磁共振擴散加權成像在婦科三大惡性腫瘤中的臨床應用研究

鄭茜詩 趙曉銳 歐陽穎 靳冬冬 謝金妙 陳蘭

DWI 是一種通過水分子擴散運動在組織中的差異來間接體現(xiàn)組織微觀結構變化特征的影像學檢測技術。卵巢癌、宮頸癌和子宮內膜癌是婦科常見的三大惡性腫瘤，致死率高且發(fā)病率日益增長［1-2］，故初期的診斷與準確的術前評估等都會使患者受益。常規(guī)的MR 成像技術因其有較高的軟組織分辨力，已成為術前評價腫瘤大小、癌灶浸潤深度和術前分期最有價值的影像學方法。DWI 與常規(guī)MR 成像技術相比，優(yōu)勢在于其對人體的研究深入到細胞分子水平，可無創(chuàng)性分析病變的水分子運動異常和代謝產物濃度的變化，為鑒別腫瘤良惡性及病理類型的分析提供了新的診斷方法［3］。

一、DWI的成像特點

1.DWI的概念及原理

DWI 作為一種臨床上常用的功能影像學成像技術，通過組織內水分子的自由擴散運動進行成像。多種病理因素都會導致細胞微環(huán)境發(fā)生變化從而影響水分子的自由運動能力。在DWI圖像上，水分子擴散受限的水平表現(xiàn)為圖像信號強弱的不同，根據不同組織中水分子擴散速率的不同，從而產生具有對比度的圖像［4-5］。

2.DWI上組織信號強度衰減主要影響因素

擴散敏感梯度場場強越大，維持時間越長，梯度場之間的時間跨度越長，組織中水分子在擴散敏感梯度場施加的方向上擴散越自由，組織信號衰減越明顯。

3.擴散敏感因子和表觀擴散系數(shù)

擴散敏感因子（b 值）是反映水分子擴散運動能力的指標。在低b 值（50～100 s/mm2）圖像上，由于組織灌注的影響，水分子擴散運動較自由的組織結構在圖像上表現(xiàn)為低信號，隨著b 值增加，灌注效應被消除，水分子運動明顯受限的結構表現(xiàn)為高信號。由于在DWI上組織的信號變化不僅與水分子的擴散運動強弱有關，還與水分子在擴散敏感梯度場方向上移動的模式和距離有關，因此DWI上組織信號水平改變的測量要受到其他方式水分子運動的作用，并不是嚴格的擴散系數(shù)大小，我們稱其為表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）。

二、正常女性生殖系統(tǒng)的DWI表現(xiàn)

正常女性的宮頸DWI表現(xiàn)多為內、中、外帶三層結構不同，其中ADC平均值作為這三帶結構的鑒別依據：內帶為內膜層，ADC 值為（1.38±0.32）×10-3mm2/s；外帶為肌層，ADC 值為（1.41 ± 0.08）× 10-3mm2/s；中間帶為（1.41 ± 0.26）× 10-3mm2/s。宮頸內帶的ADC 平均值低于外帶或中間帶；此外，正常宮頸黏液分泌物ADC 平均值為（1.44 ± 0.19）×10-3mm2/s［6］。

正常女性的子宮內膜在DWI上信號高于子宮肌層，在不同的生理時期子宮內膜的ADC值有明顯的改變，其中增殖中期的ADC 值比分泌中期低，當b = 300 或500 s/mm2時內膜ADC 值信號強度增殖中期比分泌中期高；且內膜的ADC值在月經周期的不同時段也有明顯差異［7］。

三、DWI在卵巢癌中的臨床應用

1.DWI應用于卵巢腫瘤性質的鑒別診斷

DWI 在鑒別卵巢病灶的性質方面有其研究價值。有研究報道提示若病灶的實性成分在高b 值DWI 上與T2 加權像上均為低信號時，則該病灶為惡性的可能性非常低；若在DWI圖像上表現(xiàn)為高信號，而T2 加權像上為中等信號的病灶則提示惡性可能［8］。借助于DWI 在這方面的應用，除判別惡性病變外，尚可針對釓對比劑有禁忌證（如有復雜附件腫物的孕婦）的患者有較好的診治意義。有研究［8］將卵巢病灶的MR 圖像特點、T2 加權像和DWI信號水平以及動態(tài)增強曲線作為標準，創(chuàng)建了一套評分系統(tǒng)來判斷病灶的性質，對該方法檢驗后得出其鑒別惡性病灶的能力與可重復性均高于良性病灶，在未來的腫瘤治療方面有較大的應用價值。此外，動態(tài)增強成像（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）與DWI 的聯(lián)合檢測在良惡性和囊實性卵巢腫瘤鑒別診斷中具有重要價值，其鑒別診斷的靈敏度、特異度、準確性、陽性與陰性預測值依次為94.03%、94.34%、94.17%、95.45%、92.59%，均高于單用DCE-MRI檢查或單用DWI檢查，能夠為臨床診療工作提供有效依據［9］。

2.DWI評估卵巢癌分期及分級中的應用

卵巢癌的治療以病理分期作為術后醫(yī)治及預后判斷的指導標準。多數(shù)卵巢癌患者在就醫(yī)時已為晚期，且常伴有多發(fā)性腹盆腔種植轉移［10-11］，研究多顯示DWI 對腹膜轉移灶的診斷敏感性和特異性較高［12］。Low RN 等［12］調查了32 例卵巢癌患者，比較CT、PET/CT 和全身DWI-MRI 的檢測結果，發(fā)現(xiàn)這3 種檢查方式對卵巢癌分期的診斷準確性依次為75%、71%、91%，DWI-MRI 精確性高于CT 和PET/CT 是因為其提高了小腸漿膜面與腸系膜病灶的檢測效率，因此他們得出DWI-MRI 同F(xiàn)DG/PETCT 檢測腹部外病灶的效能相差不大的結論。此外，Espada M 等［13］創(chuàng)建了一套評分系統(tǒng)，評估了34位卵巢癌患者的腹膜病灶轉移水平，并把DWIMRI 與腹腔探查術檢測分析比較，發(fā)現(xiàn)DWI-MRI在預估優(yōu)化細胞減滅術的精確性方面，與腹腔探查術的準確度相近。卵巢癌的病理分級作為診治與預后判斷的影響要素之一。Oh JW 等［14］采取世界衛(wèi)生組織（WHO）分級理論把其分G1、G2、G3 三級，兩兩比較各組的ADC 值，觀察到G1 組的ADC 值最高，G2 和G3 組的ADC 值較低，且差異均有統(tǒng)計學意義（P值分別為0.013、0.010），腫瘤細胞的分化程度越低，增殖速度就越快，細胞數(shù)目越多與細胞間隙越小，從而導致了水分子的擴散運動受限程度更加突出。

3.DWI評估預后和預測化療反應性方面的應用

ADC 值可用于評估患者預后與化療反應性。Padhani AR 等［15］報道DWI可有助于評估術后腫瘤的殘存病灶，水腫炎癥部位引起ADC值升高，而活的腫瘤細胞導致ADC 值降低。所以ADC 可用作腫瘤細胞增殖的成像標記，預測患者的預后［16］。有研究證明，DWI 能夠在卵巢癌初期預估其化療效果。Kyriazi S 等［17］的實驗中檢測了42 例卵巢癌患者在治療前、第一程和第三程化療后的ADC值，發(fā)現(xiàn)化療有反應者中ADC 值在第一和第三程化療后均增高，化療無反應者的ADC值沒有變化。而最能反映化療反應程度的是第25 百分位數(shù)的ADC 值，說明腫瘤內組織的擴散受限程度越高，對細胞毒性治療的敏感性越高。Sala E研究組又利用包含DWI、DCE-MRI及磁共振波譜分析（magnetic resonance spectroscopy，MRS）的多參數(shù)MRI成像技術，評測了22位卵巢癌患者的化療應答水平［18］，發(fā)現(xiàn)對化療有反應者在進行3個療程化療后的卵巢癌組織中的ADC值較高。

4.DWI對卵巢癌術后復發(fā)的診斷

當前通常應用CT 檢測卵巢癌的復發(fā)，在難以判斷時MR 和PET/CT 起輔助診斷作用。然而在患者手術后較早期，炎癥性組織導致常用成像技術和PET/CT 診治的特異度降低，因此考慮用DWI 來診斷術后復發(fā)。有研究顯示水腫和炎癥成分ADC值較高，而腫瘤的ADC值較低［19］。DWI掃描檢查可彌補CT 檢查的不足，定量評價組織的結構和細胞構成，顯著提高了直徑＜1 cm 的病灶以及特殊部位病灶的檢出率，有助于準確定位病灶的位置、大小、性質以及化療效果等，對卵巢癌的復發(fā)和轉移明顯優(yōu)于血清CA125 檢測，對卵巢癌復發(fā)轉移的早期診斷具有重要的臨床應用價值［20］。

5.DWI在卵巢腫瘤應用中存在的缺陷

DWI 技術在卵巢腫瘤中的應用也存在部分缺陷，比如T2 穿透效應（在DWI 成像時所形成的T2權重對比影響DWI 圖像對比），需要通過結合ADC圖來消除。當病灶組織的水分子存在真正擴散受限時，DWI 影像呈高信號，而ADC 圖呈低信號，但T2 穿透效應使兩者均呈高信號，同時病灶組織的ADC 值并不降低；部分良性腫瘤如性索間質腫瘤、囊腺纖維瘤、正常的淋巴結以及反應性增生和轉移性淋巴結等也可以表現(xiàn)為水分子擴散受限，而呈現(xiàn)高信號［21-22］，導致這些組織結構與惡性卵巢腫瘤的ADC值并沒有明顯區(qū)別，故需要結合常規(guī)MRI和動態(tài)增強掃描來幫助鑒別診斷。

四、DWI在宮頸癌中的臨床應用

1.DWI在宮頸鱗癌與宮頸腺癌鑒別的臨床應用

DWI 的ADC 值對宮頸癌的診斷具有較高價值，定量檢測可鑒別宮頸鱗癌與宮頸腺癌。腫瘤組織的組成部分如水、蛋白質、纖維、黏液等所占比例的不同，導致ADC 值存在差異。宮頸腺癌的ADC 值高于鱗癌，因為其腺腔及細胞胞漿內含有較多的自由水和黏液成分。任翠［23］與Liu Y 等［24］對宮頸癌患者的研究均說明宮頸鱗癌的總體ADC值均低于宮頸腺癌，和病理檢測相比較，發(fā)現(xiàn)ADC值對臨床上鑒別診斷宮頸鱗癌與腺癌有一定的實際應用意義。

2.DWI在宮頸癌分期的臨床應用

在臨床治療中，宮頸癌分期與治療方式的選擇密切相關，而對浸潤性的準確診斷是宮頸癌分期評估的關鍵。

MRI 常規(guī)掃描+DWI 用于宮頸癌臨床分期具有較高診斷價值，且更有助于鑒別正常宮頸和宮頸癌組織。有研究顯示宮頸癌患者ADC值明顯比健康人群低；宮頸癌Ⅱa 期、Ⅱb 期及Ⅲ+Ⅳ期患者ADC 值顯著高于Ⅰb 期；宮頸癌Ⅲ+Ⅳ期患者ADC 值顯著高于Ⅱa 期、Ⅱb 期，即隨著宮頸癌分期級別的增高，ADC 值呈明顯升高趨勢，而指數(shù)化表觀擴散系數(shù)值呈明顯下降趨勢［25］。此外，多b 值DWI 聯(lián)合DCE-MRI 對宮頸癌病理分期診斷的準確率高達97.5%，高于之前發(fā)布的常規(guī)MR 診斷宮頸癌分期的準確率（92.9%）、常規(guī)MR 結合單b 值DWI 對宮頸癌分期診斷的準確率（95.2%）及常規(guī)MRI 聯(lián)合動態(tài)增強掃描對宮頸癌的術前MRI分期診斷準確率（88%）［26］。

3.DWI 在宮頸癌細胞分化和病理分級診斷的臨床應用

腫瘤的細胞密度大小是反映腫瘤細胞惡性水平的主要指標。腫瘤細胞的密度與分化程度成反比，細胞密度越大、腫瘤細胞異型性越顯著、核漿比例顯著增大、增殖越旺盛、細胞空隙顯著減小，對水分子彌散限制作用越明顯，故ADC值越低。研究顯示宮頸癌ADC 值與病理分化水平呈負相關（r=-0.473，P=0.026），與病理分級同樣呈負相關（r=-0.832，P=000），分化程度越低或病理分級越高，其ADC值不斷減?。?7］。可見ADC值可在一定程度上反映腫瘤分化程度的高低，為無創(chuàng)性評估腫瘤病理分級提供了新的診斷思路。

4.DWI在宮頸癌轉移性淋巴結診斷的臨床應用

部分宮頸癌患者確診后都已是中晚期，伴隨高淋巴結轉移率，尤其是宮頸癌Ⅲ期患者，其淋巴結轉移率達到50%以上［28］。在臨床檢查中僅憑淋巴結的形態(tài)難以明確其在體內的轉移狀況。1.5T 磁共振DWI 檢測到轉移性淋巴結最小ADC 值與平均ADC值均比非轉移性淋巴結低（P＜0.05），其準確率可達到98.61%，故可推廣1.5T 磁共振DWI 診斷宮頸癌轉移性淋巴結［29］。

此外，Lin G 等［30］研究發(fā)現(xiàn)，3.0T MRI 的DWI圖像可檢測到短徑＞4.0 mm 的淋巴結，轉移性淋巴結與原發(fā)腫瘤有相近的ADC值。在檢測宮頸癌和子宮內膜癌盆腔淋巴結轉移方面，聯(lián)合測量淋巴結大小和相應ADC 值的方法有更好的敏感度（83%）和特異度（99%）［31］。

5.DWI在宮頸癌化療效果預測中的應用

臨床研究中發(fā)現(xiàn)在化療結束一定時間后腫瘤才開始變小，換言之在化療早期，腫瘤體積改變并不明顯。由于DWI 的ADC 值與腫瘤細胞密度關系密切，化療后宮頸癌組織的ADC值增加，且早期增加程度與腫瘤最大徑縮小程度呈正相關。ADC 值增加程度與腫瘤體積變化有顯著的時間對應關系，ADC值在化療2～3周及化療敏感性好的病灶中變化幅度較大，其預測的化療敏感性比形態(tài)學改變要早，ADC 值增加越快，放化療短期內的療效越好，長期預后越好。故臨床上可通過早期ADC值的高低預測宮頸癌的化療敏感性、評價腫瘤的放化療療效及評估患者的長期預后［32-33］。此外，高分辨率RESOLVE DWI 序列可評估局部晚期宮頸癌新輔助化療的療效，高ADC值宮頸癌在化療中相對更容易發(fā)生腫瘤體積變化，具有很好的臨床實用價值［34］。

6.DWI在宮頸癌應用中存在的缺陷

DWI作為宮頸癌的常規(guī)輔助補充序列，其ADC值能較為準確地反映宮頸癌組織的病理狀態(tài)及內部結構，協(xié)助判斷宮頸癌分期，但對宮頸癌的早期檢出以及早期較為準確地評估淋巴結轉移情況等方面的敏感性與特異性仍需進一步探究。

五、DWI在子宮內膜癌的臨床應用

1.DWI對子宮內膜癌肌層浸潤深度的診斷價值

DCE-MRI 根據腫瘤供血差異引起的腫瘤與肌層之間強化時間的差異來提高診斷效能。DWI可較好的展現(xiàn)腫瘤組織與正常組織之間的區(qū)別。Gigin L等［35］利用DWI 與T2WI 相結合的圖像探究內膜癌中肌層浸潤深度的價值，以病理結果為金標準作為參考，發(fā)現(xiàn)融合圖像對肌層浸潤的診斷較單用T2WI或動態(tài)增強序列更優(yōu)［36］。梁志堅等［37］發(fā)現(xiàn)，DCEMRI 在子宮內膜癌肌層侵襲中的診治精確度為94.38%；劉曼等［38］得出DWI診斷肌層浸潤的子宮內膜癌的精確度高達75.00%。黃社磊等［39］得出結論：DWI 結合DCE-MRI 在診斷子宮內膜癌淺部肌層侵襲的精確度可達95.74%，深部肌層侵襲為96.15%。DCE-MRI 聯(lián)合DWI 相比單一運用其中任何一種方式能更加準確地診斷子宮內膜肌層受侵的深度，對評估子宮內膜癌惡性程度具有重要價值，可為手術方案的選擇及預后評估提供參考［40］。

2.DWI 在子宮內膜癌與其他子宮疾病鑒別診斷中的應用

DWI 可用于鑒別子宮內膜癌與子宮內膜異位癥。DWI結合常規(guī)MRI形態(tài)學表現(xiàn)有助于二者的鑒別，有文獻報道子宮內膜癌患者的ADC值與相對表觀擴散系數(shù)值遠低于子宮內膜異位癥患者，兩者差異有統(tǒng)計學意義［41］。

DWI也可用于鑒別Ia 期子宮內膜癌與子宮內膜增生。復雜性不典型子宮內膜增生為癌前病變，與Ia 期子宮內膜癌的臨床診治方案有所區(qū)別。子宮內膜癌的ADC值低于子宮內膜增生，對于浸潤范圍超過結合帶的Ia期病變，DWI及DCE的診斷準確性基本無區(qū)別。當子宮內膜癌累及肌層時，DCE 的準確性略低于DWI，表現(xiàn)為內膜稍增厚。DWI 與病理具有較好的一致性，高于DCE成像。國內外一些文獻報告指出DWI用于子宮內膜癌肌層浸潤的患者，診斷的準確率達到89%～93%［42］。

3.DWI 在子宮內膜癌病理類型與分化程度中的應用

子宮內膜癌的病理學分類以透明細胞癌、子宮內膜樣腺癌等為主，其中子宮內膜樣腺癌占80%～90%。子宮內膜樣腺癌與非內膜樣腺癌相比，ADC平均值較高，預后較好［43］。綜合各項研究成果分析，子宮內膜分化等級越高，腫瘤惡性程度越高，水分子擴散運動受到的限制程度越高，則ADC值越低，由此得出ADC值對子宮內膜癌患者的病理類型有特定的術前診斷意義［44］。以ADC值作為測量標準進行ROC分析，子宮內膜癌的病理類型分化水平與DWI 的ADC 值具有正相關關系。借助于檢測ADC值來評價腫瘤的分化水平，引導患者選擇正確的治療方法和預后評估方案，為臨床研究提供借鑒意義［45］。

4.DWI在子宮內膜癌的術前分期中的臨床應用

DWI 在子宮內膜癌術前分期能為臨床提供更為準確的信息，更好地指導手術及治療方案的選擇。近年來，DWI應用在盆腔腫瘤尤其是子宮內膜癌的分期診斷方面意義重大。有研究得出，DWI應用于子宮內膜癌術前分期診斷的準確性高達94.44%，與T2WI 在Ⅲ～Ⅳ期診斷無差別，但在ⅠA 期～Ⅱ期診斷中DWI 較T2WI 有明顯優(yōu)勢［46］。此外，DWI 結合宮腔鏡檢查可以使術前子宮內膜癌分期診斷的準確度提高，從而有助于子宮內膜癌患者手術治療。相比于傳統(tǒng)的刮宮術，宮腔鏡的內膜癌診斷準確率明顯增高，且對宮頸受累情況判斷更為直觀，為選擇最適手術方案提供參考。隨著MRI檢查技術的不斷進步，DWI結合宮腔鏡及活檢技術可以早期診斷子宮內膜癌，有利于早期治療防止延誤病情，在婦科腫瘤診斷與術前分期中有重要價值［47］。

5.DWI 對判斷子宮內膜癌是否侵犯子宮頸方面的應用

子宮內膜癌患者的診治方案受子宮頸或淋巴結是否被腫瘤組織侵犯等因素影響。Koplay M 等［48］通過58例手術前活檢確診為子宮內膜癌的患者行DWI及Gd-T1WI 檢測，與術后病理結果對照，DWI 及Gd-T1WI 診治的敏感度、特異度、準確度分別為82.0%、89.6%、89.0%與91.0%、73.0%、86.0%，DWI 的診斷效能稍優(yōu)于Gd-T1WI。DWI 的ADC 值四分位數(shù)間距比ADC平均值更能體現(xiàn)出腫瘤內部的異質性，但ADC 值對宮頸是否侵犯的診斷價值有限［49］。總體而言，DWI對判斷子宮內膜癌侵犯子宮頸有一定的診斷價值，但其診斷價值有限。

6.DWI 在評估子宮內膜癌患者盆腔淋巴結轉移中的應用

淋巴結轉移可作為子宮內膜癌治療手段選擇的重要指標。常規(guī)MRI可由淋巴結的體積形態(tài)判斷其是否轉移，診斷敏感度不高，而DWI對轉移性淋巴結診斷敏感性增高，表現(xiàn)為高信號。若將DWI 與T2WI 聯(lián)合應用，檢出轉移淋巴結的準確性可進一步提高。有研究［50］認為DWI檢測子宮內膜癌淋巴結的轉移率的特異性與精確度較高，但其ADC值的大小與該患者是否存在淋巴結轉移無相關性。Rechichi G 等［51］發(fā)現(xiàn)，轉移性淋巴結有較低的ADC值，DWI可以提高子宮內膜癌患者盆腔轉移性淋巴結的檢出率，尤以ADCmin 值的檢測效能最佳，可為臨床診斷提供參考借鑒［52］。

7.DWI在子宮內膜癌應用中的缺陷

一般在子宮內膜癌的DWI 檢查中，采用增高b值這一方法使測出的ADC 值更加精確，同時高b 值對水分子擴散運動情況的圖像顯示更敏感，但不可避免的是高b 值會影響對子宮內膜癌周圍組織結構的觀察，從而影響診斷，故臨床上常采用T2WI 與DWI圖像相結合來輔助診斷。

綜上所述，DWI 作為一種無創(chuàng)性功能成像技術，目前的研究主要應用在腦科學的檢查中，對女性盆腔腫瘤的應用不多，目前應用的主要受限之處為存在偽影使圖像失真而出現(xiàn)錯誤的ADC值，導致在ADC圖中難以識別小病變，需要在更高的場強中進行觀察，但其成像速度快且不需注射對比劑，近年來結合T2WI、DCE-MRI、常規(guī)MRI 聯(lián)合動態(tài)增強掃描等MR 序列，相輔相成地應用于盆腔惡性腫瘤的診斷，使疾病診斷準確率大大提高。DWI對卵巢癌、宮頸癌和子宮內膜癌識別敏感性與準確性較高，對這三種惡性腫瘤的定性診斷、病理類型及分級、臨床分期、病灶淋巴結的轉移、化療療效的評估和預后判斷有重要價值。由于DWI是目前唯一對活體內水分子彌散程度的定量分析方法，故將來在女性盆腔疾病的應用定有廣闊的前景。