磁共振擴(kuò)散張量成像對宮頸癌的診斷價值

李鳳致 李菲 王宗英 程啟超 陳常勝 王錫臻

濰坊醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)系，濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院影像中心（山東濰坊261053）

宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤，嚴(yán)重者可有盆壁侵犯、遠(yuǎn)處臟器轉(zhuǎn)移、盆腔、腹股溝淋巴結(jié)腫大，影響患者的生存和預(yù)后［1-2］。宮頸癌的檢查方式多種多樣，影像學(xué)診斷方法主要包括超聲、CT和MRI，其中CT檢查會對身體產(chǎn)生輻射損傷。超聲檢查一般采用腔內(nèi)檢查，操作方便，缺點(diǎn)是不能進(jìn)一步評價宮頸癌與周圍組織的關(guān)系。MRI檢查以其良好的軟組織分辨力，在臨床上得到廣泛的應(yīng)用。磁共振擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是一種基于水分子布朗運(yùn)動的原理顯示各組織內(nèi)水分子的移動情況，是唯一通過無創(chuàng)方法描述活體組織各顯微結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)性檢查方法。DTI最主要的優(yōu)勢是操作簡便，可更加直觀地呈現(xiàn)宮頸癌的微觀結(jié)構(gòu)改變；通過擴(kuò)散張量纖維束成像（diffusion tensor tractography，DTT），一種基于DTI參數(shù)值顯示病變及正常結(jié)構(gòu)纖維束走行的成像技術(shù)，能更加立體的顯示及觀察病變［3-4］。國內(nèi)對于DTI診斷疾病的應(yīng)用主要是中樞神經(jīng)系統(tǒng)，后逐漸應(yīng)用于體部，如骨骼肌系統(tǒng)、前列腺等。本課題組已將DTI應(yīng)用于孕產(chǎn)后盆底肌變化及子宮肌瘤治療后療效評估，顯示DTI參數(shù)值和DTT圖像可三維直觀顯示盆底肌結(jié)構(gòu)，評估孕產(chǎn)史對女性盆底肌的影響；子宮肌瘤纖維排列與正常肌層存在明顯差異［5-6］。目前，國內(nèi)外關(guān)于DTI應(yīng)用于宮頸疾病的研究較少，本研究通過DTI參數(shù)值及DTT對比宮頸癌與子宮正常肌層的變化，更直觀地顯示病變，明確DTI診斷宮頸癌的價值。

1 資料與方法

1.1一般資料收集2015年8月至2017年11月期間在我院經(jīng)病理確診為宮頸癌的患者，納入標(biāo)準(zhǔn)為首診宮頸癌的患者。共29例患者被納入研究，其中ⅠA期3例，ⅠB期16例，ⅡA期8例，ⅡB期2例，患者年齡在29～67歲之間，平均48.29歲。取患者宮底部未被侵及的肌層作為正常肌層。

1.2MRI檢查磁共振檢查采用美國通用公司生產(chǎn)的HDXt 3.0T超導(dǎo)磁共振，對患者行盆腔常規(guī)MRI成像（軸位：DWI、T1WI、脂肪抑制-T2WI、矢狀位 T2WI、矢狀位 DCE-MRI）及 DTI（參數(shù)見表1）。所選患者體位均采取仰臥位足先入。檢查過程中采用飽和帶技術(shù)降低腸道內(nèi)氣體和腹壁皮下脂肪的影響。

1.3觀察指標(biāo)將DTI圖像上傳至GE ADW4.5后處理工作站，利用Functool軟件進(jìn)行后處理，記錄4種臨床常用的DTI的參數(shù)圖像，包括表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）圖、各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）圖、容積比各向異性（volume ratio anisotropy，VRA）圖、T2加權(quán)跡線（T2-weighted trace，T2-WT）圖和DTT圖。結(jié)合常規(guī)MRI圖像，在患者宮頸癌和正常子宮肌層手動標(biāo)記感興趣區(qū)（region of interest，ROI），注意避開囊變、壞死區(qū)。

表1 常規(guī)MRI及DTI的成像參數(shù)Tab.1 Parameters of conventional MRI and DTI

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法使用SPSS 17.0軟件求得宮頸癌和正常子宮肌層 DTI各參數(shù)（ADC、FA、VRA、T2-WT），均值用（s）來表示。對宮頸癌和正常子宮肌層參數(shù)進(jìn)行配對樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。使用MedCalc（version11.4.2.0）進(jìn)行DTI診斷宮頸癌的ROC曲線分析，并求得曲線下面積、診斷標(biāo)準(zhǔn)、敏感度和特異度。

2 結(jié)果

2.1盆腔磁共振成像影像特征宮頸癌T1加權(quán)上為等或低信號，T2加權(quán)上多數(shù)表現(xiàn)為稍高信號（圖1A、B）；DCE-MRI顯示動脈早期病變迅速強(qiáng)化，強(qiáng)化程度高于周圍正常的宮頸和子宮肌層，靜脈期和延遲期，隨著對比劑的逐漸退出病灶表現(xiàn)為中心低信號，邊緣略高信號（輕度強(qiáng)化），強(qiáng)化程度低于正常子宮肌層，宮頸癌與正常組織邊界相對較清晰（圖1C、D、E）。DTI參數(shù)圖顯示，同周圍正常子宮肌層相比，ADC及FA圖信號明顯減低，VRA圖信號略升高，T2-WT圖信號明顯增高（圖1F、G、H、I）。DTT圖像顯示，正常子宮肌層纖維排列緊密、有序；宮頸癌纖維較正常子宮肌層疏松且走形紊亂，甚至中斷（圖1J）。

2.2宮頸癌與正常子宮肌層DTI參數(shù)值的比較宮頸癌的ADC值［（145.86±59.96）×10-11mm2/s］、FA值（0.15±0.08），正常子宮肌層測量值的均值分別為：ADC值［（178.69±21.89）×10-11mm2/s］、FA值（0.23±0.05）。宮頸癌患者腫塊ADC及FA值顯著低于正常子宮肌層，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表2）。

2.3DTI對宮頸癌診斷價值的ROC曲線宮頸癌 ADC、FA、VRA、T2-WT的 AUC分別為 0.721、0.893、0.897和 0.785；診斷標(biāo)準(zhǔn)分別為≤141，≤0.195，≤0.0401，＞5367.8；敏感度分別為55.2%、86.2%、86.2%和55.3%；特異度在ADC、FA、VRA均為100%，T2-WT則為96.6%，患者FA值、VRA值的AUC值、敏感度較ADC、T2-WT高（表3），DTI對宮頸癌診斷價值的ROC曲線見圖2?；颊逨A值、VRA值的AUC值分別為0.893、0.879，較ADC、T2值高；其敏感度均為86.2%，特異度均為100%，敏感度較ADC、T2-WT高。

圖1 同一宮頸癌患者M(jìn)RI圖像Fig.1 MRI images of the same patient with cervical cancer

表2 宮頸癌與正常子宮肌層DTI各參數(shù)值的比較Tab.2 Comparison of DTI parameters between cervical cancer and normal myometrium ± s

表2 宮頸癌與正常子宮肌層DTI各參數(shù)值的比較Tab.2 Comparison of DTI parameters between cervical cancer and normal myometrium ± s

分組宮頸癌正常子宮肌層t值P值A(chǔ)DC值（10-11mm2/s）145.86±59.96 178.69±21.89 2.67 0.013 FA值0.15±0.08 0.19±0.07 6.05＜0.001 VRA值0.14±0.08 0.08±0.03 4.82＜0.001 T2-WT值479.06±257.18 241.53±83.62-4.77＜0.001

表3 DTI測量值診斷宮頸癌的ROC曲線的值Tab.3 ROC curve values of DTI measurements in the diagnosis of cervical cancer

3 討論

圖2 DTI對宮頸癌診斷價值的ROC曲線Fig.2 ROC curve of diagnostic value of DTI in cervical cancer

DTI是基于水分子布朗運(yùn)動的原理顯示各組織內(nèi)水分子的移動情況，是唯一通過無創(chuàng)方法描述活體組織各顯微結(jié)構(gòu)，是一種非侵入性的成像方法，通過DTI參數(shù)的信號變化和DTT輔助疾病的診斷。DTI成像技術(shù)的研究主要是應(yīng)用在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼肌肉系統(tǒng)等疾病的診斷［7-8］。將DTI用于診斷膠質(zhì)瘤，參數(shù)值的變化主要體現(xiàn)在ADC和FA值。腫瘤惡性程度越高，細(xì)胞密度或細(xì)胞核體積越大，水分子流動越受限，運(yùn)動方向一致性差，ADC和FA值越低；DTT可以顯示瘤旁白質(zhì)纖維束的走行與受浸潤，瘤周白質(zhì)的異常位置，以及腦白質(zhì)纖維占位效應(yīng)，顯示膠質(zhì)瘤瘤體與瘤圍正常腦組織關(guān)系［9］。

3.1DTI對宮頸癌診斷的價值較常規(guī)MRI檢查，DTI可以更加直觀地觀察病變的信號差異、纖維改變、測量DTI的參數(shù)值，探究其組織學(xué)和形態(tài)學(xué)差異，利于病變的影像診斷［5］。大部分宮頸癌在T1WI上表現(xiàn)為等或低信號，T2WI上表現(xiàn)為稍高信號，DWI上表現(xiàn)為高信號，DCE-MRI動脈期可見腫塊明顯強(qiáng)化，門脈期及延遲期強(qiáng)化程度減輕［10］。宮頸癌病灶在DWI上表現(xiàn)為局限性高信號，易與正常結(jié)構(gòu)以及鄰近的宮頸區(qū)分，可用于評價宮頸基質(zhì)受累的情況。DWI上的高信號是由于腫瘤細(xì)胞密度增加，細(xì)胞間隙減少和組織間液壓力升高等因素，產(chǎn)生水分子運(yùn)動受限所致，其ADC值要顯著低于正常宮頸［11］。宮頸癌患者宮頸纖維、細(xì)胞成分增加，細(xì)胞間隙不斷減小，宮頸癌水分子運(yùn)動受限。

宮頸癌DTI的各個參數(shù)值中ADC及FA的均值低于癌旁的子宮肌層，VRA、T2-WT的均值高于癌旁正常子宮肌層，與宮頸癌的宮頸細(xì)胞密度增加、細(xì)胞間隙減少及組織間液壓力升高有關(guān)。表觀彌散系數(shù)即ADC值，是用以說明單位時間內(nèi)的水分子隨機(jī)擴(kuò)散運(yùn)動，擴(kuò)散受限越明顯，信號衰減就越弱，ADC值就越低，病變惡性程度越高；FA值又稱為各向異性分?jǐn)?shù)，主要反映纖維解剖結(jié)構(gòu)的完整性，病變組織縮小細(xì)胞外空間，造成水分子在肌纖維擴(kuò)散，導(dǎo)致參數(shù)值出現(xiàn)差異［12］。FA值升高，提示宮頸纖維細(xì)胞內(nèi)有豐富的纖維絲，對水分子擴(kuò)散具有選擇性阻礙作用，具有較高的各向異性；FA值降低，提示宮頸纖維細(xì)胞排列稀疏、紊亂，表現(xiàn)為水分子運(yùn)動方向一致性強(qiáng)，提示腫瘤進(jìn)展破壞周圍正常組織［13］，本組結(jié)果顯示宮頸癌的ADC、FA值較正常肌層降低。VRA值，即容積比各向異性，是擴(kuò)散橢圓體的擴(kuò)散體積與相等的各向同性張量的球體體積的比率，比值通常為0～1，數(shù)值越接近1則代表組織更具有各向同性的趨勢，VRA值越高，提示水分子運(yùn)動方向一致性顯著，彌散受限程度高，周圍正常組織被腫瘤破壞嚴(yán)重［6］。本組DTI參數(shù)值表明，宮頸癌的VRA值較正常子宮肌層更接近于1。T2加權(quán)跡線值反映組織的擴(kuò)散特性［14］，參數(shù)圖信號越高，提示宮頸周圍組織被宮頸癌腫塊破壞嚴(yán)重，組織擴(kuò)散的各向同性趨勢明顯。本組測得的參數(shù)值中，T2-WT較正常子宮肌層數(shù)值明顯增高，這一結(jié)果與以上報(bào)道中T2WT圖像表現(xiàn)相契合。

3.2DTI對宮頸癌診斷價值的ROC曲線通過繪制宮頸癌和正常子宮肌層的ROC曲線，對比各測量值在診斷宮頸癌中的價值。AUC值越大，敏感度及特異度越高，測得的參數(shù)值越有意義［15］。ROC曲線下面積可反映診斷試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，其范圍在0.5～1.0之間。當(dāng)AUC位于0.5～0.7之間時，認(rèn)為診斷準(zhǔn)確性較低，當(dāng)AUC＞0.9時，診斷準(zhǔn)確性較高［16］。FA與VRA的AUC、敏感度較高，4個測量值特異度均較高，由此得知，DTI在一定程度上對宮頸癌有較高輔助診斷價值。宮頸癌與正常子宮肌層在DTI上具有不同的成像特征，這與宮頸癌的組織學(xué)變化密切相關(guān)。同時，結(jié)合DTT顯示病變周圍纖維變化，立體顯示病變與周圍組織的關(guān)系，有利于提高宮頸癌影像診斷的準(zhǔn)確率。