容積定量動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI在預(yù)測(cè)宮頸鱗癌淋巴脈管間隙浸潤(rùn)中的應(yīng)用研究

白志強(qiáng)，史潔，段小慧，沈君*

宮頸癌是女性第4常見(jiàn)的惡性腫瘤，嚴(yán)重威脅著女性的身心健康[1]。宮頸癌的病理分型中，鱗狀細(xì)胞癌約占80%。腫瘤淋巴脈管間隙浸潤(rùn)(lymph vascular space invasion，LVSI)反映了腫瘤的侵襲性，是宮頸癌轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)因素[2]，LVSI陽(yáng)性患者和陰性患者的5年生存率及平均存活時(shí)間有顯著差異。而且有無(wú)LVSI對(duì)早期患者的手術(shù)方式及術(shù)后支持治療的方案選擇有重要指導(dǎo)意義。目前，LVSI的診斷需通過(guò)術(shù)后病理檢測(cè)，而采用影像學(xué)檢查指標(biāo)預(yù)測(cè)LVSI的報(bào)道少見(jiàn)。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)能提供反映腫瘤組織微觀血流動(dòng)力學(xué)的半定量和定量參數(shù)，這些參數(shù)能反映腫瘤的血管生成，而血管生成在腫瘤的發(fā)生、進(jìn)展中起著重要作用。因此，DCE-MRI的半定量和定量參數(shù)具有預(yù)測(cè)腫瘤侵襲性的潛力。本研究收集25例宮頸鱗癌患者進(jìn)行DCEMRI檢查，探討DCE-MRI的半定量和定量參數(shù)在預(yù)測(cè)宮頸鱗癌LVSI中的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017年7月至2018年3月中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院宮頸癌患者的DCE-MRI檢查資料。病例入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)初診患者，無(wú)化療、放療史；(2)進(jìn)行根治性手術(shù)切除治療；(3)手術(shù)病理證實(shí)為鱗狀細(xì)胞癌。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)盟(international federation of gynecology and obstetrics，F(xiàn)IGO)分期為IA期；(2)未進(jìn)行手術(shù)治療者；(3)DCE-MRI圖像運(yùn)動(dòng)偽影嚴(yán)重而影響DCE參數(shù)測(cè)量者。共收集64例宮頸癌患者，其中35例根治性手術(shù)，35例中術(shù)后病理證實(shí)為鱗癌者30例。30例宮頸鱗癌中，4例FIGO分期為IA期，1例DCE-MRI圖像運(yùn)動(dòng)偽影嚴(yán)重，予以排除。最后，25例宮頸癌患者納入分析，其中IB1期14例，IB2期5例，IIA1期3例，IIA2期3例；年齡31～70歲，平均年齡(50.0±9.6)歲。25例患者主要癥狀為陰道不規(guī)則流血或絕經(jīng)后陰道出血。所有患者均在知情同意下完成檢查并且簽署知情同意書(shū)。

1.2 MRI檢查

MRI檢查采用荷蘭Philips 3.0 T超導(dǎo)磁共振掃描儀(Gyroscan Achieva 3.0 TX)，檢查序列包括常規(guī)序列：①橫斷位T1加權(quán)快速自旋回波序列(turbo spin echo T1 weighted imaging，TSE-T1WI)：TR=573 ms，TE=8 ms，回波鏈長(zhǎng)度(echo train length，ETL)=5，F(xiàn)OV=220 mm×220 mm，矩陣=276×236，層厚=4 mm，層間距=1 mm，層數(shù)=24，信號(hào)平均次數(shù)(number of signal average，NSA)=2；②橫斷位TSE-T2WI序列：TR=3000 ms，TE=100 ms，ETL=22，F(xiàn)OV=150 mm×150 mm，矩陣=248×199，層厚=4 mm，層間距=1 mm，層數(shù)=24，NSA=3；③矢狀位TSE-T2WI序列：TR=3000 ms，TE=100 ms，ETL=20，F(xiàn)OV=240 mm×240 mm，矩陣=240×240，層厚=4 mm，層間距=1 mm，層數(shù)=15，NSA=2。

常規(guī)平掃完成后進(jìn)行DCE-MRI掃描，首先進(jìn)行多翻轉(zhuǎn)角橫斷位TRHIVE (T1 high resolution isotropic volume excitation)序列掃描，TR=3.1 ms，TE=1.42 ms，F(xiàn)OV=360 mm×250 mm，矩陣=144×100，層厚=3 mm，層間距=0 mm，層數(shù)=40，NSA=1，翻轉(zhuǎn)角分別取2°、4°、6°、8°、10°和12°；多翻轉(zhuǎn)角平掃完成后進(jìn)行DCE-MRI序列掃描，主要參數(shù)與多翻轉(zhuǎn)角平掃序列相同，翻轉(zhuǎn)角=12°，120個(gè)動(dòng)態(tài)期相，時(shí)間分辨率為3 s。檢查前建立靜脈通道留置針，在第4個(gè)動(dòng)態(tài)掃描完成后使用高壓注射器團(tuán)注對(duì)比劑Gd-DTPA-BMA (歐乃影，GE醫(yī)療集團(tuán)，愛(ài)爾蘭)，劑量為0.1 mmol/kg，速率為3 mL/s，對(duì)比劑注射完畢后采用相同速率注射生理鹽水20 mL。

1.3 圖像處理及分析

DCE-MRI數(shù)據(jù)傳輸至離線工作站，運(yùn)用定量分析軟件(Omni-Kinetics，GE Healthcare)進(jìn)行圖像處理。首先進(jìn)行圖像運(yùn)動(dòng)校正，再利用多翻轉(zhuǎn)角成像數(shù)據(jù)進(jìn)行T1-mapping計(jì)算，將感興趣區(qū)(region of interest，ROI)放置于髂內(nèi)動(dòng)脈的中心獲得動(dòng)脈輸入函數(shù)，然后采用Extended Tofts Linear血流動(dòng)力學(xué)模型擬合DCEMRI數(shù)據(jù)，獲得反映腫瘤血流灌注的半定量及定量參數(shù)，其中定量參數(shù)有：容積轉(zhuǎn)移常數(shù)(volume transfer constant，Ktrans)，單位為min-1；返流速率常數(shù)(efflux rate constant，Kep)，單位為min-1；細(xì)胞外血管外體積分?jǐn)?shù)(extracellular-extravascular volume fraction，Ve)；血漿體積分?jǐn)?shù)(plasma volume fraction，Vp)。半定量參數(shù)有：達(dá)峰時(shí)間(time to peak，TTP)，單位為min；最大斜率(maximum slope，MaxSlope)，單位為mmol/(min·L)；濃度-時(shí)間曲線下面積(area under curve，AUC)，單位為mmol·min/L；最大濃度(maximum concentration，MaxCon)，單位為mmol/L。腫瘤DCEMRI參數(shù)測(cè)量時(shí)，在宮頸癌原發(fā)病灶上逐層繪制ROI，將獲取的二維ROI融合為三維ROI，繪制ROI時(shí)避開(kāi)腫瘤壞死和囊變區(qū)，盡量覆蓋腫瘤全部實(shí)質(zhì)部分，獲得腫瘤的半定量和定量DCE-MRI參數(shù)。

圖1 宮頸癌患者。A～C：女性，41歲，IIA期，術(shù)后病理證實(shí)為L(zhǎng)VSI陽(yáng)性；D～F：女性，53歲，IB期，術(shù)后病理證實(shí)為L(zhǎng)VSI陰性。從左至右依次為橫斷T2WI、橫斷位脂肪抑制增強(qiáng)T1WI(T1+C+FS)、AUC偽彩圖。LVSI陽(yáng)性患者AUC為7.247，LVSI陰性患者AUC為0.741Fig. 1 A—C: A 41-year-old woman with cervical cancer which staged IIA, LVSI was proved positive by surgical pathology; D—F: A 53-year-old woman with cervical cancer which staged IB, LVSI was proved negative by surgical pathology. From left to right are transversal T2WI, fat-suppressed contrast-enhanced T1WI (T1+C+FS) and pseudo-colorized map of AUC. The AUC of LVSI positive and negative cases are 7.247 and 0.741, respectively.

表1 LVSI陰性組和陽(yáng)性組DCE-MRI各參數(shù)的組間比較Tab. 1 Comparisons of DCE-MRI parameters between LVSI negative group and positive groups

1.4 LVSI病理診斷

25例患者進(jìn)行手術(shù)切除，切除的腫瘤進(jìn)行常規(guī)病理檢測(cè)，根據(jù)病理報(bào)告記錄有無(wú)LVSI。LVSI是指顯微鏡下在扁平的內(nèi)皮細(xì)胞圍繞成的間隙中存在至少一簇腫瘤細(xì)胞。其診斷標(biāo)準(zhǔn)為受累血管周圍存在淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)且浸潤(rùn)灶臨近其他血管，腫瘤內(nèi)的LVSI灶予以排除[3]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 17.0(Chicago，Ill，USA)統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。定量資料采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Mann-Whitney U秩和檢驗(yàn)比較各參數(shù)在LVSI陰性組和陽(yáng)性組間的差異，利用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線分析差異有意義的參數(shù)的預(yù)測(cè)效能。采用雙側(cè)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

25例患者中LVSI陰性15例，陽(yáng)性10例。LVSI陰性組及陽(yáng)性組DCE-MRI參數(shù)組間比較見(jiàn)表1。LVSI陰性組和陽(yáng)性組的AUC分別為2.012±1.969和3.188±1.993，AUC在兩組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.046)(圖1)。其余各參數(shù)在兩組間的比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。AUC預(yù)測(cè)宮頸鱗癌LVSI的ROC (圖2)曲線下面積為0.740，取臨界值為1.258，AUC預(yù)測(cè)宮頸鱗癌LVSI的準(zhǔn)確率為0.760，敏感性為0.900，特異性為0.667。

圖2 AUC預(yù)測(cè)LVSI的ROC曲線Fig. 2 ROC curve of AUC predicting LVSI.

3 討論

3.1 LVSI對(duì)宮頸癌患者預(yù)后和治療方案的重要影響

宮頸癌為女性常見(jiàn)的惡性腫瘤，其中鱗狀細(xì)胞癌最為常見(jiàn)。LVSI的有無(wú)對(duì)患者的預(yù)后和治療有重要影響。根據(jù)FIGO報(bào)道[4]，對(duì)于臨床分期為Ⅰ～Ⅱ期的宮頸癌患者，LVSI陽(yáng)性者5年生存率為79.5%，陰性者為91.3%。對(duì)于臨床分期為Ⅲ～Ⅳ期的宮頸癌患者，LVSI陽(yáng)性者5年生存率為25.4%，陰性者為34.0%。Xie等[5]研究表明，LVSI陽(yáng)性的早期患者平均存活時(shí)間比陰性患者短約1年5個(gè)月。此外，LVSI陽(yáng)性是淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)因素[6-7]?，F(xiàn)行美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)指南指出，對(duì)于有生育要求的IA期LVSI陰性患者，可行單純切除術(shù)或錐切，若LVSI陽(yáng)性，則應(yīng)同時(shí)行淋巴結(jié)清掃[8]。Sedlis標(biāo)準(zhǔn)對(duì)宮頸癌患者術(shù)后是否行放療有重要的指導(dǎo)意義[9]，而LVSI是構(gòu)成Sedlis標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)指標(biāo)，故LVSI對(duì)宮頸癌患者的后續(xù)治療有重要的指導(dǎo)意義。

3.2 目前LVSI的評(píng)價(jià)方法及局限

LVSI是指顯微鏡下在扁平的內(nèi)皮細(xì)胞圍繞成的間隙中存在至少一簇腫瘤細(xì)胞，因此，LVSI需要依靠術(shù)后組織病理學(xué)檢測(cè)才能明確。目前，評(píng)價(jià)LVSI的影像學(xué)手段十分少，Lee等[10]利用PET/CT評(píng)價(jià)LVSI，發(fā)現(xiàn)LVSI陰性組和陽(yáng)性組的最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUVmax)不同，PET/CT有助于術(shù)前評(píng)價(jià)LVSI。但PET/CT檢查價(jià)格昂貴且有輻射性，故難以普及。CT及MRI手段用于評(píng)估LVSI尚未見(jiàn)報(bào)道。

3.3 容積定量DCE-MRI評(píng)估LVSI的價(jià)值

DCE-MRI不僅可以提供豐富的解剖信息，而且能提供反映腫瘤血管生成情況的功能信息。血管生成與腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展密切相關(guān)，因此理論上，DCE-MRI半定量和定量參數(shù)具有預(yù)測(cè)腫瘤侵襲性的能力。本研究首次利用宮頸癌原發(fā)病灶的DCE-MRI參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)宮頸癌LVSI，發(fā)現(xiàn)LVSI陽(yáng)性組原發(fā)腫瘤的AUC高于LVSI陰性組，AUC預(yù)測(cè)宮頸鱗癌LVSI的準(zhǔn)確率可達(dá)0.760。

AUC是反映在給定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入并且滯留于腫瘤組織的對(duì)比劑總量。研究表明，AUC與腫瘤的血流灌注、血管通透性和間質(zhì)體積等病理特征有密切關(guān)系[11]。該參數(shù)具有穩(wěn)定性好、不依賴于模型假設(shè)和容易獲取等優(yōu)勢(shì)[12]。Thomassin-Naggara等[13]研究表明，AUC可用于鑒別卵巢附件區(qū)良惡性腫瘤，惡性腫瘤的AUC大于良性腫瘤。Li等[14]利用該參數(shù)評(píng)價(jià)乳腺癌患者的預(yù)后，并認(rèn)為AUC大者預(yù)后差。還有學(xué)者[15]利用DCE-MRI參數(shù)評(píng)價(jià)抗血管生成藥物對(duì)腫瘤的療效，認(rèn)為AUC的下降可作為藥物有效的指征。葉裕豐等[16]認(rèn)為，與正常宮頸和子宮肌瘤相比，宮頸癌時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線上升支斜率更大，達(dá)峰時(shí)間更短，平臺(tái)持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。上述研究表明AUC與腫瘤的侵襲性呈正相關(guān)。其原因可能是侵襲性越高的腫瘤新生血管越豐富、微血管通透性越大，而新生血管雜亂無(wú)章并相互交通，對(duì)比劑排出緩慢。宮頸癌原發(fā)腫瘤的AUC越大，其侵襲性越高，可能更容易發(fā)生LVSI。

本研究發(fā)現(xiàn)LVSI陽(yáng)性及陰性組Ve無(wú)差別。Ve反映的是細(xì)胞外血管外間隙的容積分?jǐn)?shù)，受細(xì)胞密度、微血管滲透性、壞死、囊變以及細(xì)胞外基質(zhì)等多種因素的影響，Ve受這些因素影響不穩(wěn)定。隨著腫瘤惡性程度的增高，Ve值可增加或降低。與Ve相比，AUC穩(wěn)定性好，且反映的是血流灌注、血管通透性和間質(zhì)體積等病理指標(biāo)的綜合結(jié)果。另一方面，本研究中Ve在LVSI陰性組和陽(yáng)性組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能的原因是LVSI陰性組和陽(yáng)性組均為宮頸惡性腫瘤，故差異不顯著。

3.4 本研究的局限性

本次研究存在如下局限性：①本研究病例數(shù)相對(duì)較少。原因在于較多的宮頸癌病例在確診時(shí)已無(wú)法手術(shù)，另有相當(dāng)一部分早期宮頸癌患者采取根治性放療，而進(jìn)行手術(shù)切除的病例數(shù)較少；②本研究結(jié)果除AUC差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其余DCE-MRI參數(shù)包括Ve，在LVSI陽(yáng)性及陰性兩組間差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，原因可能與本研究納入的樣本量還較少有關(guān)，需要今后收集更多病例進(jìn)行深入研究。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)LVSI陽(yáng)性的宮頸鱗癌其AUC高于LVSI陰性宮頸鱗癌，AUC預(yù)測(cè)宮頸鱗癌LVSI的準(zhǔn)確率為0.760，qDCE-MRI半定量參數(shù)AUC可有效預(yù)測(cè)宮頸鱗癌的LVSI，為宮頸癌治療方案的制訂提供參考。

利益沖突：無(wú)。