彌散加權(quán)成像ADC值直方圖在宮頸癌中的應用進展

穆乃文，張 繼

泰州市人民醫(yī)院醫(yī)學影像科，江蘇 泰州 225300

宮頸癌是西方世界女性死亡率居第4，而發(fā)展中國家女性死亡率居第2的惡性腫瘤[1]。MRI被認為是診斷以及鑒別宮頸癌的最佳影像學檢查，對提高治療前分期以及分化程度的準確性、定制治療方案尤為重要。擴散加權(quán)成像（DWI）是上世紀后期國內(nèi)逐步推行應用的一項MRI檢查技術，能夠檢測不同方向水分子擴散運動情況以及范圍，與MRI常規(guī)序列相比具有一定優(yōu)勢，反映機體組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)及器官病理狀態(tài)，提高機體器官癌變的檢出率[2]。表觀擴散系數(shù)（ADC）是彌散加權(quán)成像的定量指標[3]，ADC圖是根據(jù)機體生理、病理狀態(tài)下組織中水分子的擴散運動變化以及微循環(huán)血流灌注情況在細胞及分子水平描述腫瘤的微觀結(jié)構(gòu)，而ADC值直方圖則在機體細胞及分子水平上進一步描述腫瘤整體的異質(zhì)性，研究表明ADC值直方圖在腦部腫瘤、乳腺癌、前列腺癌等多種疾病的診斷及治療后的療效評估中有較多應用[4-5]。本文將就彌散加權(quán)成像b值的選擇、ADC值直方圖的主要參數(shù)及ADC值直方圖在宮頸癌病理類型、分期、分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及預后情況等應用研究方面進行綜述。

1 關于b值

b值為依賴于掃描序列的擴散敏感因子，在DWI、ADC圖像上選擇不同的b值觀察會影響機體組織的彌散真實值和圖像清晰度。低b值（如0 mm2/s）在一定程度上顯示了機體局部組織微循環(huán)血流灌注情況，易掩蓋病灶不同區(qū)域內(nèi)水分子擴散差異而使準確度、靈敏度降低，測得ADC值不具有代表性；而高b值（如800 mm2/s）受T2穿透效應和微循環(huán)血流灌注效應影響較小，反映組織內(nèi)水分子的彌散運動情況優(yōu)于低b值，可以較好的觀察病灶大小、病理特征以及病灶周圍組織的變化情況，所測得的ADC值更接近機體組織彌散真實值[6]。

2 ADC值直方圖主要參數(shù)

ADC值直方圖參數(shù)中著重研究幾個比較常見、有意義的參數(shù)即偏度、峰度、ADC百分位數(shù)、熵等：（1）偏度：表示ADC值直方圖頻數(shù)分布是否對稱，偏度值大表示其大部分數(shù)值分布于直方圖左側(cè)，多表現(xiàn)為正偏（與正態(tài)分布相比），偏度的絕對值越大則ADC值直方圖曲線斜率越大；理論上，大部分分布于左側(cè)的數(shù)據(jù)意味著其組織細胞密度較高、細胞結(jié)構(gòu)紊亂（偏惡性），反之，右側(cè)數(shù)據(jù)表示多水腫和囊變的組織[7]；（2）峰度：反映ADC值直方圖曲線形態(tài)是否陡峭（峰度值越大代表曲線越陡峭）以及與正態(tài)分布相比研究曲線形態(tài)的陡緩程度；（3）熵：反映ADC值直方圖數(shù)值分布的變化情況[8]。（4）ADC百分位數(shù)：即ADC值總體數(shù)據(jù)階段分布值，常用的有中位數(shù)（ADCmedian）、平均數(shù)（ADCmean）及最大值（ADCmax）、最小值（ADCmin）。

3 ADC值直方圖在宮頸癌中的應用進展

3.1 宮頸癌主要病理特征

3.1.1 病理類型 女性宮頸癌病理類型根據(jù)病理金標準診斷常包括鱗癌、腺癌及腺鱗癌，其中以鱗癌、腺癌較多[9]。近年來，鱗癌所患比例逐年降低，腺癌所患比例逐年攀升，年齡逐漸年輕化，且腺癌預后較差[10]。有研究發(fā)現(xiàn)鱗癌的ADC值直方圖參數(shù)偏度值和峰度值均較腺癌高以及鱗癌的ADCmin顯著低于腺癌，余兩組間各ADC值百分比間無顯著差異[11]；而林宇寧等[12]得到的研究結(jié)果鱗癌ADCmean低于腺癌，這表明ADCmean也可以幫助鑒別鱗癌與腺癌；另有研究也顯示相較于腺癌ADC值，鱗癌ADC值普遍較低[13]；國外有研究表明不同宮頸癌類型間的直方圖偏度有差異，尤其在腺癌中顯著降低，而與ADC值百分位數(shù)、分化程度無關[14]，這與國內(nèi)學者研究結(jié)果相悖。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這種差異極大程度是因為腺癌（特別是高分化腺癌）細胞分泌粘液，細胞內(nèi)外含水量增加以及密度增高，而ADC值與細胞密度間具有一定聯(lián)系，所以腺癌ADC值普遍較高。

3.1.2 分期 影像學檢查結(jié)果被納入國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟最新分期，ADC值作為DWI的定量指標，在宮頸癌分期中具有一定的輔助診斷價值。林宇寧等[12]主要探討ADC值直方圖是否在一定程度上鑒別ⅠB期宮頸癌，結(jié)果顯示ADCmean、ADCmedian、ADC 值25及75 百分位數(shù)、偏度值及峰度值均能很好的鑒別ⅠB期宮頸癌；吳斌等[15]也表明ADCmedian、ADC值25百分位數(shù)鑒別ⅠB期宮頸癌準確性較高；Chen等[16]得到ADCmedian能夠鑒別ⅠB期宮頸癌；劉潔等[17]研究直方圖鑒別宮頸癌ⅠB期與Ⅱ期應用價值，結(jié)果表明在ADC值直方圖參數(shù)中，峰度值最具統(tǒng)計學意義；但也有研究顯示ADCmin能清晰顯示宮頸癌病灶體積大小及侵犯的范圍，即一定程度上能夠輔助鑒別宮頸癌的分期[18]。經(jīng)推測，由于宮頸癌病灶實性組織病理化改變，且組織改變因人各異，感興趣區(qū)（ROI）繪畫存在主觀性，ADC值分布相差較大，得到的結(jié)果盡然不同。但不可否定的是，ADC值直方圖對宮頸癌的分期具有一定的輔助診斷價值。

3.1.3 組織學分化 宮頸癌組織分化級別一般分為高分化、中分化以及低分化，且分化程度與中晚期宮頸癌預后情況息息相關[19]。有研究主要回顧性探討ADC值直方圖在宮頸癌局部侵襲性的價值，研究結(jié)果表明高、中分化宮頸癌ADCmean明顯高于低分化宮頸癌，另外ADC5-85百分位數(shù)也可以區(qū)分高、低分化程度，差分化和較低的ADC值除外，其與腫瘤邊緣實性組織病理改變相關[20]；王亦強等[13]研究表明鱗癌ADC值與組織分化級別間為正相關關系，即ADC值增高，組織分化級別也高；也有研究顯示測得高分化和低分化鱗癌及中分化和低分化鱗癌的ADCmean差異均有統(tǒng)計學意義，而高、中分化鱗癌的ADCmean間比較無統(tǒng)計學意義[21]，這種現(xiàn)象可能的解釋為：低分化鱗癌由于腫瘤細胞結(jié)構(gòu)較大程度改變，或細胞間質(zhì)成分改變等導致水分子擴散運動受限或減弱，局部彌散速度降低，導致病灶區(qū)域ADC值減小，數(shù)據(jù)曲線分布左移，偏度增大；高中分化的鱗癌則反之。幾位學者的研究表明ADC值直方圖參數(shù)可以輔助明確宮頸癌組織學分化程度。

3.2 淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移

宮頸癌轉(zhuǎn)移除周邊侵犯，遠處轉(zhuǎn)移常見途徑為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，因此有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是判斷宮頸癌預后情況以及是否復發(fā)的有用指標。研究表明宮頸癌分期、病灶侵及程度是預測淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移的重要因素，即病灶的ADC值在一定程度上為檢測淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移的指標[22]；Lee等[23]的研究表明淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者的ADC值直方圖各變量與無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者有顯著性差異，且ADC 97.5百分位數(shù)是盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的唯一獨立預測因子；Schob等[24]對ADC值預測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的一項前瞻性研究顯示淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組的腫瘤ADC值參數(shù)顯著低于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組，而另有研究卻未能發(fā)現(xiàn)ADC值直方圖參數(shù)在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組與無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組的顯著性差異[19]，推測可能與二者ROI勾畫范圍不同。雖然是否存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移在眾多研究下其ADC值的統(tǒng)計學意義存在分歧，但它對宮頸癌治療的預后及復發(fā)至關重要。

3.3 評估治療效果

有學者研究彌散加權(quán)成像評價宮頸癌放療療效和預后情況，結(jié)果顯示放療后完全緩解組與局部緩解組患者ADC值均較放療前數(shù)值增高，且完全緩解組ADC值較局部緩解組高[25]；也有研究發(fā)現(xiàn)ADC值在一定程度上可以評估宮頸癌治療療效以及對其良惡性程度的檢測[26]，與前述研究結(jié)果類似；施潤君等[27]探討ADC值與鱗癌放化療早期療效間關系，結(jié)果顯示治療初期ADCmean高于治療前，即ADC值能夠為預測鱗癌早期放化療療效提供影像參考依據(jù)。

3.4 同步放化療以及預測復發(fā)

對于中晚期宮頸癌來說，手術治療并不是首選方法，患者大多有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，因此手術治療療效甚微[28-29]。同步放化療（CCRT）是中晚期宮頸癌臨床常用治療方法，腫瘤組織對放化療產(chǎn)生反應，有助于控制腫瘤盆腔及遠處淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，從而提高患者生存率[30]。有學者認為CCRT與單獨放療或者化療相比，能延長患者總體生存率[31]。由于腫瘤存在異質(zhì)性，在同病理類型、相同分期以及分化級別的宮頸癌中，放、化療的治療效果也不一樣。Erbay等[32]通過研究50例宮頸癌患者來探討用ADC值直方圖參數(shù)預測宮頸癌同步放化療前、后是否復發(fā)，結(jié)果表明CCRT前復發(fā)組ADCmean相較于未復發(fā)組降低，復發(fā)組中ADCmean、ADC值75、90和95百分位數(shù)顯著低于無復發(fā)組，此外還發(fā)現(xiàn)腫瘤復發(fā)患者治療前較低的ADC值75、90百分位數(shù)是預測總體存活率的獨立因素；Bae等[33]也報道了在腫瘤復發(fā)組中，中期治療的ADCmean顯著降低，但未發(fā)現(xiàn)在CCRT前ADCmean之間比較有統(tǒng)計學意義，也有學者得到相同結(jié)果[34]。預測這種差異可能是由于以下原因造成的：不同研究之間ROI是否避開了囊性、壞死區(qū)域；腫瘤的異質(zhì)性；不同的MR參數(shù)。崔剛等[35]探討彌散加權(quán)成像評估宮頸癌放療療效以及預測復發(fā)的價值，發(fā)現(xiàn)磁共振檢查32例隨訪患者中有13例復發(fā)，研究結(jié)果顯示宮頸癌放療后ADC值與復發(fā)組以及放療前、中階段ADC值的差異有統(tǒng)計學意義，且彌散加權(quán)成像對宮頸癌復發(fā)組的敏感性、特異性、陰性預測值、陽性預測值都達到90%以上；有研究隨訪了42例CCRT后的患者，并將腫瘤復發(fā)分為3種：盆腔局部復發(fā)、遠處轉(zhuǎn)移復發(fā)以及盆腔伴遠處轉(zhuǎn)移復發(fā)，隨訪發(fā)現(xiàn)其中9例患者檢查出以上3種不同程度的復發(fā)，研究結(jié)果顯示治療前ADC值75百分位數(shù)是預測腫瘤復發(fā)的顯著獨立因素[36]。從以上國內(nèi)外學者研究結(jié)果中得到彌散加權(quán)成像以及ADC值直方圖可以作為預測同步放化療及復發(fā)的準確檢查方法。

4 總結(jié)

綜上，磁共振成像檢查是評估宮頸癌（特別是進展期）的最佳影像技術，而DWI技術在評估宮頸癌的病理特征、治療評價以及監(jiān)測預后方面有著顯著臨床價值，因此DWI技術的應用和推廣對宮頸癌的診斷及治療具有重要意義。ADC與DWI相輔相成，DWI和ADC圖像相結(jié)合可以縮小疾病范圍，從而更準確的診斷疾病。放眼國內(nèi)外研究，在病灶ROI上進行的ADC值測量和分析已被廣泛應用，但因機體腫瘤的異質(zhì)性、ROI繪畫的主觀性等因素也影響著ADC值結(jié)果的準確性，而ADC值直方圖則包含著病灶的所有ADC值分布特征，能夠很好地降低觀察者主觀帶來的偏差，且ADC值直方圖可以更為直觀地描繪了ADC值數(shù)據(jù)的分布情況以及曲線形態(tài)，因此比單方面測量的ADC值提供了更多有用的信息。ADC值直方圖作為一種描述ADC值頻數(shù)分布的新興研究方法，尚有一些關鍵問題等待進一步探索，但不可否認，它為解決機體腫瘤異質(zhì)性提供了多種思路和方案，為臨床研究及治療提供影像學幫助。