基于DCE-MRI建立高分化子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤的診斷模型研究

陳德全，官彬，馮鵑，蔣明宏

重慶市合川區(qū)人民醫(yī)院 放射科，重慶 401520

引言

標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)治療能夠顯著提高子宮內(nèi)膜癌患者預(yù)后，但全子宮切除會使患者喪失生育能力[1]。受發(fā)病率低齡化和育齡推遲影響，越來越多子宮內(nèi)膜癌患者在治療時有保育愿望或需求。目前國外指南推薦對病灶無肌層浸潤的高分化子宮內(nèi)膜癌可以考慮保育治療[2]，如何在術(shù)前準(zhǔn)確評估肌層浸潤情況對手術(shù)方案制定具有顯著影響，同時肌層浸潤深度也是影響子宮內(nèi)膜癌患者預(yù)后的一種關(guān)鍵獨立危險因素[3]。常規(guī)磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）在形態(tài)解剖學(xué)成像方面仍存在不足，對肌層浸潤情況的評估會受到混雜因素干擾[4]。擴散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）以及動態(tài)增強磁共振成像（Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging，DCE-MRI）屬于MRI檢查的兩種關(guān)鍵功能成像技術(shù)，可以有效反映分子擴散、組織血流狀況，因此在反映子宮內(nèi)膜癌增生、血流灌注、肌層浸潤情況方面更具優(yōu)勢[5]。本研究通過對比研究探討DWI、DCE-MRI定量參數(shù)在評估高分化子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤方面的診斷價值，以期為更準(zhǔn)確評估子宮內(nèi)膜癌術(shù)前臨床分期以及肌層浸潤深度提供參考。

1 材料與方法

1.1 基本資料

回顧性分析2017年6月至2020年12月我院收治的經(jīng)術(shù)后病理檢查確診為子宮內(nèi)膜腺癌的126例患者的臨床資料，經(jīng)排除標(biāo)準(zhǔn)排除38例，最后共納入符合標(biāo)準(zhǔn)患者88例。根據(jù)術(shù)后病理檢查中腫瘤浸潤肌層的最深程度結(jié)果以及國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟手術(shù)病理分期標(biāo)準(zhǔn)，88例患者被分為無肌層浸潤組36例、淺肌層浸潤組（肌層浸潤程度<50%）28例以及深肌層浸潤組（肌層浸潤程度不低于50%）24例。88例患者的年齡為32～45歲，平均年齡（37.26±2.12）歲，臨床癥狀主要包括無痛性陰道不規(guī)則流血。

納入標(biāo)準(zhǔn)：① 所有患者術(shù)前28天內(nèi)均已行術(shù)前常規(guī)MRI、DWI、DCE-MRI檢查；② 所有患者接受檢查前均未接受放化療等相關(guān)治療；③ 無既往子宮或?qū)m腔手術(shù)操作史；④ 術(shù)后病理檢查結(jié)果證實為高分化子宮內(nèi)膜腺癌；⑤ 患者年齡不超過45歲且未絕經(jīng)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：① 合并MRI檢查禁忌證者或?qū)υ煊皩Ρ葎┊a(chǎn)生過敏癥狀或存在過敏史者；② 檢查時發(fā)現(xiàn)存在盆腔金屬偽影干擾者；③ 病灶過?。ㄖ睆讲蛔? cm）導(dǎo)致感興趣區(qū)域（Region of Interest，ROI）勾畫受影響者；④ MRI成像的圖像質(zhì)量過低導(dǎo)致無法準(zhǔn)確觀察和測量者；⑤ 合并其他惡性腫瘤者。

1.2 MRI、DWI、DCE-MRI檢查方法

1.2.1 MRI檢查

患者取臥位，采用MR掃描儀（西門子Magnetom Verio 3.0T）對其進行MRI檢查。掃描參數(shù)如下：T1WI：TR 560 ms，TE 6.8 ms；T2WI：TR 3460 ms，TE 85.6 ms，層厚5 mm，層間隔0.3 mm，視野38 cm×38 cm，矩陣256×384。

1.2.2 軸位DWI

TR 4000 ms，TE 60.3 ms，視野400 mm，矩陣120×120，層厚5 mm，共激勵12次，b值取0和700 s/mm2。矩陣130×96，視野38 cm×38 cm。

1.2.3 DCE-MRI

設(shè)置TR 4.4 ms，TE 0.9 ms，層厚4 mm，視野38 cm×38 cm，矩陣256×384；在注射對比劑之間首先完成每位患者的3°、6°、9°、12°、15°等方向翻轉(zhuǎn)角的掃描并獲取T1 mapping參數(shù)；然后在12°翻轉(zhuǎn)角位置進行動態(tài)DCE-MRI掃描，注射的對比劑為二乙烯三胺戊乙酸釓，劑量控制為每kg體重注射0.1 mmol對比劑，并控制注射流速為2.0 mL/s，對比劑注射時間為第2個時相掃描開始時刻，然后按照上述流速注入生理鹽水20 mL；掃描總時間為320 s，掃描總時相為40個。

1.3 圖像處理

MRI掃描檢查完成后由3名有5年及以上核磁共振成像工作經(jīng)驗的影像科主任醫(yī)師或副主任醫(yī)師閱片并進行圖像測量及處理，每位患者均安排3位不同醫(yī)師進行測量，采用Syngo圖像處理工作站對所有DWI原始圖像進行處理，參照軸位T2WI勾畫出子宮內(nèi)膜癌病灶的最大層面ROI，該過程注意盡量避免涉及腫瘤液化、壞死或出血區(qū)域，取三次測量的表觀擴散系數(shù)（Apparent Diffusion Coefficient，ADC）平均值作為最后結(jié)果。

采用Omni-Kinetics軟件處理DCE-MRI圖像，構(gòu)建模型后獲得DCE-MRI的定量參數(shù)體積轉(zhuǎn)運常數(shù)（Ktrans）、速率轉(zhuǎn)運常數(shù)（Kep）及體積分數(shù)（Ve）的偽彩圖；以軸位作為主要測量平面并根據(jù)動態(tài)增強圖像在腫瘤病灶強化最顯著區(qū)域勾畫ROI，該過程注意盡量避免涉及腫瘤液化、壞死或出血區(qū)域，取每個參數(shù)3次測量值的平均值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 各組ADC值及DCE-MRI參數(shù)比較

深肌層浸潤組患者ADC值低于無肌層及淺肌層浸潤組（P<0.05），但無肌層浸潤組與淺肌層浸潤組ADC值無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）；三組患者DCE-MRI參數(shù)（Ktrans、Kep、Ve）之間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），均為深肌層浸潤組參數(shù)值最高，無肌層浸潤組參數(shù)值最低，見表1。子宮內(nèi)膜腺癌淺肌層浸潤組和無肌層浸潤組典型MRI圖如圖1～2所示。

圖1 子宮內(nèi)膜腺癌淺肌層浸潤MRI圖

表1 各組ADC值及DCE-MRI參數(shù)比較（±s）

表1 各組ADC值及DCE-MRI參數(shù)比較（±s）

注：與無肌層浸潤組比較，aP<0.05；與淺肌層浸潤組比較，bP<0.05。

組別 例數(shù) ADC值/ (×10-3 mm2/s)Ktrans/ (min-1)/ (min-1) Ve Kep無肌層浸潤 36 0.43±0.13淺肌層浸潤 28 0.71±0.21 0.36±0.12 0.81±0.24 0.68±0.18 0.55±0.14a 0.94±0.26a 0.58±0.17a 0.69±0.20ab F值 - 6.719 43.484 5.716 18.801 P值 - 0.002 <0.001 0.005 <0.001深肌層浸潤 24 0.54±0.13ab 0.72±0.19ab 1.05±0.29ab

圖2 子宮內(nèi)膜腺癌無肌層浸潤MRI圖

2.2 ADC值及DCE-MRI參數(shù)診斷結(jié)果

根據(jù)ADC值及DCE-MRI參數(shù)診斷結(jié)果以及與病理檢查結(jié)果對應(yīng)情況如表2所示。

表2 根據(jù)ADC值及DCE-MRI參數(shù)診斷病例數(shù)結(jié)果（n）

2.3 聯(lián)合診斷模型建立

分別以是否發(fā)生子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤為因變量，賦值發(fā)生 =1，未發(fā)生 =0，DCE-MRI參數(shù)（Ktrans、Kep、Ve）為自變量，進行Logistic回歸擬合，得到回歸方程為Logit (P)=1.847+0.847Ktrans+0.789Kep+0.612Ve，進一步以回歸方程中概率值P擬合聯(lián)合診斷模型，見表3。

表3 DCE-MRI參數(shù)單項及聯(lián)合檢測高分化子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤診斷模型

2.4 DCE-MRI各參數(shù)單獨和聯(lián)合診斷的模型靈敏度、特異度比較

ADC值以0.61×10-3mm2/s為診斷截斷值時，診斷高分化子宮內(nèi)膜腺癌有無肌層浸潤靈敏度為46.15%，特異度為 88.89%，ROC 曲線下面積為 0.657（95%CI：0.556～0.758）；Ktrans以0.45/min為診斷截斷值時，靈敏度為80.77%，特異 度 為 83.33%，ROC曲 線 下 面 積 為 0.875（95%CI：0.808～0.943）； Kep以0.89/min為診斷截斷值時，靈敏度為73.08%，特異度為80.56%，ROC曲線下面積為0.784（95%CI：0.703～0.864）；Ve以0.52為診斷截斷值時，靈敏度為76.92%，特異度為72.22%，ROC曲線下面積為0.681（95%CI：0.577～0.785）；Ktrans+ Kep+Ve聯(lián)合診斷的靈敏度為90.38%顯著高于單項檢測的靈敏度（P<0.05），特異度為77.78%，約登指數(shù)為0.682，ROC曲線下面積為0.918（95%CI：0.872～0.964），顯著高于ADC值和 DCE-MRI參數(shù)各單項檢測（P<0.05），診斷效能最佳，見表4。

表4 DCE-MRI各參數(shù)單獨和聯(lián)合診斷模型靈敏度、特異度比較

3 討論與總結(jié)

目前臨床上治療子宮內(nèi)膜癌的主要方法為手術(shù)切除輔以放化療，而術(shù)前腫瘤分期、病理分級以及細胞學(xué)類型等均對治療方案的選擇至關(guān)重要，因此對該疾病進行全面和準(zhǔn)確的評估顯得尤為關(guān)鍵[6-7]。以往臨床上常應(yīng)用的宮腔鏡活檢以及分段刮診等手段可以有效確診子宮內(nèi)膜癌，但無法準(zhǔn)確提供腫瘤浸潤深度等信息，且對于小病灶容易漏診[8]。MRI作為目前廣泛應(yīng)用的一種影像學(xué)檢查手段，可以進行多方位、多參數(shù)成像，且對軟組織分辨率極高，因此可以完整顯現(xiàn)子宮內(nèi)膜病灶范圍、大小以及肌層浸潤情況。特別是近年來MRI技術(shù)不斷發(fā)展，DWI、DCE-MRI等功能MRI在子宮內(nèi)膜癌中的應(yīng)用與日俱增，有效彌補了常規(guī)MRI單純從解剖形態(tài)學(xué)方面評估子宮內(nèi)膜癌肌層浸潤深度的不足[9]。

一般子宮內(nèi)膜癌浸潤越深，腫瘤的分級程度越高，細胞分化程度越差，細胞增殖能力越強，直接導(dǎo)致了腫瘤細胞的密度增大及細胞外間隙的縮小，MRI檢查表現(xiàn)為水分子擴散運動受限、ADC值下降[10]。但其他多種因素也會對活體組織MRI檢查的ADC值造成影響，比如細胞形態(tài)、細胞密度、細胞內(nèi)外空間比例以及外空間紆曲度均可能導(dǎo)致ADC值下降，進而影響單獨應(yīng)用ADC值診斷子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤深度的靈敏度和特異性。本文研究結(jié)果顯示子宮內(nèi)膜癌深肌層浸潤組的ADC值明顯低于無肌層浸潤組及淺肌層浸潤組，但無肌層浸潤組與淺肌層浸潤組ADC值無明顯差異。陳基明等[11]研究顯示子宮內(nèi)膜癌深肌層浸潤組的ADC值稍低于無肌層浸潤組和淺肌層浸潤組，但差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義；但劉佳等[12]的研究反映ADC值與子宮內(nèi)膜癌肌層浸潤程度之間存在顯著相關(guān)性，且認為ADC值在診斷子宮內(nèi)膜癌浸潤程度上具有較高的診斷價值。不同研究結(jié)果之間存在差異可能與設(shè)備因素如MRI掃描設(shè)備、設(shè)置的掃描參數(shù)、ROI范圍的選取以及腫瘤因素（腫瘤分期和病理分級等）有關(guān)；另外，MRI數(shù)據(jù)處理時選擇單一層面ROI分析、腫瘤異質(zhì)性差異以及合并較為復(fù)雜的病理變化如組織水腫或壞死等均可能對ADC值產(chǎn)生影響[13]。本研究ROC曲線分析結(jié)果顯示ADC值以0.61×10-3mm2/s為診斷截斷值時，診斷高分化子宮內(nèi)膜腺癌有無肌層浸潤的靈敏度為46.15%，特異度為88.89%，ROC曲線下面積為0.657（95%CI：0.556～0.758），見圖3。提示單獨應(yīng)用ADC值診斷效能不高，主要與ADC值無法有效區(qū)分無肌層浸潤和淺肌層浸潤進而影響檢測的靈敏度有關(guān)，與上述分析一致。

圖3 DCE-MRI各參數(shù)單獨和聯(lián)合診斷模型ROC曲線分析圖

定量DCE-MRI可以有效反映腫瘤病灶組織的微血管生成情況以及血流灌注水平。一般情況下，腫瘤惡性程度越大，腫瘤對周圍組織的侵犯程度越高，腫瘤組織的新生血管越密集且血管通透性越高。腫瘤組織對比劑的回流和漏出比例增加，表現(xiàn)為DCE-MRI的相關(guān)灌注參數(shù)值升高[14]。本文研究結(jié)果顯示三組患者間在DCE-MRI參數(shù)（Ktrans、Kep、Ve）上差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，均為深肌層浸潤組參數(shù)值最高，無肌層浸潤組參數(shù)值最低，提示DCEMRI定量參數(shù)在不同子宮內(nèi)膜腺癌浸潤深度方面具有顯著差異，與張禹等[15]的研究結(jié)果一致。且相比DCE-MRI各參數(shù)單獨診斷，Ktrans+ Kep+Ve聯(lián)合診斷的靈敏度（90.38%）顯著高于單項檢測的靈敏度，特異度為77.78%，約登指數(shù)為 0.682；ROC曲線下面積為 0.918（95%CI：0.872～0.964），具有最高的診斷效能。可能是由于單獨應(yīng)用DCE-MRI各參數(shù)檢查是否存在子宮內(nèi)膜癌肌層浸潤時，ROI定義以及腫瘤組織血供和腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜性會對各參數(shù)值大小產(chǎn)生影響，進而出現(xiàn)較高的假陽性或假陰性結(jié)果，而采用聯(lián)合檢查則可以彌補上述單一參數(shù)診斷存在的不足，可顯著增加診斷的靈敏性并保持一定特異性，進而提高診斷效能[16]。但由于本研究納入的病例數(shù)較少并屬于回顧性研究，該結(jié)論需要在后續(xù)大樣本臨床研究中進行進一步驗證，且本文未對腫瘤病理分級與DCE-MRI定量參數(shù)之間的關(guān)系進行深入研究，這將成為本研究后續(xù)探討的方向之一。

綜上所述，DCE-MRI定量參數(shù)相較于DWI參數(shù)ADC值預(yù)測高分化子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤的價值更高，且基于DCE-MRI定量參數(shù)（Ktrans、Kep、Ve）建立的聯(lián)合診斷模型對評估子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤情況更有價值。