FAIR成像對(duì)子宮肌瘤診斷價(jià)值的初步研究

王習(xí)，王宗英，李鳳致，吳準(zhǔn)，孫西河，王錫臻

濰坊醫(yī)學(xué)院 醫(yī)學(xué)影像學(xué)系，山東 濰坊 261053

引言

子宮平滑肌瘤是育齡期女性生殖系統(tǒng)最常見的良性腫瘤，雖然是良性腫瘤，但是臨床上發(fā)現(xiàn)子宮肌瘤給女性患者帶來許多的痛苦，有的子宮肌瘤是月經(jīng)周期延長、經(jīng)量增多的主要原因；有的子宮肌瘤會(huì)造成痛經(jīng)、盆腔慢性疼痛；還有些子宮肌瘤會(huì)造成育齡期婦女的不孕癥甚至導(dǎo)致分娩并發(fā)癥的概率明顯增加[1]。子宮肌瘤的診斷方式多樣，影像學(xué)診斷方式主要包括CT、MRI、超聲診斷，其中CT檢查有輻射損傷，超聲檢查雖然方便但是難以評(píng)價(jià)子宮肌瘤與周圍組織的關(guān)系，MRI檢查是能夠兼具定位以及定性診斷的方式，在臨床中的應(yīng)用越來越普遍[2]。磁共振FAIR成像是一種磁共振灌注成像技術(shù)，實(shí)際上與脈沖式動(dòng)脈血質(zhì)子自旋標(biāo)記技術(shù)原理相同，可以在常規(guī)磁共振成像的基礎(chǔ)上，更全面的顯示子宮肌瘤的血流灌注特征，探究患者子宮肌瘤和子宮肌瘤旁正常肌層之間的組織學(xué)差異和血流灌注差異。FAIR成像方法最主要的優(yōu)勢為操作簡單，不需要注射對(duì)比劑，尤其是不會(huì)產(chǎn)生對(duì)比劑的種種不良反應(yīng)，從而越來越受到醫(yī)生和患者的青睞[3]。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象及成像序列

收集2015年12月至2017年12月期間在濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院行盆腔磁共振檢查（常規(guī)MRI及FAIR成像）并經(jīng)過臨床科室、常規(guī)MRI檢查以及病理學(xué)確診為子宮肌瘤的患者，所選患者圖像質(zhì)量清晰且無其他系統(tǒng)嚴(yán)重疾病的患者。共32枚子宮肌瘤被納入研究范圍，其年齡在30～60歲之間。

1.2 MR檢查

磁共振檢查采用美國雙梯度GE 3.0 T與HD Cardiac線圈，對(duì)患者行盆腔常規(guī)MRI成像（TIWI、脂肪抑制T2WI、動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI）及FAIR成像，所有患者均取足先進(jìn)仰臥位。掃描過程中采用飽和帶技術(shù)降低腸道內(nèi)氣體和腹壁皮下脂肪的影響。常規(guī)MRI成像及FAIR成像參數(shù)，見表1。

表1 MRI常規(guī)成像及FAIR序列的成像參數(shù)

1.3 圖像后處理

將選定的子宮肌瘤的患者的FAIR圖像傳到GE ADW4.5后處理工作站，利用后處理軟件（Functool軟件）對(duì)原始圖像進(jìn)行處理，得到FAIR序列的圖像。參考常規(guī)MRI圖像，在患者的子宮肌瘤和瘤旁子宮肌層區(qū)手動(dòng)勾畫感興趣區(qū)域（Region of Interest，ROI），盡量避開子宮肌瘤鈣化或者囊變等特殊信號(hào)的區(qū)域，并在不超過邊界的基礎(chǔ)上使感興趣區(qū)域盡可能大[4]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 19.0軟件求得子宮肌瘤和子宮肌瘤旁正常的子宮肌層FAIR序列的均值，均值以用來（x-±s）來表示。對(duì)患者的子宮肌瘤和子宮肌瘤旁的正常肌層的FAIR數(shù)值進(jìn)行進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。使用MedCalc（Version 11.4.2.0）進(jìn)行FAIR診斷子宮肌瘤的ROC曲線分析，并求得曲線下面積、最佳診斷閾值、敏感性及特異性。

2 結(jié)果

2.1 MRI常規(guī)序列及FAIR序列圖像

MRI常規(guī)圖像上，子宮肌瘤在T1WI上與子宮肌層類似（圖1a），在T2WI上子宮肌瘤大多數(shù)呈低信號(hào)，（圖1b、圖1c）。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振上子宮肌瘤強(qiáng)化較明顯，子宮肌瘤與正常子宮肌層邊界清晰（圖1d）。FAIR圖像能顯示子宮肌瘤與正常肌層的信號(hào)差異，但不能清楚地顯示子宮肌瘤的邊界（圖1e）。

2.2 子宮肌瘤和瘤旁子宮肌層FAIR數(shù)值的比較

子宮肌瘤患者FAIR數(shù)值的均值為107.90±20.92，子宮肌瘤旁的正常肌層FAIR均值為148.98±99.16，子宮肌瘤的FAIR均值低于子宮肌瘤旁的正常肌層，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.024），見表2。

圖1 宮肌瘤影像圖像

表2 子宮肌瘤與子宮肌瘤旁肌層的FAIR數(shù)值比較

2.3 FAIR數(shù)值ROC曲線

FAIR數(shù) 值 的AUC=0.661（95%置 信 區(qū) 間 為0.532～0.775），診斷閾值為≤114.68，敏感度=78.12%，特異度=53.13%；FAIR數(shù)值的ROC曲線，見圖2。

圖2 FAIR序列診斷子宮肌瘤的ROC曲線圖

3 討論

3.1 FAIR序列的成像以及研究進(jìn)展

FAIR序列成像的是利用自體血作為內(nèi)源性示蹤劑的灌注技術(shù)（常常以氫質(zhì)子作為內(nèi)源性示蹤劑），其常常用于腦血管的的病變中，可以較好的顯示腦組織血流灌注情況，反映缺血腦組織微循環(huán)灌注狀態(tài)，F(xiàn)AIR序列對(duì)于血流有良好的敏感性，信號(hào)強(qiáng)度與成像區(qū)域血流有關(guān)系，對(duì)于病變部位的血流灌注量有良好的評(píng)估價(jià)值，尤其對(duì)腦梗死前期患者灌注異常的超早期顯示具有明顯的優(yōu)勢，測量病變區(qū)中心與正常區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度，可計(jì)算出病變區(qū)與健側(cè)的信號(hào)強(qiáng)度差值，定量評(píng)估缺血的嚴(yán)重程度[5]。腦血管的病變常常引起血流灌注量的改變，同時(shí)，F(xiàn)AIR技術(shù)結(jié)合MRA可以評(píng)判大腦中的動(dòng)脈狹窄或閉塞時(shí)腦組織血流灌注情況，將有助于早期臨床治療方案的確定，具有較好的應(yīng)用前景[6]。

近幾年以來，F(xiàn)AIR序列也逐漸用于除腦血管的病變之外的其他系統(tǒng)的研究中，例如肺部、前列腺、腎臟等系統(tǒng)的研究中。對(duì)雙肺進(jìn)行FAIR灌注成像, 探討無創(chuàng)性肺實(shí)質(zhì)灌注成像的可行性，F(xiàn)AIR序列成像對(duì)雙肺的血流灌注基本保持一致，結(jié)果需要排除肺部特殊的雙重血液供應(yīng)、雙肺動(dòng)脈的解剖差異以及受試者心率和呼吸等影響[7]，F(xiàn)AIR序列在雙肺的灌注中具有較大的研究潛力。在前列腺的應(yīng)用中，可以從FAIR序列的信號(hào)差異得到血流灌注的差異，從而定量研究出正常前列腺組織和癌區(qū)前列腺組織的灌注差異，前列腺血流灌注可能成為對(duì)前列腺癌進(jìn)行早期鑒別診斷、分級(jí)、治療和預(yù)后療效評(píng)估的重要生理指標(biāo)[8]。將FAIR應(yīng)用于腎臟的研究中，也可以評(píng)估腎臟的血流灌注，從而對(duì)一些由于供血不足引起的疾病起到觀察和指導(dǎo)作用，例如腎動(dòng)脈狹窄等。

3.2 FAIR序列對(duì)子宮肌瘤的診斷與ROC曲線分析

將FAIR序列在用于盆腔的肌瘤的診斷中，可以觀察子宮肌瘤與子宮肌瘤旁正常肌層的信號(hào)差異、測量FAIR數(shù)值的大小差異，從而研究兩者的組織學(xué)和血流灌注的差異，進(jìn)一步探究FAIR對(duì)子宮肌瘤的診斷價(jià)值。大部分的子宮肌瘤在常規(guī)的磁共振上的信號(hào)為：在T1WI上與正常子宮肌層信號(hào)相近或較低，在T2WI大部分子宮肌瘤呈現(xiàn)低信號(hào)，少數(shù)可以呈現(xiàn)為高信號(hào)[9-10]。而這種信號(hào)形成的原因與子宮肌瘤的膠原纖維含量有關(guān)系，一般認(rèn)為膠原纖維的含量越豐富（大部分子宮肌瘤膠原纖維含量超過50%），子宮肌瘤內(nèi)部細(xì)胞排列越密集，液體的存儲(chǔ)空間就會(huì)越少，而黏蛋白的含量也會(huì)越少，液體含量將越低[11]。由于膠原纖維的含量豐富，細(xì)胞間隙受到擠壓，大部分的子宮肌瘤液體含量并不豐富。FAIR序列對(duì)液體有較高的敏感性，與常規(guī)使用的CT或者M(jìn)RI的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)灌注技術(shù)（DCE-MRI）相比較，F(xiàn)AIR序列不需體外注射對(duì)比劑，從而避免了對(duì)比劑所可能造成的副作用[12]。

FAIR成像技術(shù)中，子宮肌瘤的成像信號(hào)低于正常的子宮肌層，子宮肌瘤的FAIR數(shù)值的均值也低于正常的肌層，且統(tǒng)計(jì)學(xué)分析也有意義。筆者推測這與子宮肌瘤的血流供應(yīng)有關(guān)系：雖然大部分子宮肌瘤的血流供應(yīng)一般比正常的子宮肌層要高[13]，但是子宮肌瘤的動(dòng)脈血管網(wǎng)分為兩層：一層是粗大的外層血管網(wǎng)，由較為粗大的動(dòng)脈血管在肌瘤的表面形成，像球狀比較完整的包繞子宮肌瘤的表面，此層血管網(wǎng)位于子宮肌瘤的假包膜處，圍繞肌瘤成為其主要的供血來源；另一層是致密的內(nèi)層血管網(wǎng)，由外層血管網(wǎng)向肌瘤內(nèi)部發(fā)出的致密的血管網(wǎng)形成，呈絮狀、片狀或網(wǎng)狀分布，為肌瘤的新生血管[14-15]。正是由于子宮肌瘤這樣的血流供應(yīng)，我們?cè)诠ぷ髡局袦y量時(shí)，畫出的感興趣區(qū)域一般在子宮肌瘤的中央，也就是相對(duì)于子宮肌瘤外層，血流供應(yīng)較少的區(qū)域，測量得到的FAIR數(shù)值也就比子宮肌瘤旁的正常的肌層的數(shù)值小。同時(shí)，我們做出子宮肌瘤和子宮肌瘤旁正常肌層的ROC曲線，通過ROC曲線比較FAIR序列對(duì)子宮肌瘤的診斷價(jià)值。結(jié)果顯示FAIR序列診斷子宮肌瘤的曲線下面積為0.661，特異度為53.13%，敏感度為78.12%，提示FAIR序列對(duì)子宮肌瘤有診斷價(jià)值，但診斷價(jià)值一般，敏感度和特異度都不高，不能作為子宮肌瘤的獨(dú)立診斷的序列，但是具有較好的輔助診斷價(jià)值以及良好的應(yīng)用潛力。

3.3 FAIR序列的的應(yīng)用不足

FAIR序列目前最大的應(yīng)用局限性在于信噪比低，張帆等[16]認(rèn)為FAIR技術(shù)普遍信噪比較低的原因與氫質(zhì)子的磁化傳遞有關(guān)。雖然目前FAIR技術(shù)還沒能完全取代侵入性灌注技術(shù)對(duì)血流評(píng)估的地位，但是，隨著MRI灌注成像技術(shù)的快速發(fā)展和理論基礎(chǔ)的進(jìn)一步完善，F(xiàn)AIR技術(shù)將會(huì)逐步的提高信噪比、減少采集時(shí)間、增加掃描層數(shù)，在評(píng)價(jià)顱內(nèi)和盆腔的腫瘤或者其他的腫瘤血流灌注的方面將有更大的臨床應(yīng)用潛力。