多b值DWI鑒別診斷交界性與惡性上皮性卵巢腫瘤

李海明，趙書會，強(qiáng)金偉，馮 峰，張國福(.南通大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射科，江蘇 南通 2266；2.復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院放射科，上海 20508；.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院放射科，上海 200092；.復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院放射科，上海 200090)

交界性上皮性卵巢腫瘤(borderline epithelial ovarian tumor, BEOT)發(fā)病率呈逐年上升趨勢，具有發(fā)病年齡輕及預(yù)后好的特征，對BEOT患者可采取保留生育功能的手術(shù)治療[1-2]，術(shù)前準(zhǔn)確鑒別BEOT與惡性上皮性卵巢腫瘤(malignant epithelial ovarian tumor, MEOT)有助于制定合理的手術(shù)方案[2]。已有學(xué)者[3-5]分析不同DWI模型，如單指數(shù)DWI、體素內(nèi)不相干運(yùn)動(intravoxel incoherent motion, IVIM)及擴(kuò)散峰度成像(diffusion kurtosis imaging, DKI)應(yīng)用于卵巢腫瘤的可行性。上述3種模型原理不同，各定量參數(shù)反映不同的腫瘤生物學(xué)特性[6]。本研究探討多b值DWI不同信號衰減模型鑒別診斷BEOT與MEOT的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年3月—2016年3月于復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院經(jīng)手術(shù)和組織病理學(xué)證實(shí)的BEOT和MEOT患者共43例，年齡19～67歲，平均(44.6±12.7)歲；根據(jù)2014國際婦產(chǎn)科聯(lián)合會(International Federation of Gynecology and Obstetrics, FIGO)腫瘤分期系統(tǒng)[7]，其中BEOT(BEOT組)14例，年齡19～62歲，平均(32.3±10.8)歲，F(xiàn)IGO Ⅰ期10例，F(xiàn)IGO Ⅱ期4例；MEOT(MEOT組)29例，年齡31～67歲，平均(50.6±8.7)歲，F(xiàn)IGO Ⅰ期11例，F(xiàn)IGO Ⅱ期4例，F(xiàn)IGO Ⅲ期12例，F(xiàn)IGO Ⅳ期2例。2組年齡差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-4.101，P<0.001)。入組標(biāo)準(zhǔn)：超聲檢查懷疑卵巢腫塊。排除標(biāo)準(zhǔn)：①病灶內(nèi)無實(shí)性成分，或?qū)嵭猿煞肿畲髲?1.0 cm；②具有明確的良性腫瘤征象，如T2WI低信號、脂肪抑制T1WI信號減低；③手術(shù)前接受過化療；④非上皮性卵巢腫瘤及非卵巢來源盆腔腫塊；⑤有其他原發(fā)惡性腫瘤病史；⑥未獲得組織病理學(xué)證實(shí)。MR檢查與手術(shù)間隔0～30天，中位時(shí)間6天。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Avanto 1.5T 超導(dǎo)型MR掃描儀，相控陣體線圈。囑患者仰臥，平靜呼吸，檢查前適度充盈膀胱。掃描序列及參數(shù)：軸位及矢狀位T2W脂肪抑制序列，TR 8 000 ms，TE 83 ms，TR 4 490 ms，TE 83 ms；冠狀位T2W，TR 4 420 ms，TE 98 ms；軸位T1WI，TR 761 ms，TE 10 ms；軸位T1W脂肪抑制平掃及增強(qiáng)后三維容積內(nèi)插值屏氣檢查(volumetric interpolated breath-hold examination, VIBE)序列，TR 4.89 ms，TE 2.38 ms；矢狀位T1W脂肪抑制增強(qiáng)序列，TR 724 ms，TE 10 ms。FOV 260 mm×320 mm～380 mm×420 mm；矩陣256×256或320×320；層厚4.0～7.0 mm；層間距1.2～1.5 mm。多b值DWI采用單次激發(fā)平面回波成像序列軸位掃描，b值分別為0、50、100、150、200、400、600、800、1 000、1 500、2 000 s/mm2，TR 4 600 ms，TE 94 ms，層厚5 mm，層數(shù)20，F(xiàn)OV 340 mm×280 mm，矩陣128×128，采集加速因子2，NEX 3；掃描時(shí)間7 min 23 s。

1.3 圖像處理及分析 由2名具有5年以上婦科腫瘤MRI閱片經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師采用盲法獨(dú)立分析多b值DWI圖像，意見不同時(shí)經(jīng)討論達(dá)成一致。采用MatLab軟件(MathWorks公司)生成IVIM參數(shù)圖(IVIM-D、IVIM-D*及IVIM-f)和DKI參數(shù)圖(DKI-D、DKI-K)。于Siemens后處理工作站手動生成b值為0和1 000 s/mm2時(shí)的ADC圖。參照常規(guī)T2WI和動態(tài)增強(qiáng)圖像，沿病變實(shí)性區(qū)邊緣勾畫不規(guī)則形ROI，避開囊變、出血、壞死及血管。對于9例雙側(cè)病變(包括5例MEOT、4例BEOT)，只分析體積較大或?qū)嵭猿煞侄嗟囊粋?cè)，測量3次，取均值。由其中1名醫(yī)師于6周后進(jìn)行重復(fù)測量，以評價(jià)觀察者內(nèi)測量上述參數(shù)的一致性。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用Medcalc 7.4.2.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料中，符合正態(tài)分布者以±s表示，不符合則以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示。采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較2組間各參數(shù)差異。繪制2組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的DWI參數(shù)的ROC曲線，評價(jià)各參數(shù)鑒別診斷BEOT與MEOT的效能；采用DeLong檢驗(yàn)比較上述參數(shù)ROC曲線下面積(area under the ROC, AUC)的差異。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient, ICC)評價(jià)觀察者間和觀察者內(nèi)一致性：ICC<0.40為一致性差，0.40～0.60為一致性中等，>0.60～0.80為一致性較好，>0.80為一致性好。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 患者女，44歲，右側(cè)卵巢交界性漿液性腫瘤 A.動態(tài)增強(qiáng)MR示右側(cè)卵巢實(shí)性腫塊呈顯著強(qiáng)化； B.IVIM-D圖示病灶呈高信號； C.IVIM-D*圖示病灶呈低信號； D.IVIM-f圖示病灶呈高信號

2 結(jié)果

2.1 BEOT與MEOT組DWI各參數(shù)比較 2組DWI各參數(shù)比較結(jié)果見表1。BEOT組ADC值、IVIM-D值、IVIM-f值及DKI-D值均高于MEOT組，而BEOT組DKI-K值低于MEOT組(P均<0.05，圖1、2)，2組間IVIM-D*值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.133)。

2.2 DWI各參數(shù)鑒別診斷BEOT與MEOT效能比較 DWI各參數(shù)鑒別診斷BEOT與MEOT的效能見表2。DKI-K值鑒別診斷BEOT與MEOT效能最高(圖3)。DWI參數(shù)中僅DKI-K值與ADC值的AUC差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=2.406，P=0.016)，其余DWI參數(shù)AUC間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

2.3 一致性分析 觀察者間和觀察者內(nèi)測量DWI各參數(shù)的一致性好，見表3。

3 討論

常規(guī)DWI模型假定擴(kuò)散信號隨b值增大而呈單指數(shù)衰減，即水分子的運(yùn)動符合高斯分布；但水分子擴(kuò)散可受生物組織中微灌注以及細(xì)胞膜、細(xì)胞器、神經(jīng)軸突和髓鞘等復(fù)雜細(xì)微結(jié)構(gòu)的限制或影響，此時(shí)水分子運(yùn)動不再符合高斯分布，而IVIM和DKI模型能夠更真實(shí)地反映這種變化[8-9]。本研究結(jié)果顯示DWI的不同模型均有助于鑒別診斷BEOT與MEOT，且觀察者間和觀察者內(nèi)測量DWI各參數(shù)的一致性均非常好，ICC值均>0.80，提示多b值DWI能較好地反映BEOT與MEOT的生物學(xué)特性，有助于鑒別診斷BEOT與MEOT。

本研究中， 反映擴(kuò)散的相關(guān)參數(shù)(ADC值、IVIM-D值和DKI-D值)在MEOT組均低于BEOT組(P均<0.05)，可能是由于惡性腫瘤細(xì)胞結(jié)構(gòu)更致密、細(xì)胞外間隙減小，導(dǎo)致上述參數(shù)值下降，與既往研究[6,10-11]結(jié)果相符。傳統(tǒng)ADC值主要反映細(xì)胞外間隙水分子擴(kuò)散受限程度，并未考慮微循環(huán)灌注對擴(kuò)散信號的影響。有學(xué)者[8]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)b值<200 s/mm2時(shí)，組織毛細(xì)血管網(wǎng)內(nèi)的血流會導(dǎo)致擴(kuò)散信號呈雙指數(shù)下降。IVIM技術(shù)能分離擴(kuò)散和灌注，DKI-D值反映非高斯分布狀態(tài)下校正的ADC值[9]，而IVIM-D值和DKI-D值可在不同b值范圍內(nèi)更好地反映水分子的擴(kuò)散。研究[12]發(fā)現(xiàn)IVIM-D值較ADC值更有助于反映肝癌的組織學(xué)分級。本研究中ROC曲線分析顯示，在DKI-D、IVIM-D和ADC值的AUC中，DKI-D值的AUC最高，其次為IVIM-D和ADC值，但3個(gè)參數(shù)的AUC間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分析原因，可能與BEOT的細(xì)胞稀疏且數(shù)量顯著低于MEOT[3]有關(guān)。對于IVIM和DKI模型是否更具優(yōu)勢仍需進(jìn)一步觀察。

表1 BEOT與MEOT組DWI各參數(shù)比較[中位數(shù)(上下四分位數(shù))]

表2 DWI各參數(shù)鑒別診斷BEOT與MEOT的效能

圖2 患者女，50歲，左側(cè)卵巢內(nèi)膜樣腺癌 A.動態(tài)增強(qiáng)MRI示左側(cè)卵巢囊實(shí)性腫塊呈中等不均勻強(qiáng)化； B.DKI-K圖示病灶呈高信號； C.DKI-D圖示病灶呈低信號

表3 觀察者間及觀察者內(nèi)測量DWI各參數(shù)的一致性分析

圖3 DKI-K、DKI-D、IVIM-f、IVIM-D及ADC值鑒別診斷BEOT與MEOT的ROC曲線

本研究中BEOT組IVIM-f值較MEOT組高，與王豐等[4-6]的研究結(jié)果一致，但與Iima等[13]的研究結(jié)果相反。f值與具有完整通透性的血管數(shù)量呈正相關(guān)[14]，惡性腫瘤生長速度快，促血管生成因子過度表達(dá)，形成大量無功能、結(jié)構(gòu)混亂的新生血管，從而導(dǎo)致灌注成分的血管比例下降[15-16]。Thomassin-Naggara等[17]發(fā)現(xiàn)MEOT中血管內(nèi)皮生長因子受體-2的表達(dá)高于BEOT，而周細(xì)胞覆蓋指數(shù)則低于BEOT。本研究結(jié)果支持上述結(jié)論。既往研究[18]認(rèn)為IVIM-D*值與血流速度呈正相關(guān)，但本研究中2組IVIM-D*值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.133)。

本研究中MEOT組DKI-K值顯著高于BEOT組(P<0.001)，提示惡性腫瘤組織異質(zhì)性更高和微結(jié)構(gòu)更復(fù)雜[9]，與既往研究[5,19]結(jié)果一致，這是由于惡性腫瘤具有大量新生血管、細(xì)胞增殖速度快及伴隨組織缺氧、壞死等，導(dǎo)致異質(zhì)性增加。本研究中DKI-K值的診斷效能最高，AUC達(dá)0.900，且與ADC值的AUC相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與筆者前期研究[5]結(jié)果相反，分析原因，可能與樣本量差異有關(guān)，尚需進(jìn)一步觀察。

本研究的局限性：①樣本量較小，結(jié)果可能存在偏倚；②采用單層面放置ROI所獲得的定量參數(shù)無法完整地反映腫瘤異質(zhì)性，對于全體積法ROI的鑒別診斷價(jià)值需進(jìn)一步觀察；③所選b值中同時(shí)包含小b值和超高b值，但對灌注敏感的b值數(shù)量較少(<200 s/mm2)，增加小b值數(shù)目有助于獲得更穩(wěn)定的灌注相關(guān)參數(shù)；同時(shí)DKI參數(shù)的計(jì)算過程中也會受到IVIM效應(yīng)影響。

綜上所述，多b值DWI不同模型均有助于鑒別診斷BEOT與MEOT，其中DKI-K值的鑒別診斷效能最高。