宮頸癌擴(kuò)散峰度成像檢查的可重現(xiàn)性研究

鄭祥 陳韻彬 陳文娟 陳偉波

[摘要]目的 評(píng)估磁共振擴(kuò)散峰度成像（DKI）應(yīng)用于宮頸癌檢查的可重現(xiàn)性。方法 選取我院2016年6～12月的10例宮頸癌患者和10名健康志愿者，于相隔24 h～14 d進(jìn)行2次軸位DKI掃描，測(cè)量峰度參數(shù)K以及擴(kuò)散參數(shù)D，并用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果 總受試者、志愿者和宮頸癌患者參數(shù)D的組內(nèi)變異系數(shù)（ICC）分別為0.899、0.935和0.828，參數(shù)K的ICC分別為0.870、0.871和0.877。總受試者、志愿者和宮頸癌患者參數(shù)D的變異系數(shù)分別為17.23%、16.43%和16.51%，參數(shù)K的變異系數(shù)分別為17.85%、20.16%和12.28%。結(jié)論 DKI序列在檢測(cè)宮頸組織水分子非高斯擴(kuò)散方面具有較好的可重現(xiàn)性。

[關(guān)鍵詞]擴(kuò)散峰度成像；磁共振；宮頸癌；可重現(xiàn)性

[中圖分類號(hào)] R737.33 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721（2018）2（b）-0011-04

Reproducibility of diffusional kurtosis imaging measurement in uterine cervical carcinoma

ZHENG Xiang1 CHEN Yun-bin1 CHEN Wen-juan2 CHEN Wei-bo3

1.Department of Radiologic Diagnosis，F(xiàn)ujian Cancer Hospital，F(xiàn)uzhou 350014，China；2.Department of Gynecological Oncology，F(xiàn)ujian Cancer Hospital，F(xiàn)uzhou 350014，China；3.PHILIPS Healthcare，Shanghai 200333，China

[Abstract]Objective To evaluate the reproducibility of magnetic resonance imaging （MRI） diffusional kurtosis imaging （DKI） in detecting of cervical carcinoma.Methods 10 patients and 10 healthy volunteers in our hospital from June to December in 2016 were selected and underwent duplicate MRI scans by using DKI with an interval of 24 hours to 14 days.The metric K and D were obtained from parametric maps and evaluated by statistical software SPSS 19.0.Results The D value of intra group variation coefficient （ICC） of the total subjects，volunteers， and cervical cancer patients were 0.899，0.935 and 0.828，respectively.The ICC of parameter K was 0.870，0.871 and 0.877，respectively.The coefficients of variation of the D in the total subjects，the volunteers and the patients with cervical cancer were 17.23%，16.43% and 16.51%，respectively.The coefficients of variation of parameter K were 17.85%，20.16% and 12.28%，respectively.Conclusion DK imaging sequence appears reproducible in detecting the non Gauss diffusion of water molecules in cervical carcinoma.

[Key words]Diffusional kurtosis imaging；Magnetic resonance imaging；Cervical carcinoma；Reproducibility

宮頸癌是我國(guó)女性常見(jiàn)的惡性腫瘤，其診斷以及療效評(píng)判多依賴于核磁共振成像（MRI）。MRI可提供病灶在治療前后形態(tài)學(xué)上的變化過(guò)程，但是對(duì)于早期微小病灶，常規(guī)MRI并不能有效發(fā)現(xiàn)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)腫瘤放療后其功能學(xué)變化早于形態(tài)學(xué)[1]。作為功能磁共振的一個(gè)序列，擴(kuò)散加權(quán)成像DWI參數(shù)表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）可用檢測(cè)腫瘤早于形態(tài)學(xué)變化之前的功能學(xué)變化，以此評(píng)估治療效果[2]。然而作為一個(gè)以假設(shè)水分子遵循高斯分布為前提的序列，DWI并不能完全能準(zhǔn)確描述水分子在人體內(nèi)的擴(kuò)散狀況。

擴(kuò)散峰度成像（DKI）也是擴(kuò)散功能成像系列的一員，2005年首次被提及[3]，主要用于描述非高斯分布的水分子擴(kuò)散。由于非高斯分布更符合水分子在人體內(nèi)的實(shí)際擴(kuò)散方式，因此DKI可提供更為精確的信息。目前DKI的研究主要集中于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，包括腦梗死、膠質(zhì)瘤、多發(fā)性硬化、帕金森病、注意力集中缺陷等[4-8]。此外還有一些中樞神經(jīng)系統(tǒng)外的疾病，如支氣管畸形、肝細(xì)胞癌和前列腺癌[9-12]。但是關(guān)于DKI在宮頸癌中的應(yīng)用，目前尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，因此本研究擬評(píng)估DKI序列應(yīng)用于宮頸癌的可重現(xiàn)性，以便臨床診斷宮頸癌以及進(jìn)一步評(píng)估宮頸癌療效提供理論基礎(chǔ)。

1資料與方法

1.1一般資料

本研究經(jīng)過(guò)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，每位受試者掃描前均被詳細(xì)告知本研究的內(nèi)容，并簽署知情同意書(shū)。選取我院2016年6～12月的受試者，包括10例病理學(xué)證實(shí)的宮頸癌患者以及10名健康志愿者?；颊吣挲g為20～65歲，平均（42±4）歲；志愿者年齡為25～57歲，平均（44±5）歲。兩組的年齡比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.107）。根據(jù)FIGO分期，患者組包括Ⅰb1期1名，Ⅰb2期1名，Ⅱa期2名，Ⅱb期5名，Ⅲb期1名。所有患者接受檢查之前均未進(jìn)行任何形式的治療。

1.2 MRI成像

MRI掃描在3.0T MRI掃描儀上進(jìn)行（飛利浦，荷蘭），使用8通道腹部線圈。所有受試者均進(jìn)行2次DKI掃描，兩次掃描時(shí)間間隔為24 h～14 d，其中DKI序列的掃描參數(shù)如下：5個(gè)b值（b=0、500、1000、1500和2000 s/mm2）和3個(gè)方向。TR/TE時(shí)間為1542/67 ms，F(xiàn)OV為30 cm×30 cm，矩陣128×104，層厚5 mm，掃描時(shí)間7 min。

1.3影像學(xué)分析

影像學(xué)分析于MR WorkSpace（飛利浦，荷蘭）工作站進(jìn)行，由兩名有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師共同判定圖像質(zhì)量是否合格。DKI參數(shù)測(cè)量以及后處理利用后處理軟件IDL63（飛利浦，荷蘭）進(jìn)行，其中參數(shù)K是一個(gè)無(wú)單位數(shù)值，表示組織水分子擴(kuò)散偏離正態(tài)分布的程度；參數(shù)D則是校正過(guò)的ADC值，表示非正態(tài)分布下水分子的擴(kuò)散系數(shù)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用配對(duì)t檢驗(yàn)檢測(cè)兩次測(cè)量的參數(shù)值之間是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，并計(jì)算出95%可信區(qū)間?？尚判詸z測(cè)則包括患者組合志愿者組的DKI序列每個(gè)參數(shù)的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）和變異系數(shù)（CV），以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1 DKI序列的定位和匹配程度曲線

本研究受試者共20名，包括10例宮頸癌患者和10名健康志愿者，所有數(shù)據(jù)均為有效數(shù)據(jù)。兩次掃描的R2值分別為0.999和0.998，提示高度契合（圖1）。一般而言，R2值等于1說(shuō)明百分百契合。

2.2 DKI序列參數(shù)的一致性檢測(cè)

表1為兩次掃描DKI參數(shù)數(shù)據(jù)的均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差。配對(duì)t檢驗(yàn)顯示兩次掃描的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果P值>0.05，提示兩次掃描數(shù)值之間并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異存在。所有參數(shù)的95%可信區(qū)間也在表1中體現(xiàn)，由表中可以看出兩次掃描參數(shù)差值的95%置信區(qū)間均包含0，提示其一致性較高。

2.3 DKI序列參數(shù)的可信性和可重復(fù)性檢測(cè)

表2為本研究的可信性檢測(cè)，包括ICC和CV，數(shù)據(jù)顯示DKI參數(shù)的可靠性和可重現(xiàn)性較好。Bland-Altmand分析顯示，除了總受試者組的參數(shù)K有2個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（10%）落于可接受一致性限制線外，其余數(shù)據(jù)點(diǎn)均落于95%參考線內(nèi)（圖2）。所有數(shù)據(jù)均顯示了DKI在宮頸癌和正常宮頸組織的測(cè)量中具有非常好的一致性和可重現(xiàn)性。

3討論

DWI序列的可靠性和可重現(xiàn)性已經(jīng)得到了論證[13-14]，該序列已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種疾病的診斷和預(yù)后分析。雖然水分子在各向同性的液體里，比如純水中，是遵循高斯分布的[15]，但是在許多生物組織中，由于存在一些障礙，比如細(xì)胞膜或者細(xì)胞內(nèi)外間隙，改變了水分子的分布，變成了非高斯分布，所以需要引入擴(kuò)散峰度這個(gè)概念來(lái)描述水分子偏離高斯分布的程度，以糾正DWI序列的誤差。峰度是一個(gè)無(wú)單位數(shù)值，用以量化一個(gè)非高斯分布偏離高斯分布的程度[16]，因此，擴(kuò)散峰度成像（DKI）可反映在體水分子的實(shí)際分布情況以及人體組織的微結(jié)構(gòu)。

本研究中，患者和志愿者組DKI參數(shù)兩次測(cè)量的95%置信區(qū)間均包含0，而可信區(qū)間包含0正是良好可重現(xiàn)性的有力證據(jù)。此外，ICC>0.800一般認(rèn)為具有較好的可重現(xiàn)性。本研究中患者和志愿者D和K的ICC均較高，范圍是0.828～0.935，提示DKI序列應(yīng)用于宮頸癌是較為可靠的。變異系數(shù)的范圍為12.28%～20.16%，也在可接受范圍內(nèi)。由于目前尚無(wú)關(guān)于DKI的變異系數(shù)的研究，所以無(wú)法完全根據(jù)DKI的變異系數(shù)來(lái)判斷。但是Braithwaite等[17]在腹部器官的DWI研究中發(fā)現(xiàn)，ADC值的平均變異系數(shù)為14%，和本研究中參數(shù)D的變異系數(shù)范圍接近（16.23%～17.43%）。

Bland-Altman分析中，總受試者組參數(shù)K的數(shù)據(jù)點(diǎn)大約有10%落于可接受一致性限制線外，其余各組的數(shù)據(jù)點(diǎn)均落于該線之內(nèi)。造成該數(shù)據(jù)點(diǎn)外落的原因可能有兩個(gè)，即生理性差異和后處理的變異。關(guān)于DKI的可信性方面的研究目前比較少見(jiàn)，但是一些關(guān)于31P-MRS的研究文獻(xiàn)提示，儀器因素的變異和后處理因素的變異對(duì)總變異的影響微乎其微[18-20]，由此推測(cè)本研究中出現(xiàn)的變異其主體是生理性變異，比如組織的體素在兩次掃描時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的變化。

本研究提示，DKI在宮頸癌或者正常宮頸的檢查中具有較高的可重現(xiàn)性，關(guān)于DKI的可重現(xiàn)性研究則可以為后續(xù)臨床應(yīng)用研究設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，以減少不必要的實(shí)驗(yàn)誤差。

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（收稿日期：2017-09-25 本文編輯：祁海文）