小視野擴散加權(quán)成像在宮頸癌中的臨床價值

鄧保娣，李震，胡道予，王艷春，吳思思

宮頸癌是臨床最常見的女性惡性腫瘤之一，其發(fā)病率近年來也逐漸年輕化[1]。對宮頸癌進行早期診斷和臨床分期，對于提高患者的生存質(zhì)量和生存率具有重要的臨床意義，MRI是目前臨床上對于宮頸疾病診斷和分期的重要手段，顯著提升了臨床療效[2]。

磁共振彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)作為一種無創(chuàng)的功能成像方法，可以檢測活體組織內(nèi)水分子的擴散運動[3]，已經(jīng)成為臨床上常規(guī)磁共振診斷中的重要組成部分。目前臨床上DWI最常用的還是單次激發(fā)平面回波成像(single-shot echo-planar imaging，SS-EPI)序列，但是其圖像易受腸道氣體及呼吸運動偽影的影響，容易產(chǎn)生比較嚴重的偽影、圖像變形和失真等問題[4-7]，尤其是在高場強情況下，從而影響病變檢出及觀察。隨著磁共振技術(shù)的不斷進展，小視野DWI (reduced field-of-view DWI，r-FOV DWI)利用二維選擇性激勵射頻(two-dimensional radio frequency，2DRF)技術(shù)僅激發(fā)小范圍興趣區(qū)，可以有效地去除偽影，獲得較高質(zhì)量和分辨率的DWI圖像[8]，本研究試圖比較宮頸癌患者的f-FOV DWI和r-FOV DWI的圖像質(zhì)量及宮頸癌患者和正常組患者r-FOV DWI圖像的ADC值，以評估r-FOV DWI對宮頸癌的診斷性能和臨床價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2015年6月至2017年1月間在我院行婦科盆腔磁共振檢查的252例患者資料，將其中滿足以下所有條件：(1)均經(jīng)手術(shù)或診刮病理證實為宮頸癌患者，病理類型包含宮頸鱗狀細胞癌和腺癌；(2)均未行放化療治療；(3) MRI能顯示可辨病灶的50例患者納入宮頸癌組。宮頸癌組的患者年齡為37～61歲，平均年齡(49.52±9.63)歲。另收集磁共振檢查結(jié)果上宮頸未見異常且宮頸刮片結(jié)果為陰性的40例患者納入宮頸正常組。正常組患者年齡為29～80歲，平均年齡為(45.65±11.25)歲。所有患者檢查前均知情并已簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

若有金屬節(jié)育環(huán)的，要在MR I 檢查前提前取出。受檢者MRI檢查前2 h飲水1000 ml，憋尿，使膀胱中度充盈。使用GE Discovery 750 3.0 T磁共振掃描儀，采用TORSO線圈，患者取仰臥位，足先進，成像范圍包括整個盆腔。所有患者均行常規(guī)T1WI、T2WI、單次SS-EPI、f-FOV DWI及r-FOV DWI序列掃描，所有DWI序列的掃描都以病灶為中心，b值取0 s/mm2和800 s/mm2，擴散方向為ALL，NEX為8，帶寬±250 kHz。f-FOV DWI成像參數(shù)：TR 4000 ms，TE 59.5 ms，視野35 cm×35 cm，矩陣192×160，層厚4 mm，層間距1 mm；r-FOV DWI成像參數(shù)：TR 4000 ms，TE 55.3 ms，視野24 cm×10 cm，矩陣128×96，層厚4 mm，層間距1 mm，每個擴散序列掃描時間約2 min左右。

1.3 圖像分析

1.3.1 主觀評價

選取宮頸癌組患者的r-FOV DWI和f-FOV DWI序列b值=800 s/mm2圖像，分別由2名具有5年以上腹部影像診斷經(jīng)驗的放射科醫(yī)師隱去患者資料后在各自的工作站上行雙盲法評價。以橫斷面T2WI為參考，采用四分法對圖像解剖細節(jié)顯示、磁敏感偽影、幾何變形及總體診斷信心進行評分。評分標準[9]如表1。

1.3.2 客觀評價

相同的2名醫(yī)師在ADW4.6工作站上對隱去患者資料后宮頸癌組的兩組b值=800 s/mm2的DWI圖像上采用雙盲法進行所需值的測量。測量內(nèi)容包括宮頸病灶區(qū)、臀大肌信號強度、圖像背景的標準偏差值(在盆腔外宮頸位置相同的相位編碼方向上選取)，三者ROI大小分別為0.44～1.56 cm2、0.96～1.12 cm2、0.97～1.14 cm2。每次測量選取三個ROI后取均值，ROI選取避開壞死、出血、囊變區(qū)。宮頸的信號強度為SIroi，臀大肌信號強度為SImuscle，背景信號強度標準差為SDnoise。按下列公式計算SNR、CNR。

1.3.3 ADC值的測量

ADC的值=Ln (SI/S0)/(b0-b1)，其中SI為b值=800 s/mm2時的信號強度，S0為b值=0 s/mm2時的信號強度。采用圓形感興趣區(qū)ROI，在宮頸癌組的r-FOV DWI b值=800 s/mm2的DWI圖像上手動選取感興趣區(qū)，選取病灶最大層面畫ROI，盡量包全腫瘤組織，且盡量避免壞死區(qū)域，ROI大小為0.45～1.61 cm2，測量三次后取均值，從而計算獲得腫瘤組織的ADC值；另外選取正常組r-FOV DWI b值=800 s/mm2的DWI圖像上宮頸部，范圍從宮頸外口至宮頸內(nèi)口，從而獲得正常宮頸的ADC值(圖1)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)處理。正常組和宮頸癌組的年齡采用獨立樣本t檢驗，對比兩組病例在年齡上是否存在統(tǒng)計學(xué)差異。利用一致性檢驗(intraclass correlation coefficient test，ICC)分別評估2名醫(yī)師在主觀評分、客觀評分上的一致性，組內(nèi)相關(guān)系數(shù)值在0.81～1.00之間認為一致性極好，0.61～0.80認為一致性良好，0.41～0.60認為一致性中等，0.21～0.4l 認為一致性較差，ICC值＜0.20認為兩者之間不一致。宮頸癌組r-FOV DWI與f-FOV DWI圖像質(zhì)量的主觀評分及客觀評分[對比噪聲比(carrier to noise ratio，CNR)和信噪比(signal noise ratio，SNR)]采用配對樣本t檢驗來比較各參數(shù)值的差異，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。并采用獨立樣本t檢驗分析宮頸癌組和正常組r-FOV DWI圖像ADC值的差異性，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 主觀評價評分標準Tab. 1 Scoring criteria for subjective evaluation

2 結(jié)果

2.1 正常組和宮頸癌組患者的年齡對比分析

將兩組患者的年齡采用獨立樣本t檢驗，檢驗結(jié)果如表2，兩組患者的年齡對比t=-1.758，P=0.082，滿足P＞0.05，說明兩組患者在年齡上不存在統(tǒng)計學(xué)差異，可以進行比對。

2.2 宮頸癌組2名診斷醫(yī)師在主觀評價上的一致性分析

2名醫(yī)師在宮頸癌組r-FOV DWI和f-FOV DWI的主觀評分上一致性分別為：r-FOV DWI組圖像解剖細節(jié)顯示ICC=0.925，磁敏感偽影ICC=0.818，幾何變形ICC=0.825，診斷信心ICC=0.905；f-FOV DWI組圖像解剖細節(jié)顯示ICC=0.883，磁敏感偽影ICC=0.864，幾何變形ICC=0.883，診斷信心ICC=0.768，2名診斷醫(yī)師在宮頸癌的兩組DWI圖像各項評估項目上ICC值均高于0.75，說明兩名醫(yī)師在兩組DWI圖像上的主觀評分一致性良好。2名診斷醫(yī)師評分一致的選取一致評分，評分不一致的經(jīng)討論后取得一致意見，進行后續(xù)評價(表3)。

2.3 宮頸癌組2名診斷醫(yī)師客觀測量值的一致性分析

2名醫(yī)師在宮頸癌組r-FOV DWI和f-FOV DWI的客觀測量上一致性分別為：r-FOV DWI組圖像S病灶I(lǐng)CC=0.784，S臀大肌ICC=0.841，SD背景ICC=0.788，ADC宮頸癌ICC=0.752，ADC正常宮頸ICC=0.771；f-FOV DWI組圖像S病灶I(lǐng)CC=0.719，S臀大肌ICC=0.804，SD背景ICC=0.895。2名診斷醫(yī)師在兩組DWI圖像上的測量數(shù)據(jù)一致性對比ICC值均大于0.7，說明2名診斷醫(yī)師的客觀測量數(shù)據(jù)一致性良好。兩名診斷醫(yī)師測量結(jié)果取二者均值，進行后續(xù)評價。具體如表4。

2.4 圖像質(zhì)量的分析

r-FOV DWI圖像的主觀評分解剖細節(jié)顯示2.82±0.85，磁敏感偽影2.88±0.75，幾何變形2.86±0.78，總體診斷信心2.82±0.83；f-FOV DWI圖像主觀評分解剖細節(jié)顯示2.04±0.70，磁敏感偽影1.96±0.61，幾何變形2.06±0.62，總體診斷信心2.16±0.71。r-FOV DWI圖像的主觀評分均高于f-FOV DWI，且各項評分對比P值均滿足P＜0.05，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。客觀評價上，兩組SNR、CNR值均無明顯差異，且P＞0.05，說明差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(表5)。典型宮頸癌MRI表現(xiàn)見圖2～4。

表2 兩組患者年齡對比分析(歲)Tab. 2 Comparative analysis of the age of the two groups of patients (year)

表3 宮頸癌組2名診斷醫(yī)師主觀評價一致性分析Tab. 3 Consistent analysis of subjective evaluation by two diagnostic physicians in cervical cancer group

表4 宮頸癌組2名診斷醫(yī)師客觀測量值的一致性分析Tab. 4 Consistency analysis of objective measurements by two diagnostic physicians in the cervical cancer group

表5 主觀評分與客觀評價(SNR、CNR)的結(jié)果(±s)Tab. 5 Results of subjective evaluation and objective evaluation (SNR, CNR)(±s)

表5 主觀評分與客觀評價(SNR、CNR)的結(jié)果(±s)Tab. 5 Results of subjective evaluation and objective evaluation (SNR, CNR)(±s)

評價指標r-FOV DWI組f-FOV DWI組t值P值解剖細節(jié)顯示2.82±0.852.04±0.704.96＜0.05磁敏感偽影2.88±0.751.96±0.616.74＜0.05幾何變形2.86±0.782.06±0.625.39 ＜0.05總體診斷信心2.82±0.832.16±0.714.37＜0.05 SNR24.75±9.4826.42±11.04-1.29＞0.05 CNR19.42±11.3819.01±7.460.31＞0.05

2.5 ADC值的分析

r-FOV DWI測得的宮頸癌組ADC值為(117.05±20.43) ×10-5mm/s2，正常組的ADC為(143.80±27.79) ×10-5mm/s2，宮頸癌組ADC值均低于正常組，且P＜0.05，兩者間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 討論

DWI是MRI掃描的常用序列，目前已廣泛應(yīng)用于包括宮頸癌在內(nèi)的盆腔MRI檢查中[10]。但由于常規(guī)盆腔DWI成像(f-FOV)的視野較大，一方面呼吸運動、腸道蠕動等可能會帶來運動偽影，另一方面腸道內(nèi)的氣液體、骨盆骨骼等與周圍組織交界又會引起因bo場不均造成的磁敏感偽影及圖像變形，目前3.0 T高場強磁共振的大規(guī)模使用更一步突出這些不利影響[11-12]，這使得常規(guī)的DWI圖像逐漸難以滿足日常的診斷需求。

磁共振新技術(shù)r-FOV DWI選用了一種全新的射頻進行激勵，它可以進行2D選擇性激勵，只對感興趣取進行激發(fā)，不被FOV外的信號干擾，由于掃描范圍小，頻率編碼相對短，這也減輕了因連續(xù)梯度磁場切換積累的相位位移造成的圖像變形以及宮頸同宮頸周圍氣液交界處磁場不均勻所造成的磁敏感偽影[11]，從而能得到高分辨率且偽影少的DWI圖像。這種新技術(shù)的應(yīng)用，可以在一定程度上彌補常規(guī)DWI的不足。本研究中，r-FOV DWI與f-FOV DWI圖像主觀評價方面，圖像解剖細節(jié)顯示、磁敏感偽影、幾何變形及總體診斷信心上所得的各項主觀評分r-FOV DWI均高于常規(guī)DWI，這表明r-FOV DWI序列對比f-FOV DWI序列，其圖像分辨率明顯提高，有效的抑制了圖像的磁敏感偽影以及失真、變形等情況，對于病變顯示更清晰，增強了診斷信心。有學(xué)者在膽囊、腎臟、乳腺癌和直腸癌患者MRI檢查中也使用了r-FOV DWI技術(shù)，得到了相同的結(jié)論[13-16]。

客觀評價中r-FOV對比f-FOV組圖像，SNR稍低，但是兩組圖像的SNR、CNR均無顯著性差異(P＞0.05)。這可能與圖像信噪比的影響因素有關(guān)，在信噪比的影響參數(shù)中，尤以體素的大小、采集平均次數(shù)、重復(fù)時間、回波時間最為突出[17]。FOV的大小與圖像的SNR具有負相關(guān)性，F(xiàn)OV減小，SNR降低。增大體素可以增大SNR，但是會使圖像的細節(jié)顯示減少，所以在處理圖像SNR和圖像細節(jié)的關(guān)系上要采取折中的辦法，不能盲目地以增加圖像SNR、CNR為目的，MR成像質(zhì)量參數(shù)是由信號強度參數(shù)(SNR、CNR)和幾何參數(shù)(圖像分辨率)共同組成的，兩者是相輔相成的關(guān)系，信噪比低而幾何參數(shù)(圖像分辨率)高，也可以得出滿足臨床診斷要求的影像，如本研究中的宮頸r-FOV DWI。

DWI診斷中最為重要的是ADC值分析，其數(shù)值受到諸多因素影響，如磁場強度的大小、B值的選擇等。本研究r-FOV DWI測得的ADC值與其他學(xué)者的研究結(jié)果基本一致[18-19]，可能的原因是r-FOV這個技術(shù)僅僅只是減小了視野，對于ADC值的影響不大。同時，由于視野減小，可能的偽影干擾更小，所以其ADC值更能準確反映病變的本質(zhì)。兩組間比較，宮頸癌的ADC值低于正常組，表明ADC值可以良好的區(qū)分宮頸癌和正常宮頸，這與Schob等[20]指出的組織水分子擴散程度的主要影響因素是細胞密度，由于宮頸癌細胞繁殖速度快，細胞密度顯著高于正常組織，加之大分子蛋白質(zhì)對水分子的吸附作用，使得水分子擴散受限，ADC值降低，導(dǎo)致其ADC值低于正常宮頸的結(jié)果一致。

本研究的不足在于病例數(shù)量較少，未能進行大樣本的研究，缺乏不同病理類型之間ADC值的對比，在下一步的相關(guān)研究中，將進一步擴大病例樣本數(shù)量，針對宮頸癌的病理學(xué)類型做ADC分析。

綜上所述，r-FOV DWI圖像質(zhì)量明顯高于f-FOV DWI，且宮頸癌組的ADC值低于正常組。說明使用r-FOV DWI用于宮頸癌的診斷可有效降低圖像的變形以及磁敏感偽影，使得病變輪廓更清晰，對早期微小病變的診斷更加準確，通過ADC值的測量可以更好地區(qū)分宮頸癌和正常宮頸，對于宮頸癌尤其是早期腫瘤的診斷具有一定的臨床價值。

利益沖突：無。