磁共振灌注加權成像在宮頸癌表現特點的研究

葉裕豐，陳秋梅，向之明，李晶，何翠雯，郭冬梅，李淑明

1.廣州市番禺區中心醫院放射科，廣州 511400

2.廣州市番禺區婦幼保健院超聲科，廣州 511400

3.廣州市番禺區中心醫院病理科，廣州 511400

宮頸癌是最常見的女性生殖道惡性腫瘤，其發病率在世界范圍內居女性腫瘤的第二位，且呈逐年升高和年輕化趨勢[1-2]，目前確診主要依靠臨床婦科檢查及細胞學檢查，存在創傷性、主觀性和局限性。磁共振灌注成像[3-4](magnetic resonance perfusion weighted imaging，PWI)作為一種主要的功能成像，反映的主要是組織中微觀血流動力學信息，可以進行定量分析病灶的微血管及其通透性，為評價器官、組織的血供情況、血流動力學狀態提供一種直觀、活體和無創、無輻射、快捷的檢查手段。本研究旨在探討磁共振灌注成像在宮頸癌中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象

1.1.1 宮頸癌組

收集2013年1月至2014年6月在某院確診的32例宮頸癌患者資料，年齡28～69歲，平均年齡(49± 11.9)歲。23例在MRI檢查后行子宮全切術并術后病理證實，9例在行MRI檢查前活檢證實。鱗癌23例，腺癌9例。入選標準：宮頸癌Ib期以上，病灶大約7 mm；已行活檢的病例，腫塊大小必須大于15 mm，避免活檢對MR檢查的數據造成影響。所有患者在行MRI檢查前未接受任何治療，均排除了MR檢查禁忌證，如裝有心臟起搏器、金屬異物或幽閉恐懼癥等。

1.1.2 正常對照組

30例正常對照組中10例健康志愿者，20例為卵巢囊腫患者，在檢查前均已告知相關檢查內容，并簽署了知情同意書，同時報醫院倫理委員會批準，平均年齡(33±7.5)歲，所有受檢查者均無MR檢查禁忌證，并行常規MRI檢查未發現子宮疾病。

1.1.3 肌瘤對照組

30例宮頸肌壁間肌瘤全部經病理證實。入選標準：腫塊無明顯變性，且大小一般≤50 mm。所有患者平均年齡(41±5.3)歲，均無MR檢查禁忌證。

1.2 研究方法

1.2.1 成像設備及對比劑

采用西門子Avanto 1.5 T磁共振掃描儀進行掃描，空間分辨力≤0.5 mm；選用32通道相控陣體線圈，并使用呼吸門控技術；使用Madrad公司生產的MR自動高壓注射器；對比劑為拜耳藥業公司生產的釓噴替酸葡甲胺注射液(Gd-DTPA)。

1.2.2 掃描序列

所有病例都依次行常規掃描、灌注掃描、增強掃描。其中灌注掃描采用容積內插體部檢查序列(volume interpolated body examination, VIBE)橫斷位掃描，TR/TE：6.56/1.78 ms，翻轉角：12度，FOV：260 mm，層厚：4.0 mm，層間隔：0 mm，矩陣：256×128，SLICES PER SLAB=8，以病灶為中心對宮頸進行無間斷連續90期掃描，按0.2 mmol/kg體重計算對比劑Gd-DTPA的用量，利用高壓注射器以3.5 ml/s靜脈團注，注射完后以相同速率注射生理鹽水15 ml沖洗管道，靜脈團注開始后立即啟動VIBE掃描，掃描時間共計180 s。灌注掃描序列結束后立即行常規增強掃描，采用TSE序列T1WI成像，分別行橫斷位、矢狀位、冠狀位T1Wl，TR/TE：4.0/1.9 ms，FOV：320 mm，層厚：4 mm，重建厚度：2 mm，Matrix：320×160。

1.2.3 圖像處理與分析

影像圖像由2名不知道病理結果的資深經驗的放射科醫生分析。圖像的后處理通過syngo工作站, 將動態增強的圖像及蒙片放入Imaging V35軟件處理。時間-信號強度曲線(time- signal intensity curve, TIC)采用感興趣區法, 根據TIC計算每個感興趣區(ROI)的灌注參數值(相對值)：最大增強(maximum enhancement, ME)、首過最大灌注斜率(steepest slope, SSmax)，達峰時間(time to peak,TTP)。ROI設置：宮頸癌和肌瘤選擇在1～90期之間腫塊內外信號差別較大的一期，并參考平掃序列和增強序列，確保ROI在腫瘤病灶之內，同時避開血管、囊變和病灶壞死區；正常宮頸選擇在肌層。感興趣區大小約3 mm×3 mm，且3次測量取其平均值。

公式如下：最大增強=峰值強度-初始強度；首過最大灌注斜率=初始強度時間和峰值強度時間之間的最大斜率；達峰時間=峰值強度時間-初始強度時間。

1.3 統計方法

圖1 A～D 宮頸癌病例。A：灌注加權成像第1期圖像；B：灌注加權成像第90期圖像，容積內插體部檢查序列的使用，能清晰地顯示腫塊與周圍組織結構的關系，同時觀察到腫塊的邊緣強化較好；C: TIC曲線呈“速升平臺”型；D: 病理切片(HE ×100)顯示明顯異型性的腫瘤細胞 圖2A～D 正常宮頸病例。A：T1WI-VIBE第1期圖像；B：T1WI-VIBE第90期圖像；C: TIC曲線呈“緩慢上升”型。D: 病理切片(HE ×40)顯示正常的宮頸粘膜。 圖3A～D 宮頸肌壁間肌瘤病例。A：T1WI-VIBE第1期圖像；B：T1WI-VIBE第90期圖像；C: TIC曲線呈“速升平臺”型；D: 病理切片(HE ×40)顯示大量平滑肌細胞(ER+-, PR+, ACT+++, PCNA+-, SMA+++, Desmin+, ki67++)Fig.1 A—D The same patient of cervical cancer.A: The first phase of perfusion weighted imaging; B: The 90th phase of perfusion weighted imaging, could clearly show the relationship between the tumor and surrounding tissue structure, at the same time observe the tumor edge enhancement is better, by the volume interpolated body examination; C: TIC showed“rapidly ascending branch followed by a plateau”.D: Pathological slice(HE ×100)demonstrates tumor cells with atypia, and la lot of microvessel. Fig.2 A—D The same patient of normal cervix.A: The fi rst phase of T1WIVIBE; B: The 90th phase of T1WI-VIBE; C: TIC showed "slow ascending".D: Pathological slice (HE ×40) demonstrates normal cervical mucosa.Fig.3 A—D The same patient of cervical intermural leiomyomas.A: The fi rst phase of T1WI-VIBE; B: The 90th phase of T1WI-VIBE; C: TIC showed”rapidly ascending branch followed by a plateau”; D: Pathological slice (HE ×40) demonstrates a large number of smooth muscle cells (ER+-, PR+,ACT+++, PCNA+-, SMA+++, Desmin+, ki67++).

所有統計數據采用SPSS17.0軟件包統計分析：宮頸癌組、正常對照組、肌瘤對照組相關參數屬于連續變量，采用均數±標準差形式表示；各實驗組之間參數彼此獨立，故兩組參數之間比較采用獨立樣本t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 宮頸癌與正常宮頸、宮頸肌壁間肌瘤MRI灌注TIC曲線特點

32例宮頸癌有25例TIC曲線呈“速升平臺”型(圖1C)，7例呈“速升緩降”型。30例正常宮頸中有22例TIC曲線呈“緩慢上升”型(圖2C)，有8例屬于“速升平臺”，與宮頸癌的“速升平臺”型相比，正常宮頸組的TIC曲線上升支比較平緩，較慢到達峰值及平臺期，平臺期維持時間相對較短且平臺末期仍略有上升趨勢。30例宮頸肌瘤的TIC曲線有24例TIC曲線呈“速升平臺”型(圖3 C)，6例呈“緩慢上升”型，子宮肌瘤的“速升平臺”型的上升支斜率低于宮頸癌“速升平臺”型上升支的斜率，高于正常宮頸“速升平臺”型上升支的斜率；子宮肌瘤的“緩慢上升”型的上升支斜率高于正常宮頸“緩慢上升”型上升支的斜率。

2.2 根據TIC曲線，計算得出宮頸癌與正常宮頸MRI灌注成像參數(表1)

表1 宮頸癌與正常對照組中的ME、SSmax、TTP參數的相關性Tab.1 The relationship between cervical cancerand normal cervix by ME, SSmax, TTP

2.3 根據TIC曲線，計算得出宮頸癌與宮頸肌壁間肌瘤MRI灌注成像參數(表2)

表2 宮頸癌與宮頸肌壁間肌瘤對照組中的ME、SSmax、TTP參數的相關性Tab.2 The relationship between cervical cancer and cervical intermural leiomyomas by ME, SSmax, TTP

3 討論

新生血管是腫瘤賴以生長的必備條件，惡性腫瘤的血管生成決定其生長、轉移和預后，血管生成程度與其侵襲力或惡性度密切相關。研究表明[5-7]，微血管生成反映了腫瘤細胞的增殖活性和侵襲、轉移的潛能。腫瘤新生血管的增多勢必引起血管容積、血流灌注及毛細血管通透性的變化 ，這就為影像學評價腫瘤的新生血管提供了可能。而磁共振灌注成像就是通過觀察離子型非特異性細胞外液對比劑在組織中的早期分布特點，來了解組織血管化程度、血流灌注狀況、毛細血管通透性等生理信息的功能成像方法，在顯示器官形態學變化的同時反映血流動力學，提供有關微血管密度方面的信息[8]。

微血管滲漏優勢期主要反映對比劑由微血管內向血管外間質間隙滲漏的過程，通過分析磁共振灌注成像的相關參數可以獲得血液動力學方面的信息。本組研究的結果與Lee[9]、王浩初[10]和丁文金等[11]的研究結果有較多相似之處，但仍有不同之處。相似之處：正常宮頸組織由于微血管壁較完整、間質腔隙較小，所以其磁共振灌注成像的TIC曲線主要表現為“緩慢上升”型，首過最大灌注斜率最小，達峰時間最長。而宮頸癌組織的微血管壁不完整、間隙腔隙較大，故其磁共振灌注成像的TIC曲線基本上是由一個低平的基線，再加上一個非常陡峭的上升支，達到峰值后便進入一個相對較長的平臺期，這類TIC曲線最大增強強度最小，首過最大灌注斜率最大，達峰時間最短。另一項研究[10-12]的血流動力學分析顯示，宮頸癌組織的血管化作用、血管通透性及組織間質間隙均大于正常宮頸組織，與正常宮頸基質不同，腫瘤組織中有更大的空間輸送和積存對比劑，腫瘤間質間隙的排空期、血管內和間質內的血流阻滯，可導致對比劑滯留閉，相對正常宮頸組織而言，平臺期信號應該更高、時間更長。不同之處：本研究發現宮頸肌壁間肌瘤的磁共振灌注成像TIC曲線與宮頸癌的非常相似，同樣是“速升平臺”型，但最大增強強度最大，首過最大灌注斜率和達峰時間介于正常宮頸與宮頸癌之間，這主要是由于宮頸肌壁間肌瘤的微血管非常豐富，而且血管壁較完整、間質腔隙較小。上述研究表明，磁共振灌注成像的TIC曲線與宮頸癌的血流灌注狀況及毛細血管通透性等有很好的相關性，但缺乏特異性。然而在臨床工作中，結合常規序列及增強序列，就能很好的觀察宮頸癌的形態和掌握血液動力學方面的信息，將使MRI檢查在評估宮頸癌放化療的療效方面變為可能[9-11]。

隨著分子影像學技術的發展，利用磁共振灌注成像評價腫瘤的生物學特性方面的研究越來越多，在宮頸癌方面，主要用來評估宮頸癌放化療的療效。近年來有研究報道[10,13]利用灌注成像來評價腫瘤組織的癌基因表達水平。機制可能是由于癌基因與腫瘤血管形成具有非常密切的關系，癌基因可通過調節血管形成因子，進而影響腫瘤微環境和調控腫瘤血管的形成。

本研究灌注掃描序列上進行了一些新的嘗試，采用容積內插體部檢查序列, 既兼顧了時間分辨率，又實現了組織分辨率的提高，較以往的MRI灌注成像序列相比，可以很清楚地觀察到宮頸癌和周圍組織在灌注期間的信號變化及其相關性。雖然本研究取得了一些初步的結果，但存在一定局限性，如本組病例以符合手術條件的宮頸鱗癌居多，缺少對不同期別、不同類型宮頸癌的大樣本分析；腫瘤的不均勻性及組織病理取材的局限性(顯微鏡下觀察的組織有限)可能加大樣本數據的偏倚；患者年齡跨度大，身體條件(特別是心血管情況)相差較大，也會造成灌注參數一定程度的變異，后續研究將針對這些問題進行深入探討。

綜上所述，磁共振灌注成像參數與宮頸癌生物學行為具有相關性，可不同程度反映活體腫瘤血流灌注狀況及毛細血管通透性等，有助于宮頸癌的鑒別診斷和臨床治療評估提供參考。

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