擴(kuò)散峰度成像診斷子宮內(nèi)膜癌的價(jià)值及其與Ki-67的相關(guān)性

孟楠，王紅霞，周鳳梅，劉文玲，殷慧佳，韓東明

新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院核磁共振科，河南衛(wèi)輝 453100； *通訊作者 韓東明 625492590@qq.com

子宮內(nèi)膜癌（endometrial carcinoma，EC）是女性生殖系統(tǒng)常見(jiàn)惡性腫瘤，近年發(fā)病率逐步上升[1]。細(xì)胞增殖核抗原Ki-67能反映細(xì)胞的分裂、增殖活動(dòng)，其表達(dá)水平高低與疾病的診療及預(yù)后密切相關(guān)[2]。磁共振擴(kuò)散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）是擴(kuò)散張量成像的進(jìn)階技術(shù)，它以組織內(nèi)水分子的非高斯運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，能更詳盡、真實(shí)地反映組織微觀結(jié)構(gòu)信息[3]，已在膠質(zhì)瘤[4]、前列腺癌[5]等疾病的診斷及病情評(píng)估中得到應(yīng)用。目前，少數(shù)文獻(xiàn)對(duì)DKI診斷子宮內(nèi)膜癌的應(yīng)用進(jìn)行了探討[6]，而將DKI與Ki-67聯(lián)合應(yīng)用于子宮內(nèi)膜癌的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。本研究擬探討DKI對(duì)子宮內(nèi)膜癌的診斷價(jià)值，并分析其參數(shù)與Ki-67表達(dá)水平的相關(guān)性，以期為子宮內(nèi)膜的早期診斷及惡性程度評(píng)估提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 收集2017年6－10月在新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院行MRI檢查的子宮內(nèi)膜癌患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者及家屬知情同意；②原發(fā)子宮內(nèi)膜癌患者；③掃描后1周內(nèi)行手術(shù)/診刮檢查獲得明確病理結(jié)果。排除標(biāo)準(zhǔn)：①檢查前接受過(guò)放、化療；②掃描序列不完整或圖像存在明顯運(yùn)動(dòng)/金屬偽影；③子宮內(nèi)膜非腺癌類惡性腫瘤，如小細(xì)胞癌、鱗癌等。符合納入標(biāo)準(zhǔn)的子宮內(nèi)膜癌患者共33例，其中子宮內(nèi)膜樣腺癌29例，黏液性腺癌1例，漿液性腺癌2例，混合性腺癌1例；年齡44～80歲，中位年齡60歲。同時(shí)，以病理結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，設(shè)定50%為界，將子宮內(nèi)膜癌患者進(jìn)一步分為Ki-67低表達(dá)組（Ki-67指數(shù)＜50%，13例）和Ki-67高表達(dá)組（Ki-67指數(shù)≥50%，20例）。收集同期在我院行盆腔MRI檢查且子宮內(nèi)膜正常者作為對(duì)照，納入標(biāo)準(zhǔn)：①M(fèi)RI顯示子宮內(nèi)膜正常；②圖像清晰，能滿足診斷及圖像后處理需要。納入子宮內(nèi)膜正常者20例，年齡41～70歲，中位年齡55歲。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery MR750 3.0T MR掃描儀和32通道相控陣體線圈對(duì)患者行盆腔MRI掃描。掃描序列包括常規(guī)冠狀位、矢狀位、軸位T1WI/T2WI序列，視野（FOV）36 cm×28 cm，層厚6.0 mm，層間距2.0 mm；斜軸位（垂直于子宮長(zhǎng)軸）薄層、小視野、無(wú)壓脂T2WI序列，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm，層厚4.0 mm，層間距0 mm；斜軸位DKI序列（SEEPI），F(xiàn)OV 36 cm×28 cm，層厚5 mm，層間距1 mm，TR 2500 ms，TE 58.9 ms，矩陣128×128，激勵(lì)次數(shù)2，擴(kuò)散敏感梯度b值取0、1000、2000 s/mm2，30個(gè)均勻分布的擴(kuò)散方向。檢查前患者適度憋尿并行陰道填塞。

1.3 病理學(xué)檢查 對(duì)術(shù)后腫瘤標(biāo)本進(jìn)行脫水、石蠟包埋、切片及HE染色處理，Ki-67檢測(cè)使用中杉金橋公司鼠Ki-67單克隆抗體（K2），并采用10個(gè)視野放大400倍進(jìn)行計(jì)數(shù)和計(jì)算。Ki-67指數(shù)定義為陽(yáng)性表達(dá)的腫瘤細(xì)胞數(shù)/總腫瘤細(xì)胞數(shù)×100%。

1.4 圖像處理及分析

1.4.1 圖像后處理方法 DKI圖像傳至GE AW 4.6工作站，利用Functool工具包中的DKI軟件進(jìn)行后處理。由1名具有5年臨床經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師和1名具有10年臨床經(jīng)驗(yàn)的副主任醫(yī)師共同閱片，并分別測(cè)量平均擴(kuò)散系數(shù)（mean diffusion，MD）、平均擴(kuò)散峰度（mean kurtosis，MK）和各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）值。

1.4.2 ROI的選取方法 參考標(biāo)準(zhǔn)：①ROI邊緣與病灶邊緣保持一定距離，以避免容積效應(yīng)；②所有ROI的選擇應(yīng)盡量避開(kāi)肉眼可見(jiàn)的囊變、出血和壞死區(qū)域；③子宮內(nèi)膜正常組ROI置于子宮內(nèi)膜顯示最佳部分。在DKI圖像上手動(dòng)選取ROI，在腫瘤實(shí)性部分勾畫(huà)3個(gè)形態(tài)、大小近似的ROI，面積為50 mm2左右，獲取每個(gè)ROI的平均參數(shù)值，每位觀察者測(cè)量2次，取平均值，最終結(jié)果取2位觀察者的平均值。

1.4.3 受試者工作特性（ROC）曲線分析 利用ROC曲線對(duì)有意義的結(jié)果進(jìn)行分析，得出診斷效能及閾值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0軟件，服從正態(tài)分布及方差齊性的計(jì)量資料以±s表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)及Pearson相關(guān)分析；不服從正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用中位數(shù)M（P25，P75）表示，采用獨(dú)立樣本非參數(shù)U檢驗(yàn)及Spearman秩和相關(guān)分析。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同組DKI參數(shù)比較及組織病理染色 DKI掃描后經(jīng)軟件后處理得出FA、MK、MD偽彩圖及相應(yīng)病理染色圖的例圖，見(jiàn)圖1。子宮內(nèi)膜癌組、Ki-67高表達(dá)組MD值分別低于子宮內(nèi)膜正常組、低表達(dá)組，但子宮內(nèi)膜癌組、Ki-67高表達(dá)組的MK值分別高于子宮內(nèi)膜正常組、低表達(dá)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。子宮內(nèi)膜癌組FA值高于正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），但FA值在Ki-67高、低表達(dá)組無(wú)顯著差異，見(jiàn)表1、2。

圖1 女，55歲，子宮內(nèi)膜高分化腺癌。小視野斜軸位不壓脂T2WI圖像示子宮內(nèi)膜增厚，鄰近肌層受累（箭，A）；斜軸位常規(guī)視野（b=600 s/mm2）示病變呈高信號(hào)（箭，B）；高倍鏡Ki-67染色（+30%）（×400，C）；FA偽彩圖示病變部位信號(hào)呈紅綠色混雜信號(hào)（箭，D）；MD偽彩圖示病變呈藍(lán)色信號(hào)（箭，E）；MK偽彩圖示病變部位呈黃綠色混雜信號(hào)（箭，F(xiàn)）

表1 子宮內(nèi)膜癌組與子宮內(nèi)膜正常組、Ki-67高表達(dá)組與低表達(dá)組FA值、MD值、MK值比較（±s）

表1 子宮內(nèi)膜癌組與子宮內(nèi)膜正常組、Ki-67高表達(dá)組與低表達(dá)組FA值、MD值、MK值比較（±s）

注：與子宮內(nèi)膜正常組比較，*P＜0.05，**P＜0.01；與Ki-67低表達(dá)組比較，#P＜0.01。MK：平均擴(kuò)散峰度；MD：平均擴(kuò)散系數(shù)；FA：各向異性分?jǐn)?shù)

MK 0.81±0.21** 0.60±0.09 0.94±0.14# 0.63±0.16FA 0.17±0.07* 0.13±0.04 0.19±0.07 0.14±0.05

2.2 DKI不同參數(shù)的診斷效能及與Ki-67表達(dá)水平的相關(guān)性 繪制DKI參數(shù)MD值、MK值和FA值診斷子宮內(nèi)膜癌的ROC曲線（圖2），分析獲得診斷閾值及診斷效能見(jiàn)表2。Ki-67高表達(dá)組、低表達(dá)組MD值與Ki-67呈負(fù)相關(guān)（r=-0.699、-0.884，P＜0.05）；Ki-67高表達(dá)組、低表達(dá)組MK值與Ki-67呈正相關(guān)（r=0.563、0.813，P＜0.05）；Ki-67高表達(dá)組、低表達(dá)組FA值與Ki-67表達(dá)水平無(wú)顯著相關(guān)性（r=0.155、0.378，P＞0.05）。

圖2 MD值、MK值和FA值診斷子宮內(nèi)膜癌的ROC曲線

表2 MD值和MK值對(duì)子宮內(nèi)膜癌的診斷效能

3 討論

早期子宮內(nèi)膜癌在常規(guī)MRI圖像的信號(hào)特征與正常子宮內(nèi)膜[7]類似，因此僅從形態(tài)學(xué)表現(xiàn)難以區(qū)分。盡管擴(kuò)散加權(quán)成像、體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像可在一定程度上改進(jìn)診斷早期子宮內(nèi)膜癌MRI圖像的信號(hào)特征，但由于其成像原理均是基于水分子運(yùn)動(dòng)呈高斯分布的理想模型，故難以真實(shí)反映病變內(nèi)部水分子的真實(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。DKI是由Jensen等[8]于2005年提出的一種可用于探查水分子非高斯運(yùn)動(dòng)新興擴(kuò)散成像技術(shù)，它充分考慮到傳統(tǒng)擴(kuò)散成像在反映生物體內(nèi)水分子非高斯運(yùn)動(dòng)[9]方面的局限性，在其基礎(chǔ)上引入了四階峰度的概念，以此量化組織中水分子實(shí)際擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)偏離高斯分布的程度，進(jìn)而反映組織微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。一次DKI序列掃描不僅可以獲得FA、MD等擴(kuò)散張量成像相關(guān)參數(shù)，還可以獲得MK、峰度各向異性等其本身特有的參數(shù)。鑒于參數(shù)較多且個(gè)別參數(shù)診斷意義有待商榷，故本研究?jī)H選取目前應(yīng)用最為廣泛的MK、MD及FA進(jìn)行分析。

MK值是DKI最具代表性的參數(shù)，它是多個(gè)b值且方向相同的梯度方向上的平均值，其大小取決于組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)偏離正態(tài)分布越顯著，MK值越大[10]。本研究中，子宮內(nèi)膜癌組MK值高于子宮內(nèi)膜正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），與Suo等[11]的研究結(jié)果類似。推測(cè)其原因?yàn)閻盒圆∽兗?xì)胞異型性較大且增殖較快，易使自身出現(xiàn)缺血、壞死等改變，因此其組織結(jié)構(gòu)較正常復(fù)雜，水分子更偏向于非高斯分布，故MK值增加。MD值代表組織內(nèi)水分子的平均擴(kuò)散速度，其大小主要與細(xì)胞密集程度相關(guān)[12]，細(xì)胞密度越大，細(xì)胞間隙越小，水分子擴(kuò)散受限越顯著，MD值越小。本研究中，子宮內(nèi)膜癌組的MD值低于子宮內(nèi)膜正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其原因可能是與正常組織相比，腫瘤組織單位體積內(nèi)細(xì)胞密度增大、細(xì)胞間隙減小，水分子擴(kuò)散受限，MD值降低。Wu等[13]關(guān)于腦部腫瘤的DKI研究得出了與上述類似的結(jié)論，間接印證了本研究結(jié)果。FA值是指水分子擴(kuò)散各向異性成分占整個(gè)擴(kuò)散成分的比例，其取值為0～1，F(xiàn)A值越接近1，反映組織內(nèi)水分子擴(kuò)散的各向異性越大[14]。本研究中，子宮內(nèi)膜癌組FA值大于子宮內(nèi)膜正常組（P＜0.05），與Gürses等[15]的研究結(jié)果類似，可能是由于惡性腫瘤組織細(xì)胞異型性較大、排列雜亂以及成分復(fù)雜，導(dǎo)致組織內(nèi)水分子擴(kuò)散的各向異性成分增加。

細(xì)胞增殖核抗原Ki-67是一種反映細(xì)胞分裂和增殖活性的標(biāo)志物，其表達(dá)水平高低與腫瘤增殖情況、惡性程度及患者預(yù)后關(guān)系密切[16]。本研究將子宮內(nèi)膜癌組患者按Ki-67表達(dá)水平分為高表達(dá)組、低表達(dá)組，比較兩組MK值、MD值和FA值的差異，并分析各參數(shù)值與Ki-67表達(dá)水平的相關(guān)性，結(jié)果顯示Ki-67高表達(dá)組MK值高于低表達(dá)組，MD值低于低表達(dá)組，F(xiàn)A值與低表達(dá)組間無(wú)顯著差異；同時(shí)在Ki-67高表達(dá)組、低表達(dá)組中，MD值與Ki-67呈負(fù)相關(guān)，MK值與Ki-67表達(dá)水平呈正相關(guān)，F(xiàn)A值與Ki-67表達(dá)水平無(wú)顯著相關(guān)性，其原因?yàn)镵i-67表達(dá)水平越高，腫瘤惡性程度越高，增殖速度越快，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限越明顯，其內(nèi)成分越復(fù)雜，故反映組織成分復(fù)雜程度的MK值增加，反映水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的MD值減小。FA值在高表達(dá)組與低表達(dá)組間無(wú)顯著差異，且與Ki-67表達(dá)水平無(wú)明顯相關(guān)性，表明細(xì)胞排列、異型性等影響FA值大小的因素在惡性腫瘤的分級(jí)方面并不占主導(dǎo)地位，利用FA值預(yù)測(cè)腫瘤的惡性程度難以取得較好的結(jié)果，與Kozlowski等[17]、姜亮等[18]的研究結(jié)果類似。

本研究的局限性：①病例數(shù)相對(duì)較少，各參數(shù)診斷閾值可能存在誤差，后續(xù)工作中將增大樣本量；②DKI序列所用b值數(shù)量較少（僅有3個(gè)），最高b值為2000 s/mm2，可能會(huì)對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生影響。③本研究所選取的ROI主要集中于病變的實(shí)性部分，且避開(kāi)囊變、壞死區(qū)域，這種選擇人為地降低了腫瘤組織的異質(zhì)性，有可能影響MK值的診斷效能。

總之，DKI的MK、MD及FA值均有助于子宮內(nèi)膜癌的準(zhǔn)確診斷，同時(shí)MK和MD值與Ki-67表達(dá)水平之間良好的相關(guān)性也表明DKI具有無(wú)創(chuàng)評(píng)價(jià)腫瘤增殖活性的潛力。后續(xù)研究中，將擴(kuò)大樣本量并優(yōu)化DKI掃描參數(shù)，進(jìn)一步探討DKI在子宮內(nèi)膜癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值，以期為臨床提供更加準(zhǔn)確、詳盡的病變信息。