MRI ADC直方圖在子宮內(nèi)膜癌診斷及腫瘤浸潤(rùn)評(píng)估中的應(yīng)用

賀 英， 劉曉娟， 王 靜， 常建苗

河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院婦科， 河北 張家口 075000

子宮內(nèi)膜癌是一種臨床發(fā)病率較高的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，其發(fā)病率逐年增加，子宮內(nèi)膜癌發(fā)生于子宮內(nèi)膜上皮，惡性程度高，以手術(shù)治療為主[1,2]。子宮黏膜下肌瘤是向子宮腔突出生長(zhǎng)的子宮肌瘤，臨床通常采取保守治療。子宮內(nèi)膜癌及子宮黏膜下肌瘤在臨床治療前需要重點(diǎn)鑒別[3]。常規(guī)磁共振成像(MRI)檢查可對(duì)子宮腫瘤進(jìn)行定性分析。值得注意的是，子宮內(nèi)膜癌和子宮黏膜下肌瘤的MRI影像形態(tài)和信號(hào)有一部分發(fā)生重疊，故有必要在MRI中應(yīng)用擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)技術(shù)來(lái)加以鑒別。DWI可很好地檢測(cè)活體水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)[4]，表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)是DWI的定量分析參數(shù)，有研究表明[5]，腫瘤分化越差，腫瘤的ADC值越低，因此，通過(guò)ADC值的定量評(píng)估能很好地鑒別腫瘤分級(jí)情況。但是，研究者選取的病灶感興趣區(qū)域(ROI)存在差異，測(cè)得的ADC值僅能代表某一層面，易產(chǎn)生偏倚，不能準(zhǔn)確反映病灶整體特征，缺乏特異性[6]。而基于直方圖特征的影像組學(xué)分析是一種簡(jiǎn)潔方法，目前MRI已廣泛用于子宮內(nèi)膜癌分期、分級(jí)方面的評(píng)估，但ADC直方圖在子宮內(nèi)膜癌診斷及疾病浸潤(rùn)深度判斷方面的報(bào)道較少[7,8]。為此，本研究探討MRI ADC直方圖診斷子宮內(nèi)膜癌及判斷腫瘤浸潤(rùn)程度的價(jià)值，為更深入進(jìn)行影像組學(xué)大數(shù)據(jù)分析提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我院婦科確診的98例子宮內(nèi)膜癌患者作為病例組、100例子宮黏膜下肌瘤患者作為對(duì)照組。本研究在實(shí)施前與患者均進(jìn)行充分溝通，簽署知情同意書；經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)研究決定后實(shí)施。納入標(biāo)準(zhǔn)：子宮內(nèi)膜癌、子宮黏膜下肌瘤患者的診斷標(biāo)準(zhǔn)參考人民衛(wèi)生出版社出版的《婦產(chǎn)科學(xué)》(第9版)中的標(biāo)準(zhǔn)[9]；患者年齡42～76歲；兩組研究對(duì)象均經(jīng)過(guò)病理學(xué)檢查確診，腫瘤的肌層浸潤(rùn)程度以病理學(xué)所見結(jié)果為準(zhǔn)；MRI檢查后2周內(nèi)患者接受手術(shù)治療；患者無(wú)放化療、免疫學(xué)治療史。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴有其他部位惡性腫瘤患者；圖像存在較為明顯的偽影，不能進(jìn)行分析者；未經(jīng)病理學(xué)檢查證實(shí)者。病例組和對(duì)照組的年齡、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、初潮年齡、生育史、高血壓、糖尿病、絕經(jīng)情況比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有較好可比性。

1.2 方法

采用Philips Achieva磁共振成像系統(tǒng)?；颊叱恃雠P位，盆腔固定于8通道體部相控陣線圈內(nèi)。常規(guī)掃描序列為：橫斷面T1WI、T2WI(視野220 mm×220 mm、240 mm×240 mm；層厚5 mm；層間距1 mm)。軸位DWI使用單次激發(fā)SE-EPI序列：層間距1 mm，層厚5 mm，b值為0 s/mm2和800 s/mm2；視野350 mm×403 mm，矩陣152×162，TR 5200 ms，TE 75 ms，翻轉(zhuǎn)角90°，采集次數(shù)(NEX)2。

將ADC圖像導(dǎo)出為BMP格式，輸入計(jì)算機(jī)Metlab軟件，調(diào)整窗寬、窗位，并使導(dǎo)出的圖像在窗寬、窗位上保持一致。沿病變軸位ADC圖像利用MaZ-da軟件勾畫每一層ROI，在繪制ROI時(shí)需要包含整個(gè)腫瘤，盡量避免偽影及部分容積效應(yīng)的影響。軟件自動(dòng)生成ROI的灰度直方圖，獲得參數(shù)：第10百分位數(shù)(10th)、第25百分位數(shù)(25th)、第50百分位數(shù)(50th)、第75百分位數(shù)(75th)、第95百分位數(shù)(95th)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 病例組和對(duì)照組的ADC直方圖對(duì)比

病例組患者的ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th、ADC 75th、ADC 95th測(cè)定值顯著低于對(duì)照組患者(P<0.05)。見表1。

表1 病例組和對(duì)照組的ADC直方圖對(duì)比

2.2 ADC直方圖參數(shù)鑒別診斷子宮內(nèi)膜癌與子宮黏膜下肌瘤的價(jià)值

以ADC 10th、ADC 25th測(cè)定值繪制ROC曲線，ADC 10th鑒別診斷子宮內(nèi)膜癌與子宮黏膜下肌瘤的AUC為0.762；ADC 25th鑒別診斷子宮內(nèi)膜癌與子宮黏膜下肌瘤的AUC為0.842。見表2。

表2 ADC直方圖參數(shù)鑒別診斷子宮內(nèi)膜癌與子宮黏膜下肌瘤的價(jià)值

2.3 不同肌層浸潤(rùn)深度的子宮內(nèi)膜癌患者的ADC直方圖對(duì)比

98例子宮內(nèi)膜癌患者，其中58例患者子宮肌層浸潤(rùn)深度<1/2肌層，40例患者子宮肌層浸潤(rùn)深度≥1/2肌層；子宮肌層浸潤(rùn)深度<1/2肌層患者ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th測(cè)定值顯著高于浸潤(rùn)深度≥1/2肌層患者(P<0.05)。見表3。

表3 不同肌層浸潤(rùn)深度的子宮內(nèi)膜癌患者的ADC直方圖對(duì)比

2.4 ADC直方圖參數(shù)鑒別不同肌層浸潤(rùn)深度子宮內(nèi)膜癌的價(jià)值

以ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th測(cè)定值繪制ROC曲線，其中ADC 10th鑒別不同肌層浸潤(rùn)深度子宮內(nèi)膜癌的AUC最高，為0.856。見表4。

表4 ADC直方圖參數(shù)鑒別不同肌層浸潤(rùn)深度子宮內(nèi)膜癌的價(jià)值

3 討論

子宮內(nèi)膜癌確診的金標(biāo)準(zhǔn)是子宮內(nèi)膜活檢，但是此方法屬于有創(chuàng)操作，所獲取的樣本量較少，不能夠準(zhǔn)確反映全容積腫瘤的分級(jí)情況，隨著DWI技術(shù)的應(yīng)用，ADC值定量評(píng)估方法被臨床廣泛使用[10,11]。ADC值在某些方面只能反映某一層面的腫瘤浸潤(rùn)深度，而ADC直方圖分析方法則選取整個(gè)腫瘤，綜合整個(gè)腫瘤的所有體素，獲得顯示ADC分布特征的曲線和描述腫瘤擴(kuò)散異質(zhì)性特征的定量參數(shù)[12,13]，基于此，本研究探討MRI ADC直方圖參數(shù)在鑒別子宮內(nèi)膜癌及子宮黏膜下肌瘤的應(yīng)用價(jià)值。

有研究發(fā)現(xiàn)，ADC直方圖在室管膜瘤分級(jí)鑒別中有一定價(jià)值，另有研究發(fā)現(xiàn)，ADC直方圖的峰度能夠體現(xiàn)卵巢癌對(duì)化療的反應(yīng)[14,15]，也有研究曾利用ADC的直方圖參數(shù)鑒別子宮內(nèi)膜癌與子宮黏膜下肌瘤，獲得很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[16]。本研究結(jié)果顯示，病例組患者的ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th、ADC 75th、ADC 95th測(cè)定值顯著低于對(duì)照組患者(P<0.05)，同時(shí)，ADC 10th、ADC 25th鑒別診斷子宮內(nèi)膜癌及子宮黏膜下肌瘤的效能較高。本研究中，ROI的選取包括腫瘤實(shí)質(zhì)，還包括壞死、囊變、出血等組成部分，通過(guò)制作ADC值直方圖獲取了多個(gè)層面的影像數(shù)值。說(shuō)明基于ADC圖像的直方圖分析方法可為腫瘤的鑒別提供更多定量信息。

目前，大量研究對(duì)ADC值與腫瘤的病理特征進(jìn)行了探索，ADC直方圖的分析更加全面、更加精細(xì)，能獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，且重復(fù)性好[17]。本研究證明，ADC值直方圖參數(shù)可判斷子宮內(nèi)膜癌不同子宮肌層浸潤(rùn)深度，子宮肌層浸潤(rùn)深度較淺肌層浸潤(rùn)的ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th值較高。本研究分析原因是部分病變體積較小或邊緣模糊，在對(duì)邊緣層面測(cè)量ADC值時(shí)，難免會(huì)因部分容積效應(yīng)而受到正常組織的影響，以致產(chǎn)生一些極端ADC值。ADC直方圖分析具有體現(xiàn)病變異質(zhì)性的優(yōu)勢(shì)，已用于多個(gè)系統(tǒng)的診斷，比傳統(tǒng)測(cè)量所得ADC值更具優(yōu)勢(shì)，且重復(fù)性及穩(wěn)定性較好。

本研究結(jié)果顯示，ADC 10th鑒別診斷不同肌層浸潤(rùn)深度的子宮內(nèi)膜癌患者的靈敏度和特異度較高。ADC直方圖是以測(cè)得的ADC值為橫坐標(biāo)，像素為縱坐標(biāo)，反映所勾畫組織中所有的ADC值及相應(yīng)的頻數(shù)，ADC直方圖可以直觀顯示ADC值的分布特征。目前文獻(xiàn)中基于DWI的ADC值的計(jì)算多在病變面積最大層面處勾畫ROI，但因腫瘤組織存在異質(zhì)性，單一ROI的病灶中也存在成分的不同，因此觀察者在對(duì)不同形狀ROI分析時(shí)獲取的ADC值也不同，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在一定偏移[18]。而ADC直方圖是對(duì)整個(gè)腫瘤進(jìn)行分析，能夠定量反映腫瘤內(nèi)部全部信息。從理論上講，位于ADC直方圖左側(cè)可反映惡性程度較高及細(xì)胞密度較高的組織，而右側(cè)的體素則代表著壞死囊變及水腫組織。ADC直方圖最早應(yīng)用于腦部，有研究曾報(bào)道[19]，ADC直方圖有利于辨別乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌脈管浸潤(rùn)程度，ADC直方圖提取的參數(shù)可重復(fù)性較好。眾所周知，子宮內(nèi)膜癌與乳腺癌均具有生物學(xué)異質(zhì)性，影像學(xué)上也表現(xiàn)出不均質(zhì)性。本研究認(rèn)為ADC直方圖在子宮內(nèi)膜癌的診斷及浸潤(rùn)程度的評(píng)估上具有很高價(jià)值。

以往有研究指出[20]，ADC值在鑒別子宮內(nèi)膜癌分級(jí)價(jià)值有限，缺乏特異性。若檢查時(shí)僅僅針對(duì)ADC最大值及最小值進(jìn)行分析，當(dāng)分析邊緣層面ADC值時(shí)，難免會(huì)因部分容積效應(yīng)而受到正常組織的影響，以致產(chǎn)生一些極端ADC值[21]。本研究在以往研究的基礎(chǔ)上使用ADC直方圖客觀地評(píng)價(jià)腫瘤的整體擴(kuò)散信息，避免了隨機(jī)取樣的局限性，可以更好地反映腫瘤的浸潤(rùn)程度，發(fā)現(xiàn)ADC直方圖中ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th、ADC 75th、ADC 95th穩(wěn)定性較高，但本研究納入病例數(shù)較少，且未對(duì)ADC直方圖與臨床分期的相關(guān)性等進(jìn)行深入探討，尚待進(jìn)一步研究。

綜上，MRI ADC直方圖參數(shù)對(duì)于鑒別診斷子宮內(nèi)膜癌與子宮黏膜下肌瘤具有重要價(jià)值，不同子宮浸潤(rùn)深度的子宮內(nèi)膜癌患者M(jìn)RI ADC直方圖參數(shù)差異明顯，術(shù)前采用MRI ADC直方圖分析子宮內(nèi)膜癌浸潤(rùn)深度具有重要意義。