擴散張量成像鑒別子宮肉瘤和變性子宮肌瘤初探

牛淼， 劉愛連， 田士峰， 徐明哲， 張欽和， 宋清偉

注：#數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，采用均數(shù)±標準差表示；△表示數(shù)據(jù)不符合正態(tài)，采用中位數(shù)±四分位間距表示。

子宮肉瘤(uterine sarcoma，US)和變性子宮肌瘤(degenerative uterine fibroids，DUF)是兩種預(yù)后完全不同的女性生殖系統(tǒng)腫瘤，由于二者的MRI表現(xiàn)十分相似，鑒別診斷相對困難。擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)技術(shù)不僅可以反映水分子自由擴散速率，還可以描述水分子擴散運動的方向。目前，DTI技術(shù)已經(jīng)在很多疾病中得到廣泛應(yīng)用[1-6]，但對US和DUF的鑒別還未有相關(guān)報道，故本文對DTI定量參數(shù)在兩種疾病中的鑒別診斷價值進行了初步分析，旨在進一步提高對子宮腫瘤性病變的影像診斷水平。

材料與方法

1.研究對象

回顧性分析本院2008年9月-2017年2月經(jīng)手術(shù)病理證實的14例US和30例DUF患者的病例資料。44例患者的年齡28～85歲，平均(51.9±13.5)歲。14例US中癌肉瘤9例、平滑肌肉瘤4例、間質(zhì)肉瘤1例；30例DUF中透明變性28例、黏液變性1例、非典型平滑肌瘤1例。

2.掃描方法及參數(shù)

使用GE 1.5T Signa HDXT MR掃描儀及體部8通道相控陣線圈。所有患者行T1WI、T2WI、DWI、DTI和LAVA序列多期增強掃描，各序列掃描參數(shù)如下。①橫軸面T1WI：TR 680 ms，TE 10 ms，激勵次數(shù)2.0，矩陣320×192，掃描時間1 min 37 s；②橫軸面T2WI：TR 5660 ms，TE 88.4 ms，矩陣288×224，激勵次數(shù)3.0，掃描時間3 min 13 s；③矢狀面T2WI：TR 3980 ms，TE 91.8 ms，矩陣256×224，激勵次數(shù)3.0，掃描時間2 min 55 s；④橫軸面DWI：b值取0和600 s/mm2，TR 3725 ms，TE 71.1 ms，矩陣128×128，激勵次數(shù)6.0，掃描時間約1 min 15 s；⑤矢狀面DWI：b值取0和600 s/mm2,TR 3800 ms，TE 70.9 ms，矩陣128×128，激勵次數(shù)6.0，掃描時間約1 min 15 s；⑥橫軸面平面回波序列DTI：在6個正交方向施加擴散梯度，b=0、600 s/mm2，TR 4400 ms，TE 84.8 ms，矩陣128×128，激勵次數(shù)4.0，掃描時間約2 min 8 s。以上所有序列的掃描層厚5 mm，層間隔1.0 mm，視野30 cm×30 cm。⑦矢狀面LAVA多期增強掃描：TR 3.2 ms，TE 1.5 ms，層厚3.6 mm，層間隔0.0 mm，矩陣256×192，視野35 cm×28 cm，激勵次數(shù)0.69，對比劑為Gd-DTPA，經(jīng)肘前靜脈注射，劑量0.1 mmol/kg，注射流率2.5 mL/s。分別于注射藥物后16、32、48和64 s各進行1次掃描，最后于注藥300 s后行延遲掃描。

3.圖像分析和測量

由兩位觀察者(分別具有5年和2年MR影像診斷經(jīng)驗的放射科醫(yī)師)采用雙盲法對圖像進行分析和測量。將DTI和DWI圖像傳至ADW4.6工作站，應(yīng)用Functool軟件對圖像進行后處理，生成DTI的ADC(ADCT)和FA圖及DWI的ADC圖。在ADCT、FA和ADC圖中選取相同層面、相同位置在US及DUF病灶的實質(zhì)部分勾畫相同大小的感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，注意避開T1WI、T2WI及LAVA增強序列上所示的壞死、囊變和出血區(qū)，ROI面積大于病灶實質(zhì)部分的1/3，分別測量3個ROI的ADCT、FA和ADC值(圖1～2)。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。使用Spearman相關(guān)性分析比較兩位觀察者測量值間的一致性，相關(guān)性>0.75為良好，達到這一標準時則采用兩位觀察者測量數(shù)據(jù)的平均值進行后續(xù)的分析。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用均值±標準差的形式表示，并進行獨立樣本t檢驗；不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用中位數(shù)±四分位間距來表示，并進行Mann-Whitney U檢驗。使用受試者工作特征(ROC)曲線分析ADCT、FA和ADC值對鑒別US與DUF的診斷效能。

結(jié) 果

1.一般情況的比較

14例US患者的年齡為49～85歲，平均(67.4±9.5)歲；30例DH患者的年齡為28～61歲，平均(44.7±7.8)歲。兩組患者年齡的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)，子宮肉瘤患者的平均年齡大于變性子宮肌瘤患者。

2.兩位觀察者測量數(shù)據(jù)的一致性

兩位觀察者所測得的ADCT、FA和ADC值及相關(guān)性檢驗結(jié)果見表1。兩位觀察者間各參數(shù)測得值的相關(guān)性良好(相關(guān)性均>0.75)，故采用兩位觀察者測量數(shù)據(jù)的平均值進行后續(xù)的分析。

圖1 患者，女，65歲，子宮癌肉瘤。a) FSE T2WI示子宮內(nèi)類圓形病灶呈稍高信號(箭)； b) DWI示病灶呈明顯高信號； c) ADC偽彩圖，顯示病灶的ADC值較低(大部分區(qū)域呈綠色)； d) DTI示病灶呈高低混雜信號； e) ADCT偽彩圖，顯示病灶的ADCT值較低(呈藍綠色)； f) FA偽彩圖，顯示病灶的FA值較低(大部分區(qū)域呈藍綠色)。

3.兩組病灶A(yù)DCT、FA和ADC值的比較

兩組病灶的ADCT、FA和ADC值的測量值及統(tǒng)計分析結(jié)果見表2。US的ADCT、FA及ADC值均低于DUF，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表2 兩組病灶A(yù)DCT值、FA值、ADC值的比較

注：#數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，采用均數(shù)±標準差表示。ADCT單位為×10-9mm2/s，ADC的單位為×10-3mm2/s；△表示數(shù)據(jù)不符合正態(tài)，采用中位數(shù)±四分位間距表示。

4.ADCT、FA和ADC值的診斷效能

ADCT、FA和ADC值診斷US與DUF的ROC曲線分析結(jié)果見表3、圖3。ADCT值的曲線下面積(area under curve，AUC)以及診斷敏感度和特異度均大于ADC值，ADCT值較ADC值具有更高的診斷效能。

表3 ADCT、FA和ADC的診斷效能指標值

注：#單位為×10-9mm2/s，△單位為×10-3mm2/s。

討 論

在女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中，US較少見，約占1%，在子宮惡性腫瘤中占3%～9%，好發(fā)年齡的中位數(shù)為50歲[7]。US的組織學(xué)分類主要包括癌肉瘤、平滑肌肉瘤、內(nèi)膜間質(zhì)肉瘤和未分類肉瘤，其中癌肉瘤是最常見的亞型，其次是平滑肌肉瘤[8]。由于不同組織學(xué)分類的腫瘤成分不同，因此在MR圖像上表現(xiàn)各異[9-12]，這可能與腫瘤是否分泌黏液以及出血、壞死和囊變有關(guān)，腫瘤血供豐富，因此增強掃描時多呈明顯不均勻強化。子宮肌瘤是最常見的一種女性生殖器官良性腫瘤，發(fā)生于育齡期婦女較多，發(fā)生率為20%～30%[7-8]，發(fā)病年齡多為30～50歲。當肌瘤發(fā)生變性時，其組織學(xué)分類主要包括透明變性、黏液變性、囊性變性、紅色變性、鈣化以及肉瘤樣變性[13]，其中最常見的是透明變性[14]，肉瘤樣變性的惡變率為0.4%～0.8%[15]。不同分類的病變在影像表現(xiàn)上略有差別[16]，因黏液變和透明變導(dǎo)致腫瘤內(nèi)含有粘多糖和蛋白質(zhì)，故這兩類病變的MR信號表現(xiàn)多樣。

由于US和DUF的組織學(xué)分類多樣，故兩者的鑒別診斷存在一定的難度，尤其是對于早期無特異癥狀的US患者，臨床上常常發(fā)生誤診，術(shù)前診斷符合率僅為30%～39%[13]，既往也有將DUF誤診為US的文獻報道[17]。在病理學(xué)上，幾種分類的DUF也常常被誤診為US[14]，但兩種病變的治療及預(yù)后完全不同，因此鑒別診斷極為重要。

常規(guī)DWI序列的ADC值可以用來鑒別這兩種疾病，其中US的ADC值均小于DUF[18-23]。在本研究中，US和DUF的ADC值分別為(1.118±0.238)和(1.522±0.189)×10-3mm2/s，US的ADC值低于DUF，與以往研究中的測量結(jié)果一致。DTI是在DWI基礎(chǔ)上改進和發(fā)展的一項新的功能成像技術(shù)，能反映活體組織中不同結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的水分子自由擴散速率以及方向的變化，并通過計算機處理轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像和多個定量參數(shù)[24]。DTI的多個量化指標中，常用的參數(shù)包括ADCT及FA值。其中，ADCT值反映水分子擴散運動狀況的改變，描述水分子的運動速度，與水分子受限程度呈負相關(guān)。ADCT值不僅受細胞大小、數(shù)目、排列方式及細胞外間隙的影響，還與核漿比、細胞器數(shù)目及微循環(huán)有關(guān)。根據(jù)以往的研究結(jié)果，惡性腫瘤由于細胞密集、細胞外間質(zhì)少、細胞核大、深染和異形性高，細胞內(nèi)和細胞外的水分子擴散空間減小，ADCT值降低。而良性病變內(nèi)細胞相對稀疏，水分子擴散空間大，故其ADCT值較高。US在組織學(xué)上可見細胞密集，細胞外間隙少，核漿的比例高；而DUF內(nèi)含有較多囊變、出血成分，導(dǎo)致水分子擴散受限程度低，故其ADCT值高于US。

圖2 患者，女，27歲，子宮肌瘤透明變性。a) FSE T2WI顯示病灶呈稍高混雜信號(箭)； b) DWI示病灶呈稍高信號； c) ADC偽彩圖，顯示病灶內(nèi)呈混雜信號，圖中紅色、黃色代表高ADC值，綠色、藍色代表低ADC值; d) DTI顯示病灶呈高低混雜信號； e) ADCT偽彩圖，顯示病灶內(nèi)呈混雜信號，圖中紅色、黃色代表高ADC值，綠色、藍色代表低ADC值； f) FA偽彩圖，顯示病灶內(nèi)呈混雜信號，圖中紅色、黃色代表高ADC值，綠色、藍色代表低ADC值。

圖3 ADCT、FA和ADC值鑒別，US與DUF的ROC曲線圖，ADCT值的AUC最大，提示其診斷效能最高。

FA值代表水分子擴散的各向異性，反映水分子運動的方向性，能夠描述水分子在三維空間的擴散方式。FA值的大小與擴散方向的異性程度呈正相關(guān)(FA=0～1)[25]，F(xiàn)A值趨于0表示擴散趨于各向同性，而FA值趨于1表示擴散趨于各向異性。當病變組織結(jié)構(gòu)、細胞密度或細胞內(nèi)核/漿比例發(fā)生改變時，水分子的擴散運動就會發(fā)生變化。因此，可利用DTI測量組織內(nèi)水分子的擴散運動情況，進而反映病變組織與正常組織的差異，為疾病的診斷提供更多信息。本研究中US的FA值(0.168±0.063)低于DUF(0.254±0.111)?？赡苁怯捎谧訉m肌瘤是由平滑肌細胞和膠原纖維構(gòu)成，剖面上肌瘤呈旋渦狀或編織狀結(jié)構(gòu)，DUF內(nèi)雖然發(fā)生了變性改變，但大部分組織內(nèi)仍保持旋渦狀或編織狀結(jié)構(gòu)，水分子會沿著旋渦狀或編織狀結(jié)構(gòu)走行，因此水分子擴散運動的各向異性較大[26]，即FA值較大。而對于US，細胞密集，水分子運動大多沿著細胞間隙走行，具有較一致的方向性，因此FA值會偏低。DTI和DWI定量參數(shù)中，ADC值都是反映水分子的擴散情況，但DTI中的FA值是DWI沒有的，其代表水分子在三維空間運動的方向性，因此DTI的ADC值是三維空間的向量和，而DWI中的ADC值是平面向量和，故DTI中的ADC值能更準確的反映水分子的擴散情況[27]。對定量參數(shù)鑒別US與DUF的診斷效能進行ROC曲線分析，結(jié)果亦顯示DTI的ADCT值的敏感度和特異度(分別為96.7%、92.9%)較DWI的ADC值(分別為78.6%、90.0%)要高，AUC更大，診斷效能更高。

本研究存在的不足之處：①病例數(shù)較少，有待增加樣本量進行更深入的分析，提高統(tǒng)計分析結(jié)果的可靠性；②不同病理類型的子宮肉瘤和變性子宮肌瘤混合討論，對結(jié)果也許有一定影響；③對DTI和DWI數(shù)據(jù)的分析采用的是不同的后處理軟件，不能保證ROI完全在同一位置。

綜上所述，對于US和DUF的鑒別診斷，DTI及DWI掃描序列有重要作用，兩種方法都能夠在無需應(yīng)用對比劑的條件下，利用重建圖像得出的定量參數(shù)值A(chǔ)DCT、FA和ADC來有效鑒別US與DUF，而其中DTI的ADCT值較DWI的ADC值具有更高的診斷效能，說明DTI掃描技術(shù)具有更好的診斷準確性，為鑒別兩者提供了一種安全可行的評估方法，具有很好的研究及臨床應(yīng)用前景。