ADC值及IVIM-DWI定量參數(shù)對FIGOⅡ期宮頸癌宮旁浸潤的診斷效能

吳璐娟 福建省廈門市第一醫(yī)院杏林分院放射科 （福建 廈門 361022）

內(nèi)容提要：目的：探究磁共振擴散加權(quán)成像（DWI）體素內(nèi)不相干運動（IVIM）模型及表觀擴散系數(shù)（ADC）單指數(shù)模型的定量參數(shù)對于FIGOⅡ期宮頸癌患者發(fā)生宮旁浸潤的診斷效能。方法：回顧性選取2021年1月～2022年12月本院收治的經(jīng)手術(shù)病理學(xué)證實為FIGOⅡ期的67例宮頸癌患者，分為未浸潤組（n=37）和浸潤組（n=30），術(shù)前均行常規(guī)MRI與多b值DWI檢查。分析并評估DWI定量參數(shù)對宮頸癌患者發(fā)生宮旁浸潤的診斷價值。結(jié)果：與未浸潤組相比，浸潤組ADC值、D值均明顯較低（P<0.05），f值、D*值則明顯較高（P<0.05）；其中ADC、D、f、D*及四值聯(lián)合診斷的ROC曲線下面積分別為0.821、0.890、0.744、0.699和0.974，診斷敏感度、特異度分別為89.2%、63.3%，75.7%、90.0%，76.7%、70.3%，63.3%、73.0%和100%、83.8%。結(jié)論：DWI定量參數(shù)對FIGOⅡ期宮頸癌發(fā)生宮旁浸潤具有一定的診斷價值，其中以ADC、D值及四值聯(lián)合診斷價值較高。

宮頸癌是當(dāng)前最為常見的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤疾病，近年來其發(fā)病情況逐漸趨向年輕化，對女性健康安全造成嚴(yán)重威脅。相關(guān)流行病學(xué)調(diào)查顯示，2018年全球女性癌癥新發(fā)病例約在860萬例以上，而宮頸癌在其中占比達(dá)到6.6%左右，且因?qū)m頸癌致死患者約占女性癌癥死亡病例中的7.5%左右，其新發(fā)病率與死亡率均位居第4位[1]。目前，臨床上常用國際婦產(chǎn)科協(xié)會（Federation internationale of gynecologie and obstetrigue，F(xiàn)IGO）的分期標(biāo)準(zhǔn)對宮頸癌進(jìn)行分期，而有無宮旁浸潤既是宮頸癌ⅡA期與ⅡB期的判斷標(biāo)準(zhǔn)，也是臨床治療方案規(guī)劃的重要指標(biāo)[2]。故術(shù)前對于宮頸癌患者進(jìn)行準(zhǔn)確的判別，對患者術(shù)后的治療計劃規(guī)劃和治療預(yù)后的改善具有重要意義。MRI對于軟組織具有較高分辨率、安全、無輻射，能在宮頸癌的治療、診斷、分期等判斷上提供較準(zhǔn)確的信息[3]。本文旨在探究磁共振擴散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）體素內(nèi)不相干運動（intravoxel incoherent motion，IVIM）模型及表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）單指數(shù)模型的定量參數(shù)對宮旁浸潤的診斷價值，以此提高M(jìn)RI診斷宮旁浸潤準(zhǔn)確性。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2021年1月～2022年12月于廈門市第一醫(yī)院收治的經(jīng)手術(shù)病理學(xué)檢驗確認(rèn)為FIGOⅡ期宮頸癌患者，共納入67例患者，其中年齡27～71歲，平均（50.68±13.85）歲。本研究已通過院內(nèi)醫(yī)學(xué)倫理委員會的同意，患者均簽署檢查的知情同意書。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①病理學(xué)檢查及婦科檢查結(jié)果均符合FIGOⅡ期宮頸癌[4]；②患者均在術(shù)前行常規(guī)盆腔MRI及多b值DWI序列檢查；③患者的MRI圖像清晰，未出現(xiàn)運動或呼吸偽影；④患者行MRI檢查前未行放療、化療或外科手術(shù)治療；⑤患者臨床資料完整。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①患者合并多發(fā)腫瘤；②患者圖像資料不全；③患者合并有嚴(yán)重血液類疾病。

宮旁浸潤評定標(biāo)準(zhǔn)：符合條件之一即為無宮旁浸潤：術(shù)后病理檢查明確無宮旁浸潤；由婦科主治及以上醫(yī)師通過陰道鏡或雙合診等方式判斷為無宮旁浸潤，同時由影像科醫(yī)師閱片后判斷為無宮旁浸潤。符合條件之一即為宮旁浸潤：術(shù)后病理檢查明確為宮旁浸潤；由婦科主治及以上醫(yī)師通過陰道鏡或雙合診等方式判斷無宮旁浸潤，同時由影像科醫(yī)師共同閱片后判斷宮旁浸潤。根據(jù)上述方式及FIGO指南標(biāo)準(zhǔn)對于患者進(jìn)行FIGO分期。

1.2 方法

患者檢查前膀胱適度充盈，自由呼吸，腹帶加壓以減少呼吸偽影?；颊呔褂肧IEMENS 3.0T MR（MAGNETOM Prisma，German）及腹部相控陣線圈進(jìn)行掃描，掃描范圍：整個盆腔，先行常規(guī)MRI掃描。①軸位T1WI：TE/TR，8.5/510ms；層數(shù)為24，層厚與層間距均為5mm；②冠狀位、軸位和矢狀位T2WI：TE，83～89ms；TR，3000～4000ms；層厚與層間距均為5mm；③多b值DWI：FOV，360×360mm；TE/TR，40/3400ms；層厚與層間距均為5mm，矩陣為256×256。（考慮到至少分別需要2個大于和2個<200s/mm2的b值以保證成像時間及質(zhì)量）多b值DWI共設(shè)置6個b值，分別為0、50、100、400、800、1000s/mm2。

1.3 圖像分析

所選患者圖像由1名影像科主任醫(yī)師（10年以上婦科腫瘤影像診斷經(jīng)驗）在每個DWI圖像層面上選取ROI，根據(jù)常規(guī)MRI 序列及增強圖像劃取腫瘤ROI，盡量規(guī)避腫瘤內(nèi)部壞死、變性等區(qū)域。通過MItalytics 軟件（Fitpu Healthcare）對DWI 圖像進(jìn)行后處理，根據(jù)ADC 單指數(shù)模型：ADC=ln(S0/S1)/(b1–b0)，獲得ADC值；根據(jù)IVIM模型：Sb=S0[f×e(-b(D+D*))+(1–f)×e(-bD)]，獲得灌注分?jǐn)?shù)（hepatic arterial fraction，f）、偽擴散系數(shù)（pseudo diffusion coefficient，D*）、純擴散系數(shù)（true diffusion coefficient，D）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 27.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，其中符合正態(tài)性分布的計量資料采用±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；并采用受試者工作特性曲線（ROC）來判斷DWI定量參數(shù)對于宮頸癌FIGOⅡ期患者發(fā)生宮旁浸潤的診斷效能，以P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.結(jié)果

2.1 浸潤組與未浸潤組的DWI各參數(shù)比較

67例宮頸癌患者經(jīng)術(shù)后病理學(xué)檢測，結(jié)果顯示有30例發(fā)生宮旁浸潤（浸潤組），另外37例則未出現(xiàn)宮旁浸潤（未浸潤組）；浸潤組的ADC、f、D*、D值與未浸潤組的對應(yīng)值存在明顯差異，且均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；其中浸潤組的ADC、D值低于未浸潤組，f、D*值則高于未浸潤組，見表1。

表1.浸潤組與未浸潤組ADC、f 、D*、D值比較

2.2 ROC曲線分析DWI參數(shù)對宮旁浸潤的診斷效能

ROC曲線分析結(jié)果顯示，ADC、D值診斷宮旁浸潤的ROC曲線下面積（AUC）分別為0.821、0.890，其敏感度和特異度分別為89.2%、63.3%，75.7%、90.0%；f、D*的AUC分別為0.744、0.699，其敏感度和特異度分別為76.7%、70.3%，63.3%、73.0%；ADC、D、f、D*四值聯(lián)合診斷的AUC為0.974，其敏感度和特異度為100%、83.8%，見表2。

表2.ADC、D、f 、D*值對宮頸癌宮旁浸潤的診斷效能

3.討論

宮頸癌作為女性常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率整體趨向于上升狀態(tài)，有關(guān)研究顯示，我國2005年～2015年期間，農(nóng)村、城市、全國的宮頸癌平均每年的增長速度分別為4.4%、3.3%、4.9%，同時其發(fā)病年齡趨向于年輕化[5]。而臨床上對于治療宮頸癌的方案選取通常以FIGOⅡ期為分類界限，ⅡA期通常以手術(shù)治療為主，ⅡB期通常以同步化療或放療為主要治療方式，故術(shù)前對宮頸癌患者的Ⅱ期分型進(jìn)行正確的判別具有重要意義。臨床上判別宮旁浸潤通常采用雙合診（陰道、腹部檢查）、三合診（陰道、直腸、腹部檢查）、常規(guī)MRI等婦科或影像學(xué)檢查等方式，但雙合診、三合診對于醫(yī)生經(jīng)驗要求過高，且在內(nèi)生性腫瘤、炎性反應(yīng)等病癥上檢查較困難，而常規(guī)的MRI對于存在早期浸潤的患者判別時主觀誤差較大[6]。有研究表明，對于ⅡB期患者的手術(shù)前后診斷準(zhǔn)確率為59%，ⅡA期為54.7%[7]。故不斷探尋準(zhǔn)確有效的診斷方式對于宮頸癌診斷具有重大作用。

ADC單指數(shù)模型是以假設(shè)組織中水分子擴散運動符合高斯定律，完全處于自由運動狀態(tài)而構(gòu)建的模型，ADC值反映組織中的水分子擴散速度，其值越高，表示水分子擴散速度越快，DWI信號衰減越明顯，而組織在病變情況下，其組織內(nèi)的細(xì)胞形態(tài)和數(shù)量均會變化，造成水分子擴散受阻，ADC值亦有相應(yīng)下降，其中癌組織癌變程度越高，細(xì)胞形態(tài)變化越大，細(xì)胞越密集，水分子擴散速度受阻更明顯，ADC值更低[8]。但單指數(shù)模型過于理想，未曾考慮血流速度對水分子的影響，同時忽略了水分子在組織中擴散時，會受到生物大分子、細(xì)胞膜等影響。鑒于上述模型的相關(guān)缺陷，Le Bihan等[9]提出IVIM模型，其通過多b值DWI掃描，應(yīng)用雙指數(shù)模型和相關(guān)非線性擬合方法，可將微循環(huán)網(wǎng)絡(luò)中的灌注和擴散等信號分離出來，得到相關(guān)參數(shù)（f、D*、D）。

本研究結(jié)果中，浸潤組患者腫瘤的ADC、D值均明顯低于未浸潤組，ADC值為單指數(shù)模型中反映組織中的水分子擴散速度，D值為IVIM模型中代表單純水分子擴散速度的值，二者變化均提示發(fā)生宮旁浸潤的宮頸癌腫瘤細(xì)胞增殖較多，組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為致密，細(xì)胞形態(tài)變化大，細(xì)胞外間隙更小，導(dǎo)致水分子擴散速度受限[10]。f值表示微循環(huán)中灌注效應(yīng)在整體DWI信號衰減所占百分比，即進(jìn)入血管中的血流量，通常認(rèn)為其值高低主要與毛細(xì)血管密度相關(guān)，而血管的通透性與微血管解剖結(jié)構(gòu)等因素也與其具有一定關(guān)聯(lián)。而惡性腫瘤組織細(xì)胞具有無限增殖的特性，一般來說，其腫瘤惡性程度越高，增殖情況越嚴(yán)重，則微血管密度越高，相對應(yīng)的f值也較高。D*值代表DWI信號中的快速衰減部分，能體現(xiàn)宮頸癌腫瘤中的微循環(huán)灌注情況，即血管密度[11]。本研究中浸潤組患者腫瘤的f、D*值均明顯高于未浸潤組，提示浸潤組宮頸癌腫瘤組織中的血管生成情況更為嚴(yán)重，血管豐富度或密集度更大。這與李信響等[12]的研究結(jié)果較為相似，但其研究中IVIM模型所得的ADC值在宮頸癌宮旁浸潤或未浸潤中未見明顯差異，與本研究ADC值情況不一致，推測其原因應(yīng)與兩者ADC值所來源模型不一致所致。本研究中ROC曲線分析結(jié)果顯示ADC、D、f值對宮頸癌宮旁浸潤診斷效能良好，其中以四值聯(lián)合診斷效能最佳。IVIM模型通過多b個值序列掃描，能在獲得組織水分子擴散運動信息的同時，獲取組織微循環(huán)灌注改變情況，所得數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)，對腫瘤診斷效果更佳。代敏等[13]認(rèn)為，DWI定量參數(shù)中的ADC和D值能區(qū)分中高分化及低分化宮頸癌，這與本研究具有一定相似性。

綜上所述，ADC、f、D*、D值可用于診斷FIGOⅡ期宮頸癌患者發(fā)生宮旁浸潤，即在無創(chuàng)條件下，安全有效輔助常規(guī)MRI作進(jìn)一步精確診斷，其中以ADC、D值及四值聯(lián)合診斷價值較為良好。但本研究為單中心研究，樣本量較少，且關(guān)于IVIM模型的多個b值選取尚未統(tǒng)一，未來仍需進(jìn)一步深入研究。