擴散峰度成像對早期宮頸鱗癌分級的價值及其與SCC-Ag 相關(guān)性分析

侯孟巖 孟楠 吳寶林 王競 任繼鵬 韓東明

鱗癌是宮頸癌最常見的病理類型，其病理分級的程度影響宮頸鱗癌患者的治療與預(yù)后[1,2]。有研究表明[3]，早期低分化宮頸鱗癌患者預(yù)后差且易復(fù)發(fā)，其治療方案的選擇與高中分化患者有所不同，因此治療前準(zhǔn)確鑒別低分化與高中分化宮頸鱗癌顯得尤為重要。臨床上常采用穿刺活檢的方法判斷宮頸鱗癌的病理特征，但是取材有限及抽樣誤差等因素易影響對宮頸鱗癌分級的準(zhǔn)確判斷，因此需要影像手段對癌組織定性加以補充[4]。擴散峰度成像（diffusion kurtosis imaging,DKI）是一種新的MR 成像技術(shù)，是基于DTI 技術(shù)的延伸，由于其對水分子擴散的不均一性更加敏感，因此具備更詳盡、真實地反映組織微觀結(jié)構(gòu)信息的能力[5]，目前DKI 已在膠質(zhì)瘤[6]、子宮內(nèi)膜癌[7]、前列腺癌[8]的評估中得到廣泛應(yīng)用。鱗狀細胞癌抗原（squamous cell carcinoma antigen,SCCAg）是一種由鱗狀上皮細胞所分泌的特殊類型的蛋白質(zhì)，是檢測宮頸鱗癌可靠的腫瘤標(biāo)志物之一[9]。本研究對DKI 參數(shù)值在低分化與高、中分化宮頸鱗癌組的差異及與SCC-Ag 的相關(guān)性進行了比較，旨在為臨床選擇治療方案及評估預(yù)后提供更多信息。

資料與方法

1.研究對象

收集2017年12月～2018年7月在我院行MRI 檢查的宮頸鱗癌患者36 例，年齡30～63 歲，平均49.5 歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）原發(fā)早期宮頸鱗癌患者（ⅠB 期-ⅡA 期），均行手術(shù)治療，且病理分級明確。（2）MRI 檢查前未行手術(shù)、放化射及藥物治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）病灶最大直徑小于1 cm；（2）掃描圖像偽影大或掃描序列不完整。納入宮頸鱗癌共36 例，其中低分化鱗癌22 例，高分化鱗癌5例，中分化鱗癌9 例。低分化宮頸鱗癌患者預(yù)后差，易發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移[10]，且其治療方式的選擇與高、中分化鱗癌者有所不同[11]，因此將所有病例分為低分化鱗癌組（22 例）、高、中分化鱗癌組（14例）進行比較。

2.儀器與方法

采用GE Discovery MR750 3.0 T 磁共振掃描儀，32 通道體部相控陣線圈，檢查前行陰道填塞并適度充盈膀胱，行常規(guī)MRI 平掃、DKI 掃描。序列包括常規(guī)矢狀位、冠狀位、軸位T1WI/T2WI 序列，視野（FOV）36 cm×28 cm，層間距2.0 mm，層厚6.0 mm；斜軸位（垂直于子宮長軸）無壓脂、小視野、薄層T2WI 序列，視野22 cm×22 cm，層間距0 mm，層厚4.0 mm；斜軸位（垂直于宮頸長軸）DKI 序列（SE-EPI），視野36 cm×28 cm，層間距1 mm，層厚5 mm，TR 2500 ms，TE 58.9 ms，激勵次數(shù)2，矩陣大小128×128，擴散敏感梯度b 值分別為0、1000、2000 s/mm2，30 個均勻分布的擴散方向。

血清SCC-Ag 的檢測：所有患者治療前均應(yīng)用化學(xué)發(fā)光法（CLIA）測定血清SCC-Ag 濃度。

3.圖像處理及分析

圖像后處理方法：DKI 圖像傳至GE AW 4.6工作站，采用Functool 工具包中的DKI 軟件對圖像進行后處理。由1 名主治醫(yī)師和1 名副主任醫(yī)師共同閱片，并分別測量平均擴散系數(shù)（mean diffusivity,MD）、平均擴散峰度（mean kurtosis,MK）和各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy,FA）值。

ROI 選?。涸贒KI 圖像上手動勾畫類圓形、大小約50 mm2的ROI。ROI 選擇標(biāo)準(zhǔn)：（1）選取腫塊最大的軸位圖像，將其置于DWI 明顯高信號區(qū)域；（2）ROI 應(yīng)與病灶邊緣維持適當(dāng)間距，以避免容積效應(yīng)；（3）ROI 選擇時避開明顯囊變、 壞死及出血等區(qū)域。勾畫3 個大小、形態(tài)相似的ROI，對每個病灶連續(xù)測量3 次，最終結(jié)果取兩位觀察者的平均值。

利用受試者工作特性（ROC）曲線對有意義的結(jié)果進行分析，分析診斷效能。

4.統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 25.0 軟件，計量資料以（x±s）表示。采用獨立樣本t 檢驗比較低分化與高中分化宮頸鱗癌組間MK、MD、FA 值及SCC-Ag 表達水平的差異；繪制ROC 曲線，評價DKI 各參數(shù)值和SCCAg 的診斷效能及最佳診斷閾值； 采用Pearson 分析DKI 各參數(shù)值與SCC-Ag 水平的相關(guān)性；以P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.不同組DKI參數(shù)、SCC-Ag水平的比較

DKI 掃描后經(jīng)軟件后處理得出MK、MD、FA偽彩圖（圖1～4）。低分化宮頸鱗癌組MK、FA 值、SCC-Ag 表達水平顯著高于高、 中分化宮頸鱗癌組，其MD 值顯著低于高中分化宮頸鱗癌組（P＜0.05）（表1）。

2.DKI不同參數(shù)的診斷效能及與SCC-Ag的相關(guān)性

繪制DKI 參數(shù)MD、MK 值和FA 值及SCC-Ag表達水平診斷宮頸癌的ROC 曲線（圖5）。分析獲得診斷閾值及診斷效能（表2）。MK 值與SCC-Ag呈正相關(guān)（r=0.525，P＜0.05），MD 值與SCC-Ag 呈負相關(guān)（r=-0.658，P＜0.05），F(xiàn)A 值與SCC-Ag 無顯著相關(guān)性（r=0.249，P＞0.05）（圖6）。

討 論

1.DKI 在鑒別不同級別宮頸鱗癌中的價值

圖1 女，47 歲,高分化宮頸鱗癌。a）MK 圖示宮頸病變部位呈T2WI 稍高信號；b）MD 圖示MK 值=0.84；c）MD 值=1.11×10-3 mm2/s；d）FA值=0.99；e）鏡下腫瘤細胞排列相對稀疏，輕度異型性（×400） 圖2 女，53 歲，中分化宮頸鱗癌。a）宮頸病變部位呈T2WI 稍高信號；b）MK 值=0.86；c）MD 值=1.09×10-3 mm2/s；d）FA 值=0.12；e）鏡下腫瘤細胞排列相對密集，異型性較高（×400） 圖3 女，42 歲，低分化宮頸鱗癌。a）宮頸病變部位呈T2WI 稍高信號；b）MK 值=0.90；c）MD 值=1.01×10-3 mm2/s；d）FA 值=0.14；e）鏡下腫瘤細胞排列密集，異型性明顯（×400） 圖4 女，61 歲，低分化宮頸鱗癌。a）宮頸病變部位T2WI 呈高信號；b）MK 值=0.92；c）MD 值=0.97×10-3 mm2/s；d）FA 值=0.13；e）鏡下腫瘤細胞排列緊密，異型性明顯（×400）

表1 兩組DKI定量參數(shù)及SCC-Ag水平比較

表2 DKI 定量參數(shù)鑒別低分化與高中分化宮頸鱗癌的效能分析

圖5 MK 值、MD 值、FA、SCC-Ag 值 診 斷宮頸鱗癌ROC 的曲線

圖6 MD、MK 之 與SCC-Ag 的相關(guān)性

DKI 于2005年由Jensen 等[12]提出，為四階三維完全對稱張量，其解決了傳統(tǒng)擴散成像在反映生物體內(nèi)水分子非高斯運動的局限性，可量化組織中水分子實際擴散運動偏離高斯分布的程度，進而反映組織微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。DKI 數(shù)據(jù)采集可同時獲得DKI 和DTI 的參數(shù)，包括MK、MD、FA。MK 是多個不同方向的擴散敏感梯度場的平均峰度值，其大小與組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，水分子擴散運動偏離正態(tài)分布越顯著，使得MK 值越大[13]。本項研究顯示，低分化組MK 值高于高中分化組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），與Wang 等[14]研究結(jié)果一致。筆者推測，低分化鱗癌較高中分化鱗癌的細胞增殖旺盛、 細胞核異型性大，從而引起組織結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，水分子擴散更偏離高斯分布，MK 值更大。MD 值反映水分子整體的擴散水平，與組織中的細胞密度有關(guān)，MD 值越大，表明組織內(nèi)水分子受限程度越小。本項研究中，低分化鱗癌組MD 值低于高中分化鱗癌組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。推測其原因為，與高中分化鱗癌組織相比，低分化宮頸鱗癌中腫瘤組織增殖更加旺盛，因而細胞密度更大，排列更緊密，細胞間隙更小，因此MD 值較低。FA 值是基于DKI 序列產(chǎn)生的各項異性參數(shù)，反映擴散方向，F(xiàn)A 值越大說明組織結(jié)構(gòu)越緊密[15]。目前，F(xiàn)A值在宮頸鱗癌分級中的應(yīng)用價值鮮有報道。本研究顯示，低分化鱗癌組FA 值高于高、中分化鱗癌組（P＜0.05）。其原因可能是與高中分化鱗癌組相比，低分化鱗癌組中腫瘤細胞排列更加密集，腫瘤組織結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，因此各項異性成分增加，F(xiàn)A 值增高。有研究[16]顯示，F(xiàn)A 值與腫瘤細胞密度存在一定相關(guān)性，且其在高、低級別膠質(zhì)瘤中存在顯著差異，有助于膠質(zhì)瘤的分級診斷，與本研究結(jié)果類似。

2.DKI各參數(shù)與SCC-Ag的相關(guān)性分析

SCC-Ag 是1977年由Kato 等[17]從正常宮頸鱗狀上皮細胞中分離的一種抗原，其廣泛存在于正常人體內(nèi)的鱗狀細胞中，當(dāng)鱗狀細胞發(fā)生異常增殖時，其在人體中的含量將發(fā)生顯著變化。在宮頸鱗癌患者中，由于鱗癌細胞的持續(xù)增殖，其外周血中的SCC-Ag 含量較正常水平顯著增高。因此在臨床上，SCC-Ag 作為一種較特異的腫瘤標(biāo)志物，被廣泛應(yīng)用在宮頸鱗癌的術(shù)前診斷、 療效評估、復(fù)發(fā)檢測等方面。近年來，有研究表明[18,19]血清中SCC-Ag 水平與宮頸癌的分化程度、 腫瘤直徑、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等因素密切相關(guān)，其中鱗癌的分化程度是引起血清中SCC-Ag 水平顯著增高的主要因素。本研究中，低分化宮頸鱗癌組中SCC-Ag 水平顯著高于高中分化宮頸鱗癌組，表明相較于高、中分化組，低分化組分泌更多的SCC-Ag。分析原

因為低分化組細胞密度大，腫瘤浸潤程度深，且易發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，上述因素皆可引起血清中SCCAg 水平顯著增高。本研究還進行了SCC-Ag 與DKI 各參數(shù)的相關(guān)性分析，其中SCC-Ag 與MK 值呈正相關(guān)，與MD 值呈負相關(guān)。分析其原因，與高中分化組相比，低分化組癌細胞密度更大，分化更差，異型性更明顯且容易向四周浸潤，上述原因共同作用，一方面引起MK 值增大以及MD 值減小，另一方面導(dǎo)致SCC-Ag 大量分泌并釋放入血，引起血清中SCC-Ag 水平增加，故SCC-Ag 與MK、MD 存在一定的相關(guān)性。但在FA 值與SCC-Ag 水平相關(guān)性分析中，兩者并未顯示出明顯的相關(guān)性，原因可能為FA 值大小雖受細胞密度、細胞排列、組織異型性等因素影響，但其最主要的影響因素為細胞排列和組織異型性，而血清中SCC-Ag 水平與腫瘤細胞密度關(guān)系更加密切，故兩者間無明顯相關(guān)。

本研究尚有不足：（1）病例數(shù)相對較少，且納入研究的低分化宮頸鱗癌較多。（2）與常規(guī)MRI平掃序列相比，DKI 序列在顯示解剖結(jié)構(gòu)方面稍顯不足，因此可能導(dǎo)致DKI 各參數(shù)值的測量結(jié)果存在誤差。（3）DKI 序列僅用3 個b 值，且最高b值為2000 s/mm2。

本研究表明，DKI 的參數(shù)值MK、MD、FA 值均有助于低分化與高中分化宮頸鱗癌的鑒別，其MK、MD 值與血清中SCC-Ag 水平具有一定相關(guān)性，進一步表明DKI 在鑒別宮頸鱗癌分級中具有一定的價值。