3.0T 磁共振成像體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)相關(guān)參數(shù)對(duì)宮頸癌的診斷價(jià)值研究

靳宏輝，聶國(guó)軍，張臣海，汪再慶

1成都軍區(qū)八一骨科醫(yī)院影像科，成都 610016

2成都軍區(qū)機(jī)關(guān)醫(yī)院放射科，成都 610016

宮頸癌為臨床常見(jiàn)的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)近幾年其發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)，目前臨床療效及治療后生存率取決于其病理類型、病理分級(jí)及國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)盟分期[1]。有資料顯示，磁共振成像（MRI）能判斷腫瘤大小、浸潤(rùn)深度、有無(wú)侵犯鄰近器官等生物學(xué)特征，無(wú)電離輻射，不需要對(duì)比劑，對(duì)人體無(wú)害，在宮頸癌診斷、分期評(píng)估中發(fā)揮著重要作用[2]。而MRI包括多種功能成像，如體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（intravoxel incoherent motion，IVIM）、磁共振彌散加權(quán)成像（diffusionweighted imaging，DWI）等。文獻(xiàn)報(bào)道，磁共振DWI在臨床應(yīng)用中存在較大缺陷，準(zhǔn)確率較低；而IVIM模型已被廣泛應(yīng)用于肝臟等疾病研究中，證明IVIM相關(guān)參數(shù)在解決診斷困擾、評(píng)估腫瘤臨床分期和病理分級(jí)、判斷治療效果和預(yù)后、協(xié)助制訂治療計(jì)劃中具有重要作用[3]。但目前關(guān)于IVIM參數(shù)如標(biāo)準(zhǔn)表觀擴(kuò)散系數(shù)（standard apparent diffusion coefficient，ADCstand）、慢速表觀擴(kuò)散系數(shù)（slow apparent diffusion coefficient，ADCslow）、快速表觀擴(kuò)散系數(shù)（fast apparent diffusion coefficient，ADCfast）、快速擴(kuò)散所占比例（fraction of fast ADC，F(xiàn)fast）在宮頸癌中的研究尚處于初級(jí)階段，相關(guān)報(bào)道較少。基于此，本研究主要探究3.0T MRI IVIM相關(guān)參數(shù)對(duì)宮頸癌的診斷價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2016年6月至2018年6月成都軍區(qū)八一骨科醫(yī)院和成都軍區(qū)機(jī)關(guān)醫(yī)院收治的68例宮頸癌患者為觀察組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中醫(yī)婦科學(xué)》[4]中相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)，均經(jīng)病理檢查確診為宮頸癌；②年齡≥25歲；③腫瘤直徑＞1 cm；④卡氏功能狀態(tài)評(píng)分（Karnofsky performance status，KPS）≥60分。排除標(biāo)準(zhǔn)：①近期接受放化療及免疫治療等抗腫瘤治療；②合并其他嚴(yán)重內(nèi)科疾病；③合并其他宮頸疾病。68例宮頸癌患者中，年齡26～69歲，平均（52.25±4.87）歲；臨床分期：Ⅰb期15例，Ⅱa期26例，Ⅱb期21例，Ⅲa期6例；分化程度：高分化11例，中分化49例，低分化8例。按病理類型，將觀察組患者分為鱗狀細(xì)胞癌組（55例）與腺癌組（13例），鱗狀細(xì)胞癌組年齡26～68歲，平均（52.44±4.92）歲，腺癌組年齡27～69歲，平均（52.37±4.86）歲。另選取同期體檢的46例健康女性為對(duì)照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)MRI或超聲檢查顯示宮頸正常；②檢查前未接受藥物治療、放射治療等；③年齡≥25歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并嚴(yán)重心、腦、肝、腎等原發(fā)性疾病；②MRI檢查禁忌證，如體內(nèi)安有金屬物（如心臟起搏器、金屬支架、宮內(nèi)節(jié)育器等）、幽閉恐懼癥等；③妊娠期或哺乳期婦女。46例健康女性中，年齡25～68歲，平均（51.75±4.92）歲。3組研究對(duì)象年齡比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，且所有研究對(duì)象均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

掃描前準(zhǔn)備：檢查前8～12 h禁食，掃描前15～30 min肌內(nèi)注射山莨菪堿20 mg，減少胃腸蠕動(dòng)，口服溫開(kāi)水600～800 ml，保持膀胱適度充盈。檢查前5 min，再飲溫開(kāi)水200～400 ml，行呼吸訓(xùn)練，明確最佳屏氣耐受點(diǎn)，減少呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，給予MRI檢查掃描。使用Discovery MR 750 3.0T超導(dǎo)型MRI系統(tǒng)（美國(guó)GE公司），射頻發(fā)射線圈為體線圈，接收線圈采用8通道體部相控陣線圈（3.0T HD8-CHTORSO ARRAY），對(duì)比劑為釓噴酸葡胺。檢查時(shí)，禁止患者隨身攜帶金屬物品，取仰臥位，足先進(jìn)，于腹部呼吸最明顯處放置呼吸門控軟管，保持顯示屏上呼吸波幅度＞全長(zhǎng)1/3，使用腹帶，并行呼吸訓(xùn)練，減少運(yùn)動(dòng)呼吸偽影。

掃描序列、范圍、參數(shù)：行常規(guī)MRI及IVIM掃描，從髂骨翼上緣至雙側(cè)股骨頸水平為掃描范圍，包括軸位快速自旋回波T1加權(quán)像（fast spin echo T1 weighted imaging，F(xiàn)SE T1WI）、軸位快速恢復(fù)快速自旋回波T2加權(quán)像（fast recovery fast spin echo T2 weighted imaging，F(xiàn)RFSE T2WI）、冠狀位 FRFSE T2WI、矢狀位螺旋槳掃描T2加權(quán)像（Propeller T2WI）、軸位自旋回波平面回波彌散加權(quán)成像（spin echo-echo planar imaging diffusion-weighted imaging，SE-EPI DWI）∶T2WI、軸位SE-EPI IVIM。其中，行軸位SE-EPI IVIM掃描時(shí)，b值分別取0、10、25、50、75、100、150、200、400、800、1000、1500、2000 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)依次為2、2、2、2、2、2、2、4、4、6、6、8、8次，采集時(shí)間為6 min。需要注意，所有軸位均為宮頸軸位，按照宮頸形態(tài)位置（直立、前屈、后屈），以垂直于宮頸的角度進(jìn)行掃描，獲取宮頸最大層面。

圖像處理：完成掃描后將IVIM原始數(shù)據(jù)傳至GE AW 4.5工作站，采用Function MADC軟件進(jìn)行圖像分析，生成IVIM各參數(shù)圖（ADCstand、ADCslow、ADCfast、Ffast）。由2名高年資影像科醫(yī)師觀察并分析影像資料，采用雙盲法進(jìn)行閱片，根據(jù)結(jié)果共同確定病灶區(qū)。結(jié)合常規(guī)T2WI、DW（Ib值=800 s/mm2）軸位圖像，確定感興趣區(qū)（region of interest，ROI），以覆蓋目標(biāo)區(qū)域2/3為ROI選取標(biāo)準(zhǔn)，盡可能避開(kāi)液化壞死、囊變、軟化灶、出血區(qū)域，每個(gè)ROI面積≥80 mm2。ROI連續(xù)測(cè)量3次后取平均值。

1.3 觀察指標(biāo)

觀察 3 組患者 ADCstand、ADCslow、ADCfast、Ffast、分布擴(kuò)散系數(shù)（distributed diffusion coefficient，DDC）、擴(kuò)散異質(zhì)性指數(shù)（α）值，采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析IVIM參數(shù)對(duì)宮頸癌的診斷價(jià)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，多組間兩兩比較采用q檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 IVIM DWI各參數(shù)偽彩圖

行軸位SE-EPI IVIM掃描時(shí)，獲取視野（field of view，F(xiàn)OV）13個(gè)b值的DWI原始圖像，隨著b值的不斷增加，腫瘤組織高信號(hào)衰減并不突出，可見(jiàn)周圍組織結(jié)構(gòu)信號(hào)明顯衰減，獲得IVIM DWI各參數(shù)偽彩圖，包括ADCstand偽彩圖、ADCslow偽彩圖、ADCfast偽彩圖、Ffast偽彩圖、DDC偽彩圖、α偽彩圖，病變部位分別顯示偏藍(lán)色信號(hào)、藍(lán)綠色混雜信號(hào)、紅色信號(hào)、紅黃色混雜信號(hào)、深藍(lán)色信號(hào)、藍(lán)綠色混雜信號(hào)。（圖1）

圖1 IVIM DWI 各參數(shù)偽彩圖

2.2 3組患者各IVIM參數(shù)的比較

3組患者ADCfast比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。鱗狀細(xì)胞癌組及腺癌組患者ADCstand、ADCslow、DDC、Ffast、α值均低于對(duì)照組，鱗狀細(xì)胞癌組患者ADCstand、ADCslow、DDC值均低于腺癌組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；鱗狀細(xì)胞癌組與腺癌組患者Ffast、α值比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。（表1、表2）

2.3 各IVIM 參數(shù)對(duì)宮頸癌的診斷價(jià)值

經(jīng)ROC曲線處理，結(jié)果顯示，IVIM相關(guān)參數(shù)ADCstand、ADCslow、Ffast、DDC、α值診斷宮頸癌的曲線下面積分別為0.932、0.948、0.875、0.928、0.941。（表3）

表1 3組患者ADCstand、ADCslow、ADCfast值的比較（×10-3mm2/s，±s）

表1 3組患者ADCstand、ADCslow、ADCfast值的比較（×10-3mm2/s，±s）

注：a與對(duì)照組比較，P<0.05；b與腺癌組比較，P<0.05

組別鱗癌組（n=55）腺癌組（n=13）對(duì)照組（n=46）F值P值A(chǔ)DCstand 0.91±0.11a b 1.24±0.06a 1.60±0.41 80.141 0.000 ADCslow 0.62±0.16a b 0.87±0.12a 1.13±0.26 78.701 0.000 ADCfast 72.46±26.45 69.53±27.10 74.32±26.14 0.180 0.835

表2 3組患者Ffast、DDC、α值的比較（±s）

表2 3組患者Ffast、DDC、α值的比較（±s）

注：a與對(duì)照組比較，P<0.05；b與腺癌組比較，P<0.05

組別鱗癌組（n=55）腺癌組（n=13）對(duì)照組（n=46）F值P值Ffast（%）16.20±3.04a 16.29±3.07a 30.75±13.47 36.645 0.000 DDC（×10-3mm2/s）0.74±0.14a b 1.17±0.10a 2.06±0.97 56.093 0.000 α值0.57±0.10a 0.60±0.11a 0.79±0.08 72.378 0.000

表3 各IVIM參數(shù)對(duì)宮頸癌的診斷價(jià)值

3 討論

宮頸癌早期診斷多依靠臨床影像學(xué)檢查及液基細(xì)胞學(xué)檢查，既往研究發(fā)現(xiàn)磁共振DWI雖可定量反映其生物學(xué)特征（如病變組織類型、病理分型等），但因體內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，受微觀層面大分子、細(xì)胞膜、組織細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化等因素的影響，其ADC值誤差較大[5]。而MRI是診斷宮頸癌的首選影像方法，軟組織分辨力較強(qiáng)，可多方位、多序列成像，提供詳細(xì)的影像信息，在宮頸癌診斷中具有重要意義。尤其是MRI中的IVIM，可顯示組織水分子自由運(yùn)動(dòng)及微循環(huán)內(nèi)血流灌注，區(qū)分正常宮頸組織與組織內(nèi)細(xì)胞數(shù)目明顯增多的宮頸癌組織[6]。目前IVIM雙指數(shù)模型、拉伸指數(shù)模型已廣泛應(yīng)用于胰腺癌、腎癌、乳腺癌等，研究發(fā)現(xiàn)其可從多方面（如擴(kuò)散、灌注、異質(zhì)性等）定量反映病變特點(diǎn)，指導(dǎo)診斷及預(yù)后評(píng)估[7-8]。

本研究結(jié)果顯示，鱗狀細(xì)胞癌組及腺癌組患者ADCstand、ADCslow、DDC、Ffast、α值均低于對(duì)照組，鱗狀細(xì)胞癌組患者ADCstand、ADCslow、DDC值均低于腺癌組，證實(shí)3.0T MRI IVIM參數(shù)能有效鑒別宮頸癌組織與正常宮頸組織。IVIM參數(shù)包括ADCstand、ADCslow、ADCfast、Ffast、DDC、α值，可量化宮頸癌組織內(nèi)微循環(huán)灌注及擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)成分，為臨床提供詳細(xì)的影像學(xué)信息。其中ADCstand可反映活體組織微循環(huán)灌注及水分子擴(kuò)散，與傳統(tǒng)MRI DWI的ADC類似；DDC值反映體內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；ADCslow反映排除灌注因素后體內(nèi)水分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本研究中，鱗狀細(xì)胞癌組與腺癌組上述參數(shù)均低于對(duì)照組，證實(shí)宮頸癌細(xì)胞密度增大，細(xì)胞外間隙減小，在細(xì)胞異型性和過(guò)度增殖等因素影響下致使細(xì)胞間純水分子擴(kuò)散受限，與王紅燕等[9]研究結(jié)論一致。胡莎莎等[10]研究發(fā)現(xiàn)ADCstand與DDC、ADCslow呈正相關(guān)，且ADCslow值低于其他兩者，表明上述參數(shù)在反映水分子運(yùn)動(dòng)方面具有一致性，但微血管灌注等因素會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本研究中，未對(duì)三者的關(guān)系進(jìn)行深入研究，有待今后進(jìn)一步調(diào)查。ADCfast反映宮頸癌組織微循環(huán)灌注情況，但僅限于毛細(xì)血管網(wǎng)內(nèi)血液流動(dòng)擴(kuò)散信息，與微血管密度、血流速度有關(guān)；Ffast反映灌注因素在所有擴(kuò)散因素中所占的比例，與微血管密度、血流速度及組織內(nèi)水分子總體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)[11]。本研究中，3組患者ADCfast值無(wú)差異，但鱗狀細(xì)胞癌組和腺癌組患者Ffast值均低于對(duì)照組，這可能是因?yàn)閻盒圆∽兇嬖谳^大的細(xì)胞密度，細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)微血管受壓從而導(dǎo)致血液流速減緩，故ADCfast值無(wú)明顯改變；但宮頸癌組織結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，內(nèi)部有囊變、壞死、出血等病變，水分子運(yùn)動(dòng)影響因素多于正常組織，致使供血微血管密度降低，故Ffast值低于正常組織。α值反映腫瘤組織異質(zhì)性改變，包括腫瘤新生毛細(xì)血管和血管結(jié)構(gòu)異質(zhì)性、微觀壞死灶、細(xì)胞呈高度異型性（細(xì)胞形態(tài)、大小異常）等。α通常取值0～1，趨向于1，則提示組織擴(kuò)散異質(zhì)性越低，病變成分相對(duì)單純，水分子運(yùn)動(dòng)方式近似自由擴(kuò)散；趨向于0，提示組織擴(kuò)散異質(zhì)性越高，病變成分越復(fù)雜，水分子運(yùn)動(dòng)方式復(fù)雜[12]。本研究中，鱗狀細(xì)胞癌組與腺癌組α值均低于對(duì)照組，證實(shí)與正常宮頸組織比較，宮頸癌組織成分相對(duì)復(fù)雜，組織異質(zhì)性改變顯著。

本研究結(jié)果顯示，鱗狀細(xì)胞癌組ADCstand、ADCslow、DDC值均低于腺癌組，證實(shí)3.0T MRI IVIM參數(shù)能預(yù)判宮頸癌病理類型。究其根源，與宮頸鱗狀細(xì)胞癌比較，宮頸腺癌細(xì)胞結(jié)構(gòu)相對(duì)松散，腺體和分泌物含量較多，水分子易擴(kuò)散，故ADCstand、ADCslow、DDC 值較鱗狀細(xì)胞癌升高；而ADCfast、Ffast、α值受微循環(huán)灌注、組織成分復(fù)雜程度等因素影響，導(dǎo)致二者并無(wú)明顯差別[13-14]。本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)ROC曲線處理，IVIM參數(shù)ADCstand、ADCslow、Ffast、DDC、α值對(duì)宮頸癌均有一定的診斷價(jià)值，這與程楠等[15]研究結(jié)論一致。孟楠[16]等也發(fā)現(xiàn)IVIM多模型參數(shù)能定量反映宮頸癌組織學(xué)特征，其中ADCstand、ADCslow、Ffast、DDC、α值診斷宮頸癌的曲線下面積依次為0.93、0.94、0.94、0.96、0.93，與本文研究結(jié)論相似。

綜上所述，3.0T MRI IVIM參數(shù)在宮頸癌診斷中具有重要意義，值得臨床推廣。但本研究仍存在一定局限性，如樣本量偏少，病理類型多為鱗狀細(xì)胞癌，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能存在抽樣誤差；未對(duì)宮頸癌病理分期進(jìn)行細(xì)化研究；既往文獻(xiàn)關(guān)于IVIM報(bào)道較少，IVIM序列難以確定最佳b值大小、數(shù)量；ROI選擇存在主觀性，主要集中在病變實(shí)性部分，存在病灶形狀、體積等差異；以上均可能會(huì)影響IVIM參數(shù)診斷效能，故今后需深入調(diào)查研究。