1H-MRS鑒別良性與交界性囊性上皮性卵巢腫瘤的價(jià)值

馬鳳華，張國(guó)福，強(qiáng)金偉，田曉梅，李海明，饒婭敏.復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院放射科，上海 000；.復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院影像科，上海 0508

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·專題論著·

1H-MRS鑒別良性與交界性囊性上皮性卵巢腫瘤的價(jià)值

馬鳳華1，張國(guó)福1，強(qiáng)金偉2，田曉梅1，李海明2，饒婭敏1
1.復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院放射科，上海 200011；2.復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院影像科，上海 201508

馬鳳華，主治醫(yī)師，醫(yī)學(xué)博士。多年從事功能磁共振成像的研究，發(fā)表相關(guān)核心論文十余篇。博士期間主要從事卵巢腫瘤的功能磁共振研究，在導(dǎo)師指導(dǎo)下發(fā)表SCI論文3篇。參與課題“卵巢腫瘤的影像學(xué)診斷與研究”獲2013-2014年度金山區(qū)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

【摘要】目的：探討氫質(zhì)子磁共振波譜（proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）鑒別良性與交界性囊性上皮性卵巢腫瘤（epithelial ovarian tumor，EOT）的價(jià)值。方法：回顧性分析64例經(jīng)手術(shù)和病理證實(shí)的囊性EOT患者（良性33個(gè)、交界性31個(gè)）的1H-MRS資料，波譜序列采用點(diǎn)分辨自旋回波波譜，用波譜后處理軟件自動(dòng)獲取各代謝物［膽堿（choline，Cho）、N-乙酰天冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA）、脂質(zhì)（lipid，Lip）、乳酸（lactate，Lac）］的峰值積分，以肌酸（creatine，Cr）為內(nèi)參照，計(jì)算各代謝物與Cr的比值。采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)比較良性與交界性EOT代謝物峰值積分比值的差異，采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線評(píng)價(jià)峰值積分比值鑒別良性與交界性EOT的效能，并確定鑒別兩者的閾值。結(jié)果：良性和交界性囊性EOT的Cho/Cr比值分別為1.39±0.90（1.02～1.54）和3.31±1.60（2.12～3.92），有顯著性差異（P＜0.001）；NAA/Cr比值為2.54±2.20（1.43～3.45）和9.43±5.20（5.3～11.41），有顯著性差異（P＜0.001）。Cho/Cr和NAA/Cr鑒別良性與交界性囊性EOT的曲線下面積（area under curve，AUC）分別為0.901 和0.907。結(jié)論：卵巢良性和交界性囊性EOT的1H-MRS模式不同，Cho/Cr和NAA/Cr比值在交界性囊性EOT中明顯高于良性腫瘤，是較好的鑒別診斷生物標(biāo)記。

【關(guān)鍵詞】卵巢腫瘤；良性腫瘤；交界性腫瘤；磁共振成像；波譜

卵巢上皮性腫瘤（epithelial ovarian tumor，EOT）是卵巢腫瘤中最常見(jiàn)的類型，約占所有卵巢腫瘤的60%，占卵巢惡性腫瘤的85%［1］。病理上分為良性（57%～60%）、交界性（4%～10%）、惡性（21%～33%）［1-2］。多數(shù)交界性EOT呈囊性表現(xiàn)，形態(tài)學(xué)介于良性與惡性之間，影像學(xué)方法包括常規(guī)MRI較難作出正確診斷［3-4］。此外，由于腫瘤體積較大，術(shù)中冷凍對(duì)交界性EOT的診斷準(zhǔn)確率僅為60%～75%［5-6］。由于良性與交界性腫瘤的手術(shù)方式不同［7-8］，術(shù)前準(zhǔn)確的影像學(xué)定性有助于婦科醫(yī)師制訂合理的手術(shù)方案。

氫質(zhì)子磁共振波譜（proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）是一種能檢測(cè)活體內(nèi)物質(zhì)代謝及生化物質(zhì)含量的無(wú)創(chuàng)性功能成像技術(shù)［9］。近年來(lái)，軟硬件的快速發(fā)展使1H-MRS在卵巢腫瘤中的應(yīng)用日漸增多［10-12］。本研究團(tuán)隊(duì)以前的研究表明，1H-MRS能可靠地鑒別附件區(qū)良性與惡性實(shí)性腫瘤［13］。本研究對(duì)64例囊性EOT患者進(jìn)行在體1H-MRS研究，分析卵巢囊性腫瘤的波譜模式，旨在探討1H-MRS對(duì)良性與交界性EOT的鑒別價(jià)值。

1 資料和方法

1.1 臨床資料

選取2013年2月—2015年10月超聲懷疑卵巢腫瘤患者，行常規(guī)MRI掃描，若附件區(qū)腫塊≥5 cm則行1H-MRS檢查。納入標(biāo)準(zhǔn)：完全囊性或囊性為主（腫瘤囊性成分≥2/3）的卵巢上皮性腫瘤。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 卵巢完全實(shí)性或?qū)嵭詾橹鳎[瘤實(shí)性成分≥2/3）的腫瘤；② 附件非上皮性囊性病變；③ 卵巢非上皮性腫瘤。共納入64例卵巢上皮來(lái)源囊性或囊性為主腫瘤患者，年齡19～76歲，平均（43±1.7）歲；絕經(jīng)前51例、絕經(jīng)后13例。所有患者經(jīng)手術(shù)（剖腹16例，腹腔鏡38例）和病理證實(shí)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并經(jīng)患者知情同意。

1.2 檢查方法

采用SIEMENS公司Symphony 或Avanto 1.5T MR超導(dǎo)掃描儀，行盆腔常規(guī)MRI和1H-MRS檢查，采用腹部相控陣體線圈。患者仰臥，先行常規(guī)FSE序列平掃，矢狀位T2WI抑脂，橫斷位T1WI、T2WI抑脂；增強(qiáng)掃描采用橫斷位和冠狀位T1WI抑脂，對(duì)比劑為釓噴酸葡胺（馬根維顯，拜耳先靈，德國(guó)），劑量0.2 mmol/kg，速率2～3 mL/s。視野（field of view，F(xiàn)OV）350 mm× 400 mm；矩陣256×256；層厚4.0 mm，層距1.2 mm。1H-MRS在增強(qiáng)掃描前進(jìn)行，在矢狀位及橫斷位T2WI平掃圖像上進(jìn)行波譜定位。感興趣區(qū)置于囊性病灶中心，采用點(diǎn)分辨自旋回波波譜（point-resolved echo spin spectroscopy，PRESS）序列行單體素波譜（single voxel spectroscopy，SVS）掃描，體素為2.0 cm×2.0 cm×2.0 cm。或多體素化學(xué)位移成像（chemical shift imaging，CSI）掃描，體素為（4.0～10） cm×（4～10.0） cm×2 cm。重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）/回波時(shí)間（echo time，TE）：1 500/135 ms。平均采集192次，自動(dòng)勻場(chǎng)，勻場(chǎng)后自動(dòng)波譜采集，掃描時(shí)間單體素為4.54 min，多體素為7.12 min。

1.3 圖像分析與處理

由1名主治醫(yī)師和1名主任醫(yī)師共同對(duì)1H-MRS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，意見(jiàn)不一致時(shí)協(xié)商解決。采用MRI儀自帶的后處理軟件對(duì)波譜數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，包括水參考、Hanning過(guò)濾、零填充、傅里葉轉(zhuǎn)換、頻率、基線、相位矯正，自動(dòng)波譜曲線擬合，自動(dòng)計(jì)算常見(jiàn)代謝物N-乙酰天冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA）、膽堿（choline，Cho）、肌酸（creatine，Cr）、脂質(zhì)（lipid，Lip）、乳酸（lactate，Lac）的峰值積分（integral），以峰值較穩(wěn)定的Cr峰為內(nèi)參照，計(jì)算NAA、Cho、Lac及Lip峰與Cr峰的積分比值。每個(gè)SVS只有一組數(shù)據(jù)，CSI隨機(jī)選取三個(gè)體素的三組數(shù)據(jù)，取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包分析，采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)比較兩組直徑、NAA/Cr、Cho/Cr、Lac/Cr比值，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。繪制受試者工作特征 （receiver operating characteristic，ROC） 曲線，確定鑒別良性與交界性腫瘤代謝物峰值積分比值的閾值，并計(jì)算曲線下面積（area under the curve，AUC）。所有計(jì)量數(shù)據(jù)以表達(dá)。

2 結(jié) 果

2.1 病理及代謝物檢測(cè)結(jié)果

良性和交界性囊性EOT共64個(gè)，其中良性囊腺瘤33個(gè)（漿液性12個(gè)、黏液性21個(gè)），交界性腫瘤31個(gè)（漿液性14個(gè)、黏液性15個(gè)、漿黏液性2個(gè)）。64組波譜數(shù)據(jù)中，單體素波譜20組，多體素波譜44組，發(fā)現(xiàn)Cho峰64個(gè)（100%），發(fā)現(xiàn)NAA 峰64個(gè)（100%），發(fā)現(xiàn)Lip峰10個(gè)（16%），Lac峰20個(gè)（31%）。

2.2 代謝物比值比較

兩組腫瘤代謝物峰值積分比值的比較見(jiàn)表1。交界性EOT的平均Cho/Cr比值為3.31±1.60，明顯高于良性EOT的1.39±0.90，有顯著性差異（U=101.000，P＜0.001）（圖1～3）。Cho/Cr比值鑒別良性與交界性EOT的閾值及AUC分別為2.15和0.901 （95% CI：0.815～0.985）（圖4）。交界性EOT的平均NAA/Cr比值為9.43±5.20，明顯高于良性腫瘤的2.54±2.20，有顯著性差異（U=95.000，P＜0.001）（圖2～3）。NAA/Cr比值鑒別良性與交界性EOT的閾值及AUC分別為5.50和0.907（95% CI：0.830～0.976）（圖4）。兩組間平均Lac/Cr比值未見(jiàn)顯著性差異（U=0.078，P=0.743）。Lip峰數(shù)據(jù)較少，未進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

圖1 卵巢黏液性囊腺瘤1H-MRS表現(xiàn)

圖2 卵巢漿液性交界性腫瘤1H-MRS表現(xiàn)

圖3 卵巢黏液性交界性腫瘤1H-MRS表現(xiàn)

圖4 Cho/Cr和NAA/Cr鑒別良性與交界性EOT的ROC曲線

表1 良性與交界性上皮性腫瘤代謝物峰值積分比值的比較

3 討 論

卵巢腫瘤的病理學(xué)類型繁多，形態(tài)學(xué)表現(xiàn)復(fù)雜，良性與交界性腫瘤之間存在較多的影像學(xué)重疊［3-4］。就EOT而言，既往研究顯示常規(guī)MRI在鑒別良惡性方面具有較高的靈敏度和特異度。但交界性腫瘤在生物學(xué)、病理、臨床和影像學(xué)等方面介于良性與惡性之間，與兩者鑒別困難［3-4，12］。交界性腫瘤與良性和惡性腫瘤的手術(shù)方式不同，因此術(shù)前明確診斷有助于指導(dǎo)臨床醫(yī)師制訂恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)方案，避免不必要的子宮附件切除或二次手術(shù)，對(duì)患者及家庭具有重要意義。MR功能影像如擴(kuò)散加權(quán)成像［14］和1H-MRS［13］或?qū)⑹浅Ｒ?guī)影像的有益補(bǔ)充，有助于疑難病例特別是交界性卵巢腫瘤的定性。

諸多研究顯示不同卵巢腫瘤的MRS模式明顯不同［9-11］。Massuger等［15］首次對(duì)卵巢腫瘤的囊液進(jìn)行體外1H-MRS研究，發(fā)現(xiàn)良惡性卵巢囊液代謝物濃度有差異。Boss等［10］對(duì)卵巢囊液進(jìn)行體外1H-MRS分析發(fā)現(xiàn)36種代謝物，其中有幾種代謝物濃度在良惡性腫瘤之間存在顯著差異。由于在體波譜的分辨率低于體外1H-MRS，許多研究使用峰面積比值來(lái)描述腫瘤代謝變化。Stanwell等［11］對(duì)卵巢腫瘤的MRS分析顯示，Cho/Cr＞3.09提示惡性腫瘤，Cho峰缺如或Cho/Cr＜1.15提示良性腫瘤；但該研究中的16例腫瘤包含了9種病理類型，體素位于純囊性、囊實(shí)性和實(shí)性形態(tài)腫瘤中。本研究顯示良性和交界性腫瘤囊液的Cho/Cr均值分別為1.39±0.90和3.31±1.60，ROC曲線鑒別良性與交界性腫瘤的閾值為2.15，AUC 為0.901。由此推測(cè)Cho/Cr比值的大小可反映腫瘤代謝特征，也驗(yàn)證了卵巢囊液代謝物的差異可反映卵巢腫瘤的本質(zhì)。

NAA峰是公認(rèn)的神經(jīng)元標(biāo)記，但其并不限于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，鼻竇黏液囊腫可見(jiàn)2.0 ppm處的NAA峰，并證實(shí)來(lái)自N-乙酰黏液化合物［16］。Boss等［10］和Hascalik等［17］的研究顯示，漿液性和黏液性卵巢囊腺瘤也可見(jiàn)到NAA峰。Kolwijck等［18］發(fā)現(xiàn)，卵巢癌患者的囊液在2.0～2.1 ppm處共振峰證實(shí)為NAA和含糖蛋白或糖脂的N-乙酰化合物共同形成。Takeuchi等［19］研究發(fā)現(xiàn)，所有黏液性卵巢腫瘤均可見(jiàn)明顯升高的NAA峰，而非黏液性卵巢腫瘤無(wú)或僅可見(jiàn)較低的NAA峰，提示NAA峰有助于鑒別黏液性與非黏液性腫瘤。本研究顯示，交界性腫瘤尤其黏液性腫瘤可見(jiàn)明顯升高的NAA峰，NAA/Cr比值（9.43±5.20）明顯高于良性腫瘤（2.54±2.20），由此推測(cè)明顯升高的NAA峰提示交界性腫瘤，其鑒別閾值為5.50，AUC為0.907。

Lac是無(wú)氧糖酵解的最終代謝產(chǎn)物，正常靜息狀態(tài)下組織內(nèi)無(wú)Lac峰，出現(xiàn)Lac峰能在一定程度上反映腫瘤的生物學(xué)行為，表示細(xì)胞生長(zhǎng)與供氧之間出現(xiàn)不平衡。惡性腫瘤由于生長(zhǎng)快速，供氧不足較良性腫瘤明顯，易出現(xiàn)該峰。Massuger等［15］報(bào)道，惡性腫瘤囊液中Lac濃度是良性囊腫的6倍，認(rèn)為是血流減低后缺氧的結(jié)果。Okada等［20］和Hascalik等［21］發(fā)現(xiàn)，較高的Lac峰提示盆腔惡性腫瘤或膿腫。本研究顯示，良性和交界性腫瘤也可見(jiàn)到“倒置”Lac峰，其波峰下面積比值在兩組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，因此單憑有無(wú)“倒置”Lac峰無(wú)法準(zhǔn)確判斷腫瘤性質(zhì)，應(yīng)結(jié)合其他代謝物如Cho峰、NAA峰。

本研究存在一些不足：首先，本研究采用單體素掃描和多體素掃描兩種方式，因體素大小不同，所測(cè)量的代謝物波峰下積分比值可能存在誤差。其次，本研究中某些腫瘤類型的病例數(shù)偏少，只能部分反映卵巢腫瘤的代謝情況。最后，卵巢腫瘤囊實(shí)性成分代謝存在一定差異，本研究側(cè)重于腫瘤囊性部分的代謝，不能同時(shí)反映腫瘤的整體代謝狀況。

綜上所述，在體1H-MRS能顯示良性和交界性囊性EOT的代謝特征，交界性腫瘤囊液的Cho/ Cr和NAA/Cr峰值積分比值明顯高于良性腫瘤，利用此兩種代謝物峰值積分比值鑒別良性與交界性囊性EOT具有較高的準(zhǔn)確率。

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Proton MR spectroscopy in differentiating benign from borderline cystic epithelial ovarian tumors

MA Fenghua1，ZHANG Guofu1， QIANG Jinwei1， TIAN Xiaomei1， LI Haiming2， RAO Yamin1（1. Department of Radiology， Obstetrics and Gynecology Hospital of Fudan University， Shanghai 200011， China； 2. Department of Radiology， Jinshan Hospital，F(xiàn)udan University， Shanghai 201508， China）

Correspondence to： QIANG Jinwei E-mail： dr.jinweiqiang@163.com

【Abstract】Objective： To investigate the ability of proton magnetic resonance spectroscopy （1H-MRS） in differentiating benign from borderline cystic epithelial ovarian tumors （EOTs）. Methods： Sixty-four patients with surgically and histologically proven cystic EOT （33 benign and 31 borderline） underwent1H-MRS. Single voxel spectroscopy （SVS） or multi-voxel 2D-chemical shift imaging （CSI） was performed using point-resolved echo spin spectroscopy （PRESS）. Resonance peak integrals of choline （Cho），N-acetyl aspartate （NAA）， creatine （Cr）， lactate （Lac）， and lipid （Lip） were analyzed and the Cho/Cr， NAA/Cr， Lac/Cr and Lip/Crratios were compared between the two groups using Mann-Whitney U test. Receiver operating characteristic （ROC） curve was used to evaluate the diagnostic performance of1H-MRS in differentiating benign from borderline EOTs. Results： The mean Cho/Cr ratios of benign and borderline EOTs were 1.39±0.90 and 3.31±1.60， respectively， with a statistically significant difference between the two groups （P＜0.001）. The mean NAA/Cr ratios of benign and borderline EOTs were 2.54±2.20 and 9.43±5.20， respectively， with a statistically significant difference between the two groups （P＜0.001）. Area under the curves of Cho/Cr and NAA/Cr ratios was 0.901 and 0.907 for differentiating benign from borderline EOTs. Conclusion： The1H-MRS patterns of benign and borderline cystic EOTs are different. The Cho/Cr and NAA/Cr ratios are higher in borderline EOT than benign cystic EOT and are perfect differential biomarkers.

【Key words】Ovary tumor； Benign tumor； Borderline tumor； Magnetic resonance imaging； Magnetic resonance spectroscopy

中圖分類號(hào)：R445.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1008-617X（2016）01-0016-06

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No：81471628）；上海市科委醫(yī)學(xué)引導(dǎo)項(xiàng)目（No：124119a3300）；上海市衛(wèi)生系統(tǒng)先進(jìn)適宜技術(shù)推廣項(xiàng)目（No：2013SY075）；上海市醫(yī)學(xué)重點(diǎn)建設(shè)專科（No：ZK2015A05）。

通信作者：強(qiáng)金偉 E-mail：dr.jinweiqiang@163.com

收稿日期：（2016-02-18）