)值往往大于組織水分子的真實擴散程度。雙指數(shù)模型DWI，即體素內(nèi)不相干運動-擴散加權(quán)成像(intravoxel incoherent motion imaging-DWI， IVIM-DWI)由單指數(shù)DWI發(fā)展而來，可獲得純擴散系數(shù)(D)、灌注分數(shù)(f)、假擴散系數(shù)(D*)，其中D值反映更真實的水分子運動，f及D*反映組織血流灌注[7]。Lee等[8]研究表明，宮頸癌D值明顯低于正常宮頸組織，且均小于其ADC值，提示ADC值受微循環(huán)等的影響；宮頸癌f值低于正常宮頸組織，與腫瘤組織血流灌注增加的情況相矛盾，可能因f值反映血管滲透性、血管內(nèi)外分子交換表面積、血管間隙容積和液體流動壓力等，與程楠等[9]的研究結(jié)果相一致，即f值代表灌注因素在所有擴散因素中所占的比例，雖然宮頸癌組織內(nèi)有豐富的新生毛細血管，但還存在微觀的囊變及壞死灶、毛細血管間隙內(nèi)的水分子擴散運動等。以上因素綜合導致在宮頸癌組織血流灌注絕對值增加的同時，灌注因素所占比例減低。f值的減低還可能與腫瘤組織中的微血管形態(tài)不規(guī)則及纖維組織有關(guān)。Lee等[10]對IVIM參數(shù)與DCE-MRI的灌注參數(shù)進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)f、D*與血管外細胞外空間(estKtrans)和振幅因子(A)，f、D*與最大相對增強指標(MaxRE)，f與信號時間曲線下面積均呈正相關(guān)。Zhu等[11]對同步放化療前后的患者行IVIM掃描，結(jié)果顯示在開始治療的2周內(nèi)，D值和f值明顯升高，表明同步放化療可通過減少細胞密度和調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，提高腫瘤細胞的血供和氧合狀態(tài)，提高腫瘤細胞對放化療的敏感度。因此，可利用IVIM-DWI在腫瘤形態(tài)學變化之前評估療效并及時調(diào)整治療方案。相世峰等[12]研究表明，中低分化宮頸癌D值明顯低于高分化宮頸癌，雖然敏感度不及ADC值，但其更真實地反映組織中水分子擴散運動。Lin等[13]認為D值在宮頸癌病理分級方面具有最佳的診斷效能。葉曉華等[14]研究表明，宮頸鱗癌的D值及f值均低于宮頸腺癌，表明IVIM-MRI可用于宮頸癌病理分型。

拉伸指數(shù)模型是單指數(shù)DWI的另一種衍生類型，其擴散異質(zhì)性指數(shù)α代表與單指數(shù)模型水分子擴散的偏差，Lin等[13]研究結(jié)果顯示，正常宮頸組織α值低于宮頸癌組織，并認為可能與正常宮頸纖維異質(zhì)性增高有關(guān)。

b值是DWI的重要參數(shù)之一。b值越高，水分子的彌散運動越敏感，信號衰減越大，圖像信噪比隨之下降；b值減低，則會產(chǎn)生T2透射效應。DWI的一個重要缺點是正常宮頸黏膜及宮頸癌組織在b值較高時(>1 000 s/mm2)均表現(xiàn)為高信號，影響了對腫瘤浸潤范圍的準確評估。Moribata等[15]利用掃描獲得的原始DWI外推衰減信號生成高b值DWI圖像，可抑制正常子宮頸管高信號，更好地顯示癌組織；表明高b值IVIM成像具有可行性和一定的成像優(yōu)勢，同時發(fā)現(xiàn)最佳成像時b值為1 300 s/mm2或1 600 s/mm2。

影像學上淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的衡量指標主要是其大小及形態(tài)變化，但由于腫瘤細胞微浸潤及淋巴結(jié)的重度反應性增生，使良惡性淋巴結(jié)在大小及形態(tài)上存在重疊，導致診斷準確率降低。劉穎等[16]的研究顯示，淋巴結(jié)的短徑、長徑、平均ADC值和最小ADC值可用于鑒別宮頸癌良惡性淋巴結(jié)，其中最小ADC值的診斷效能最高。Zhang等[17]研究顯示，轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的相對ADC值均明顯低于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，有較好的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的檢出率。Liu等[18]研究表明，最小ADC值在良惡性淋巴結(jié)ADC值間的重疊最小，利用最小ADC值區(qū)分良惡性淋巴結(jié)效能較好。He等[19]的Meta分析肯定了DWI在轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)診斷中的重要作用。

背景抑制擴散加權(quán)成像(background suppression diffusion-weighted imaging, DWIBS)作為DWI的一種新的衍生類型，是將擴散加權(quán)成像、脂肪抑制及快速成像技術(shù)相融合，形成原始圖像再進行最大密度重建，獲得高信噪比、高分辨率的圖像。Park等[20]研究表明，與單獨T2WI相比，聯(lián)合高b值DWIBS，可提高宮頸癌旁侵犯的診斷效能。Yu等[21]研究顯示，DWIBS的ADC值結(jié)合淋巴結(jié)大小等綜合評價，可提高轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的診斷準確率。

2 動態(tài)對比增強MRI(dynamic contrast-enhanced MRI， DCE-MRI)

DCE-MRI是通過靜脈注射對比劑后，進行連續(xù)多次動態(tài)掃描，獲得時間-信號強度曲線(time-intensity curve, TIC)，并在此基礎(chǔ)上進行定量、半定量分析，以反映組織微循環(huán)及血流灌注等方面的特征。

惡性腫瘤可分泌血管內(nèi)皮細胞生長因子，生成大量雜亂的毛細血管網(wǎng)，這種血管不具備完整的基底膜，血管通透性大，DCE-MRI對應的強化方式為“速升—速降型”或“速升—緩降型”。而宮頸良性病變具備完整的基底膜，血管通透性小，DCE-MRI對應的強化方式則為“緩慢上升型”或“平臺型”，利用此強化特征可有效鑒別宮頸良惡性病變[22]。張慶等[23]對藥代動力學參數(shù)的研究顯示，宮頸癌較正常宮頸組織的體積轉(zhuǎn)運常數(shù)(Ktrans)、回流速率常數(shù)(Kep)顯著升高，表明Ktrans、Kep與宮頸癌分化程度及臨床分期均成正比例的關(guān)系。

DCE-MRI可間接反映腫瘤血流灌注狀態(tài)和傳遞氧及化療藥物至腫瘤細胞的效率，在預測及評估宮頸癌放化療療效方面發(fā)揮了獨特的作用。Lund等[24]提出兩種預測放化療療效的新指標，即低增強腫瘤體積(low-enhancing tumor volume, LETV)和低增強腫瘤組分(low-enhancing tumor fraction, LETF)，利用DCE-MRI，于注入對比劑后1 min內(nèi)進行圖像采集，計算獲得LETV及LETF，結(jié)果顯示兩者與無病生存期(disease-free survival, DFS)、總生存期(overall survival, OS)呈負相關(guān)。因此，上述新指標有望成為指導缺氧靶向治療及放化療的有效參數(shù)。Huang等[25]提出，通過設(shè)定恰當?shù)男盘枏姸乳撝?signal intensity, SI)，將腫瘤不同信號強度的體素進行劃分，由于被量化的低信號癌組織提示存在治療失敗的風險，可對腫瘤內(nèi)部放化療療效不顯著的區(qū)域進行定位。Fjeldbo等[26]利用聯(lián)合DCE-MRI的基因分類器，可較早地提示由于缺氧導致的宮頸癌放化療失敗的風險，并有良好的穩(wěn)定性。

3 MRS

MRS是唯一可檢測活體組織生化成分的影像學方法。目前，MRS檢查應用較多的是1H-MRS。盆腔1H-MRS應用較多的代謝物包括膽堿(choline, Cho)及膽堿復合物、脂質(zhì)(lipid, Lip)、肌酸(creatine, Cr)和乳酸(lactic acid, Lac)等。戰(zhàn)祥波等[27]研究表明，宮頸癌Lip濃度及Cho峰值較正常宮頸組織明顯升高，因此MRS可用于鑒別宮頸良惡性病變。Zhu等[28]研究顯示隨著腫瘤體積減小，Cho峰下降。趙妍等[29]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化療有效組Cho峰明顯降低，而化療無效組Cho峰無明顯變化。但Rizzo等[30]研究結(jié)果則顯示在治療前及治療期間，應答組與非應答組Cho峰之間無明顯差異。Allen等[31]認為MRS預測術(shù)前輔助治療的價值仍不確定。因此，目前對MRS是否可作為預測放化療療效的指標仍存在爭議，還有待進一步證實。聶苗苗等[32]研究表明，宮頸癌分化程度與其Cho峰及Lip峰升高程度呈負相關(guān)，提示盆腔MRS可在宮頸癌的病理分級方面發(fā)揮作用。

4 BOLD-MRI

腫瘤組織缺氧是獨立于侵襲深度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的預后因素。Kim等[33]研究結(jié)果顯示，同步放化療后的腫瘤橫向弛豫率(R2*)較治療前明顯降低，且治療前R2*值與治療后的最終腫瘤體積呈顯著負相關(guān)，表明BOLD-MRI有望成為評估宮頸癌放化療反應的有效指標。Mahajan等[34]對術(shù)后復發(fā)的宮頸癌進行研究，發(fā)現(xiàn)與良性纖維化相比，由于腫瘤組織較高的氧代謝水平及較低的腫瘤灌注引起的慢性缺氧，復發(fā)病變的R2*更高，可有效監(jiān)控腫瘤復發(fā)；且BOLD-MRI核心缺氧區(qū)與隨訪BOLD成像的反應評估具有顯著相關(guān)性，該區(qū)域可能是預測治療反應的標志。

5 問題與展望

MRI在早期宮頸癌及CIN的診斷效能不佳，由于DWI圖像分辨率較低，需聯(lián)合多序列綜合判斷分期，且對體積較小的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)或淋巴結(jié)微轉(zhuǎn)移診斷敏感度及特異度較低。IVIM-DWI和DCE-MRI參數(shù)的意義及相關(guān)性尚不明確，對各參數(shù)預測與評估宮頸癌放化療療效的效能仍有待進一步分析。

盆腔1H-MRS檢查技術(shù)較復雜，易受磁場、呼吸及胃腸道等影響，使細胞代謝信息不準確。DWIBS在脂肪抑制的同時，也會降低圖像對比度，從而漏診微小病變。

磁共振功能成像可提供腫瘤組織更微觀、更全面的病理生理學信息，在宮頸癌早期精確診斷、制定個體化治療方案方面有很好的應用前景。多模態(tài)MRI聯(lián)合應用、腫瘤更精確分期、放化療療效實時監(jiān)控等成為MR功能成像發(fā)展與臨床應用的趨勢。

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聲 明

發(fā)表在《中國醫(yī)學影像技術(shù)》2017年33卷9期頁碼為1326-1330的論文《MRS在非海馬硬化顳葉癲癇患者中的應用》，屬于山東省自然科學基金項目(編號： ZR2009CM115)。

《中國醫(yī)學影像技術(shù)》編輯部

2017年9月19日

ResearchprogressesoffunctionalMRIincervicalcancer

ZHANGYuhan,GUOQiyong*,SUNHongzan,YUBing,SHANGJin
(DepartmentofRadiology,ShengjingHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110004,China)

Rapid development of MRI has gradually evolved from morphological imaging to functional imaging. Functional MRI can provide pathophysiological information more than morphological information, such as molecular and metabolic information. The application value of functional MRI in cervical cancer has become a hotspot in recent years. The research progresses of functional MRI in cervical cancer were reviewed in this article.

Uterine cervical neoplasms; Magnetic resonance imaging

10.13929/j.1003-3289.201612047

R737.33; R445.2

A

1003-3289(2017)10-1579-04

張雨晗(1992—)，女，吉林長春人，在讀碩士。研究方向：功能磁共振成像。E-mail: 352360729@qq.com

郭啟勇，中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院放射科，110004。E-mail: guoqy@sj-hospital.org

2016-12-13

2017-08-04