T2WI-FS序列影像組學(xué)診斷宮頸癌轉(zhuǎn)移及脈管間隙浸潤的價(jià)值

周小玲，賴華，文曦琳，劉春英

作者單位：電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦女兒童醫(yī)院 成都市婦女兒童中心醫(yī)院放射科，成都 611731

宮頸癌(cervical cancer，CC)的治療以手術(shù)聯(lián)合放化療為主。而術(shù)前準(zhǔn)確評(píng)估患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及脈管間隙浸潤(lymph vascular space invasion，LVSI)狀態(tài)，在指導(dǎo)臨床治療中具有重要意義[1-2]。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)具有高組織分辨率，是臨床常見的影像學(xué)檢查方式，T2WI可清晰顯示患者宮頸解剖結(jié)構(gòu)，區(qū)別腫瘤及周圍正常組織，而T2 加權(quán)脂肪抑制序列(T2-weighted imaging fat suppression，T2WI-FS)可進(jìn)一步增強(qiáng)腫瘤與周圍組織間的對比度，減少偽影及局部炎癥對成像的影響，但傳統(tǒng)T2WI-FS 僅能從定性角度對腫瘤狀態(tài)進(jìn)行分析，而影像組學(xué)則可通過計(jì)算將病變內(nèi)影像學(xué)信息轉(zhuǎn)化為定量數(shù)據(jù)，可更為直觀地反映腫瘤內(nèi)部特征[3-4]。目前，較少有研究討論T2WI-FS 影像組學(xué)標(biāo)簽在診斷宮頸癌淋巴轉(zhuǎn)移及LVSI 中的價(jià)值，基于以上背景，我院開展如下研究。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析我院2017 年6 月至2020 年6 月間收治的66 例宮頸癌患者臨床資料。(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：患者均接受全子宮切除術(shù)聯(lián)合盆腔淋巴結(jié)清掃；經(jīng)病理檢查證實(shí)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及LVSI；術(shù)前均行包括軸位T2WI-FS 在內(nèi)的MRI 掃描。(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：影像學(xué)檢查前行放化療等相關(guān)治療者；MR 圖像質(zhì)量差，影響結(jié)果判斷者；合并其他惡性腫瘤者。(3)病例資料：66 例宮頸癌患者年齡45～63 (50.46±12.03)歲，病理類型：鱗癌49 例，腺癌13 例，腺鱗癌4 例。分化程度：高分化7 例，中分化33 例，低分化26 例。LVSI 陽性27 例，陰性39 例。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性22 例，陰性44 例。本研究經(jīng)過本單位醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào)：20170515)，免除受試者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 MRI檢查及圖像處理方法

(1)檢查儀器為飛利浦Ingenia 3.0 T磁共振掃描儀，相控陣8通道腹部線圈。軸位T2WI-FS掃描，掃描參數(shù)：TR 5990 ms，TE 66 ms，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm，矩 陣320×224，層 厚4 mm。(2)圖像分割：采用3D 感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)手動(dòng)分割進(jìn)行圖像分割。將所有圖像以DICOM格式讀取、處理，圖像預(yù)處理使用Artificial Intelligent Kit軟件，將預(yù)處理圖像導(dǎo)入ITK-SNAP軟件，由1名具有10 年以上臨床工作經(jīng)驗(yàn)的影像學(xué)醫(yī)生勾畫ROI，ROI 需勾畫出整個(gè)瘤體，三維容積重組后生成3D-ROI。(3)特征提取：將所獲得的T2WI-FS 及ROI 圖像分別導(dǎo)入A.K.軟件行特征提取，獲得包括體素強(qiáng)度的一階統(tǒng)計(jì)特征值、形態(tài)學(xué)特征值、灰度共生矩陣(gray level co-occurrence matrix，GLCM)、Haralick 參數(shù)、灰度游程矩陣(grey level run length matrix，GLRLM)、灰度區(qū)域大小矩陣(gray-level size zone matrix，GLSZM)、基于GLCM與GLRLM 的步長特征值等在內(nèi)的402 個(gè)組學(xué)特征值。(4)數(shù)據(jù)預(yù)處理：分別用“0”與“1”表示特征陰性與陽性。后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入A.K.軟件，進(jìn)行預(yù)處理。(5)特征降維：采用單方差分析聯(lián)合秩和檢驗(yàn)(ANOVA+MW)與LASSO 兩種方法篩查與淋巴轉(zhuǎn)移及LVSI高度相關(guān)的重要特征值。

1.2.2 病理學(xué)檢查方法

常規(guī)HE 染色及免疫組化法得出最終病理檢查結(jié)果。病理學(xué)特征包括病理類型、分化程度、宮頸間質(zhì)浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、LVSI 狀態(tài)。免疫組化染色提示CD34 與D2-40 均為陽性即可判定LVSI。

1.3 觀察指標(biāo)

(1)分析淋巴轉(zhuǎn)移及LVSI與患者臨床特征間的關(guān)系；(2)分析T2WI-FS 影像組學(xué)標(biāo)簽評(píng)估患者淋巴轉(zhuǎn)移的價(jià)值；(3)分析T2WI-FS影像組學(xué)標(biāo)簽評(píng)估LVSI的價(jià)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。計(jì)量資料如年齡以(-x±s)表示，兩組間行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料如病理類型、組織分化程度等用例表示，兩組間行χ2檢驗(yàn)，繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評(píng)價(jià)T2WI-FS 影像組學(xué)標(biāo)簽在診斷淋巴轉(zhuǎn)移及LVSI 中的價(jià)值，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 淋巴轉(zhuǎn)移與患者臨床特征間的關(guān)系分析

病理檢查結(jié)果提示存在淋巴轉(zhuǎn)移者共22 例，無轉(zhuǎn)移者44例，分析淋巴轉(zhuǎn)移與患者臨床病理檢查結(jié)果間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，淋巴轉(zhuǎn)移與患者宮頸間質(zhì)浸潤深度及LVSI 有關(guān)(P＜0.05；表1)。

表1 淋巴轉(zhuǎn)移與患者臨床特征間的關(guān)系分析(例)

2.2 LVSI與患者臨床特征間的關(guān)系分析

病理檢查結(jié)果提示，LVSI 陽性患者共27 例，陰性患者39 例，比較LVSI 陽性及陰性患者病理特征發(fā)現(xiàn)，兩組組織分化程度、宮頸間質(zhì)浸潤深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況存在顯著性差異(P＜0.05；表2)。

表2 LVSI與患者臨床特征間的關(guān)系分析(例)

2.3 T2WI-FS影像組學(xué)標(biāo)簽評(píng)估患者淋巴轉(zhuǎn)移的價(jià)值

經(jīng)降維處理后，最終得到3個(gè)有統(tǒng)計(jì)意義的影像組學(xué)特征參數(shù)(包括Correlation angle0 offset7、LongRunEmphasis angle0 offset7、ShortRunEmphasis angle0 offset7)，T2WI-FS 影像組學(xué)標(biāo)簽評(píng)估患者淋巴轉(zhuǎn)移的AUC (95%CI)=0.857 (0.786～0.926)，診斷Sen=85.0%，Spe=86.7% (圖1)。

圖1 T2WI-FS影像組學(xué)標(biāo)簽評(píng)估患者淋巴轉(zhuǎn)移的價(jià)值

2.4 T2WI-FS影像組學(xué)標(biāo)簽評(píng)估患者LVSI的價(jià)值

經(jīng)降維處理后，最終得到11 個(gè)有統(tǒng)計(jì)意義的影像組學(xué)特征參數(shù)(包括MajorAxisLength、SphericalDisproportion、Correlation angle0 offset7、GLCME ntropy AllDirection offset1、GLCME ntropy angle45 offset1、GLCME ntropy angle90 offset1、LongRunEmphasis AllDirection offset7SD、RunLengthNonuniformity AllDirection、RunLengthNonuniformity AllDirection offset4 SD、SurfaceArea、Sphericity)，T2WI-FS影像組學(xué)標(biāo)簽評(píng)估患者LVSI 的AUC (95%CI)=0.807 (0.729～0.886)，診斷Sen=68.3%，Spe=88.3% (圖2)。

圖2 T2WI-FS影像組學(xué)標(biāo)簽評(píng)估患者LVSI的價(jià)值

3 討論

由于CC 早期表現(xiàn)無明顯特異性，多數(shù)患者就診時(shí)，病情已發(fā)展至晚期。手術(shù)聯(lián)合放化療的綜合性治療是CC 的主要治療方式，而術(shù)前淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移將對患者術(shù)后生存時(shí)間產(chǎn)生明顯影響[5]。在術(shù)前，有效評(píng)估患者淋巴轉(zhuǎn)移情況，避免對不存在淋巴轉(zhuǎn)移者進(jìn)行廣泛性的淋巴清除，降低治療并發(fā)癥等臨床治療內(nèi)容中具有積極意義[6]。目前，術(shù)前宮頸癌淋巴轉(zhuǎn)移的診斷主要依賴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)腫瘤標(biāo)志物，但該方式的診斷敏感度不高，臨床應(yīng)用價(jià)值有限[7-8]。LVSI 是惡性腫瘤常見的病理表現(xiàn)，張婧等[9]研究表示，宮頸癌早期出現(xiàn)LVSI 將縮短患者術(shù)后總生存時(shí)間與疾病無進(jìn)展生存時(shí)間，是影響患者預(yù)后的重要因素。周瀅等[10]研究發(fā)現(xiàn)，LVSI 與宮頸癌淋巴轉(zhuǎn)移間關(guān)系密切，并對患者預(yù)后有明顯影響。大量研究證實(shí)，LVSI與宮頸癌預(yù)后密切相關(guān)[11]。目前，LVSI 主要經(jīng)免疫組化技術(shù)聯(lián)合常規(guī)HE染色檢測。術(shù)前有效評(píng)估宮頸癌LVSI狀態(tài)，對宮頸癌患者手術(shù)及后續(xù)放化療治療方案的制定起著指導(dǎo)性作用[12]。

宮頸組織活檢是宮頸病變診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但宮頸活檢取材少，易漏診微小病灶，臨床應(yīng)用性有限[13]。影像學(xué)技術(shù)成為了臨床評(píng)估宮頸病變，指導(dǎo)臨床治療的重要手段。MRI具有軟組織分辨率高、檢查安全等優(yōu)勢，借助MRI，醫(yī)生可直接觀察腫瘤大小、形態(tài)、位置、浸潤深度、淋巴轉(zhuǎn)移等病理性特征[14]。T2WI 可有效顯示宮頸解剖結(jié)構(gòu)，區(qū)分病灶與周圍正常組織，T2WI-FS 掃描可減少偽影，區(qū)分局部繼發(fā)性炎癥范圍，進(jìn)一步增強(qiáng)病灶與周圍正常組織間的區(qū)別，在評(píng)估宮頸病灶性質(zhì)中具有更高的應(yīng)用價(jià)值，但傳統(tǒng)影像學(xué)檢查僅能從定性角度對腫瘤狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估結(jié)果受醫(yī)生主觀影響大，臨床應(yīng)用上具有一定的局限性[15-16]。影像組學(xué)可通過自動(dòng)計(jì)算，將病變內(nèi)部影像學(xué)特征轉(zhuǎn)化為定量數(shù)據(jù)特征，進(jìn)而準(zhǔn)確、直觀地反映病灶內(nèi)部特征，在評(píng)估患者病情、制定治療方案、預(yù)測患者預(yù)后中具有良好作用[17-18]。近年來，影像組學(xué)已成為臨床研究的熱點(diǎn)，組學(xué)標(biāo)簽?zāi)Ｐ偷慕⒖蔀閷m頸癌診斷提供有效參考[19]。利用T2WI-FS建立影像組學(xué)表現(xiàn)模型，在術(shù)前有效診斷宮頸癌淋巴轉(zhuǎn)移與LVSI狀態(tài)中具有積極意義[20]。

僅憑借臨床病理特征，在反映腫瘤性質(zhì)及淋巴結(jié)狀態(tài)中受醫(yī)生主觀影響大，而影像組學(xué)標(biāo)簽作為客觀參數(shù)，在評(píng)估腫瘤性質(zhì)、淋巴轉(zhuǎn)移及LVSI 中的準(zhǔn)確性更高，臨床應(yīng)用價(jià)值更強(qiáng)。本研究對66 例CC 患者術(shù)前T2WI-FS 圖像進(jìn)行特征提取、降維等處理后，共有11 個(gè)組學(xué)標(biāo)簽最終提示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而紋理特征在納入組學(xué)標(biāo)簽中的占比較高，說明反映腫瘤各體素間空間關(guān)系的特征，在判斷腫瘤內(nèi)部異質(zhì)性中價(jià)值較高[21]。繪制ROC 曲線發(fā)現(xiàn)T2WI-FS 影像組學(xué)標(biāo)簽評(píng)估患者淋巴轉(zhuǎn)移的中的AUC=0.857，診 斷 Sen=85.0%，Spe=86.7%，評(píng)估患者LVSI 的AUC=0.807，診斷Sen=68.3%，Spe=88.3%。侯麗娜等[22]研究證實(shí)，聯(lián)合基于多參數(shù)MRI的影像組學(xué)標(biāo)簽和MRI 評(píng)價(jià)淋巴結(jié)狀態(tài)建立的融合模型可作為術(shù)前評(píng)估宮頸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的輔助手段，而李海蛟等[23]研究發(fā)現(xiàn)，不同序列MRI紋理特征在反映宮頸癌新輔助化療療效中具有良好效能，與本研究結(jié)論相似，說明MRI影像組學(xué)在評(píng)估宮頸癌癌灶狀態(tài)、預(yù)測患者治療效果及預(yù)后中均具有良好價(jià)值，可為宮頸癌的診斷及治療提供參考。

綜上所述，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及LVSI 間相互影響，兩者均受到宮頸間質(zhì)浸潤深度的影響，T2WI-FS 影像組學(xué)標(biāo)簽在評(píng)估患者淋巴轉(zhuǎn)移及LVSI 中均具有較高的效能，在宮頸癌患者術(shù)前病情評(píng)估，指導(dǎo)手術(shù)治療方案及預(yù)后預(yù)測中均具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。