3.0T磁共振多b值擴散加權成像ADC值反映宮頸鱗癌強化和分化程度的可行性

曹 崑，王 帥，趙 博，孫應實

(北京大學腫瘤醫院暨北京市腫瘤防治研究所醫學影像科，惡性腫瘤發病機制及轉化研究教育部重點實驗室，北京 100142)

3.0T磁共振多b值擴散加權成像ADC值反映宮頸鱗癌強化和分化程度的可行性

曹 崑，王 帥，趙 博，孫應實*

(北京大學腫瘤醫院暨北京市腫瘤防治研究所醫學影像科，惡性腫瘤發病機制及轉化研究教育部重點實驗室，北京 100142)

目的 探討3.0T MRI的多b值DWI中ADC值反映宮頸鱗癌灶強化程度及分化程度的可行性。方法 回顧性分析31例經病理確診為宮頸鱗癌患者的多b值DWI及多時相增強掃描圖像，勾畫癌灶高、低強化區，計算不同b值下的ADC值及信號強度的強化幅度。分析不同高低b值組合下的ADC差值與早、晚期強化幅度的相關性，以及ADC值和ADC差值與鱗癌分化程度的關系。結果 不同b值時宮頸鱗癌高低強化區的ADC值隨b值增高呈逐漸降低趨勢。b值為200 s/mm2時，與高b值(800、1 000、1 200、1 400 s/mm2)組合后ADC差值與早期強化幅度呈弱相關(r=0.315～0.339，P均<0.05)。b值為800、1 000 s/mm2時，中高分化癌灶高強化區域的ADC值明顯高于低分化癌灶(P均<0.05)，余b值下不同分化癌灶ADC值及不同b值下ADC差值差異均無統計學意義(P均>0.05)。低強化區的各ADC值及ADC差值在不同分化癌灶間差異均無統計學意義(P均>0.05)。結論 多b值組合可用于反映宮頸癌血供及分化程度，其中采用3.0T MR DWI檢查宮頸鱗癌的b值可為200 s/mm2和800 s/mm2或1 000 s/mm2。

宮頸腫瘤；擴散磁共振成像；分化程度

MRI用于宮頸癌治療前分期及療效評估等方面的價值已得到廣泛認可。MR增強掃描可反映組織供血情況，可用于評價宮頸癌病變范圍，還可進行療效預測和預后評價[1]。同理，DWI也可用于腫瘤的鑒別診斷、評價腫瘤范圍及療效監測[2]，因所用b值不同，根據單一計算模型產生的定量指標ADC值存在差異，通常認為高b值可更準確反映水分子擴散，而低b值受局部區域快速血流灌注影響。采用多b值擴散成像，根據雙指數模型計算的灌注相關參數[3]影響因素較多、穩定性較差。本研究通過回顧性分析宮頸鱗癌的多b值及增強序列圖像，探討多b值DWI的ADC值反映癌腫強化程度及分化程度的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2014年1月—2015年1月經本院經病理證實為宮頸鱗癌的患者31例，年齡32～77歲，平均(51.3±11.7)歲；其中高分化2例、中高分化9例、中分化7例、中低分化10例、低分化3例，按分化程度分為中高分化組(18例，包括高分化、中高分化及中分化)、低分化組(13例，包括中低分化及低分化)；根據國際婦產科聯盟分期標準分為Ⅰ期5例，Ⅱ期18例，Ⅲ期8例。納入標準：①經手術或活檢病理確診宮頸鱗癌；②MR檢查前未接受任何治療；③行常規盆腔MR檢查，包括多b值DWI及動態增強MR成像序列；④癌灶長徑≥1 cm；⑤根據國際婦產科聯盟2009年分期標準為I～Ⅲ期。排除標準：①MR圖像質量差，無法用于圖像后處理分析；②病灶過小，無法測量；③經病理檢查未能獲得分化程度級別。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750 3.0T MR掃描儀，8通道相控陣體線圈。檢查前患者禁食2～4 h，肌肉注射東莨菪堿10 mg。患者取仰臥位，足先進。

常規掃描：采用軸位T2W FSE序列，TE 130～135 ms，TR 4 000～4 500 ms，層厚5 mm，間隔1 mm，FOV 26～28 cm，矩陣352×320；矢狀位T2W FSE序列，TE 130～135 ms，TR 4 000～4 500 ms，層厚4 mm，間隔1 mm，FOV 26～28 cm，矩陣320×288。

DWI掃描：采用自由呼吸EPI序列，TE最小值，TR 6 000 ms；FOV 36～40 cm；矩陣128×128；層厚5 mm，層間距1 mm，NEX 4，b值為0、100、200、400、600、800、1 000、1 200、1 400、1 600 s/mm2，擴散方向3，軸位成像。

動態增強掃描：采用三維容積超快速多期動態增強掃描序列，TE最小值，TR 3.3～3.4 ms，翻轉時間 7.0 ms，FOV 36～40 cm，矩陣256×256，層厚6～8 mm，層間距-3～-4 mm，NEX 0.75，軸位采集，共掃描8個時相，采集時間1 min 51 s。對比劑采用Gd-DTPA，0.2 mmol/kg體質量，流率2.0 ml/s，經上肢靜脈注射，后跟注生理鹽水10 ml。

1.3 圖像分析 將所有圖像導入GE AW4.5后處理工作站，采用Functool軟件測量ADC值及增強信號強度。于軸位、矢狀位、冠狀位T2WI圖像確定病灶范圍，再以T2WI平掃圖像為參照確定DWI和增強圖像病變位置。

于增強末期的圖像判斷病灶強化程度，選取高強化區和低強化區勾畫兩個橢圓形ROI(圖1)，盡量選擇病灶最大層面或相鄰層面，并避開明顯的壞死囊變區，ROI大小約50～200 mm2。若強化程度均勻，則選擇病灶邊緣處作為高強化區，中心處作為低強化區。記錄第1時相(平掃)、第3時相(強化早期)、第8時相(強化晚期)的信號強度。在多b值DWI圖像上以b=0圖像為基準，勾畫與之前相同區域的ROI，大小盡量相似，分別記錄各b值圖像的信號強度。

ADC值計算：ADC=[ln(S2/S1)]/b(S1：不同b值時ROI的信號強度，S2：b=0時ROI的信號強度，b為b值)；ADC差值=ADC1-ADC2(ADC1、ADC2即為不同b值下的ADC值，默認為低b值在前)，以b值為800、1 000、1 200、1 400、1 600 s/mm2作為高b值，以b值為100、200、400 s/mm2作為低b值。

強化幅度計算：取高、低強化區ROI內信號強度的平均值，并計算強化幅度。早期強化幅度=SI第3時相-SI平掃；晚期強化幅度=SI第8時相-SI平掃(SI：信號強度)。

2 結果

所有數據均符合正態分布。

2.1 不同高低b值組合下的ADC差值與強化程度的關系 不同b值時的宮頸鱗癌高低強化區的ADC值隨b值增高呈逐漸降低趨勢(表1，圖2)。高強化區的早期強化幅度為 207.04±86.68、晚期強化幅度為227.59±107.10；低強化區的早期強化幅度為182.61±77.14、晚期強化幅度為198.96±95.71。

各ADC值與早期、晚期強化幅度間無相關性(P均>0.05)。b=200 s/mm2時，與高b值(800、1 000、1 200、1 400 s/mm2)組合后ADC值差值與早期強化幅度呈弱相關(r=0.315～0.339，P均<0.05)，其余高低b值組合所得ADC值差值與早期、晚期強化幅度均無相關性(P均>0.05)，見表2。

表1 高低強化區不同b值時的宮頸鱗癌ADC值

圖1 宮頸癌高低強化區域的選擇 A.根據T2WI圖像進行病灶定位(星號)； B.增強末期圖像上判斷病灶強化程度，選取低強化區(1)高強化區(2)劃定兩個橢圓形ROI； C.獲得時間-信號強度曲線，以計算強化程度 圖2 宮頸癌多b值DWI序列ROI選擇及ADC值計算 A.根據增強圖像病灶內不同強化區域所定ROI位置； B.在DWI圖像上放置相同區域及相似大小的ROI； C.獲得信號強度隨b值升高的衰減曲線圖計算ADC值

表2 高低b值組合的ADC差值與強化幅度的相關性

2.2 不同強化區域的ADC值與鱗癌分化程度的關系 高強化區的ADC值中，僅b=800、1000 s/mm2時，中高分化組的ADC值明顯高于低分化組(P均<0.05，表3)，余b值下ADC值及高低b值組合下各ADC差值差異均無統計學意義(P均>0.05)。不同分化組間低強化區的各ADC值及ADC差值差異均無統計學意義(P均>0.05)。

3 討論

宮頸癌是女性生殖系統常見的惡性腫瘤，MRI軟組織分辨率高，在婦科腫瘤診治中有不可替代的價值。MR增強掃描有助于評價宮頸癌范圍、選擇輔助治療方案，也可預測療效[1,4]。但由于靜脈注射對比劑在臨床使用中有諸多限制，如對比劑過敏，且MR對比劑也有在神經系統沉積的可能。

DWI可顯示活體水分子擴散特點，尤其在腫瘤評估中有更高的價值。研究[2]顯示DWI可對宮頸癌腫瘤范圍及療效監測進行評價，采用3.0T MR DWI評價宮頸癌范圍的效能與動態增強相似[5]。為克服DWI量化值ADC值的單一性，使研究者使用更多的計算模型以獲得更多的量化值，如使用ADC值直方圖[6]，以及雙指數模型衍生的快速、慢速表觀擴散系數(D和D*值)和灌注分數(f值)等[3,7-8]，其原理是根據不同b值時ADC值的差異，分離擴散和灌注兩種因素。但由于多b值擴散成像時間長及所用計算模型不同，所獲的量化值變異較大，不同MR機型間可比性差，受影響因素較多，臨床應用尚存在問題。

通過傳統DWI的信號強度與b值之間的單指數關系計算的ADC值雖然單一，但穩定性較好。通常認為高b值可更準確地反映水分子擴散，如b值為1 000 s/mm2時評估宮頸癌療效高于低b值，且數值更穩定[9]；而低b值受局部區域快速血流灌注影響，可用于評價子宮肌瘤介入后療效[10]，尤其b=200 s/mm2時。但本研究發現，ADC值與宮頸癌的強化幅度無相關性(P>0.05)，提示ADC值無法反映宮頸癌的強化幅度。因ADC值主要反映水分子擴散程度，故對高低b值的ADC值進行相減，可獲得更多的血流灌注信息。本研究結果發現，低b值采用200 s/mm2時，與高b值組合所測ADC值差值均與早期強化幅度呈正相關；雖然相關系數較弱，但與雙指數模型所獲結果接近[11]。

在ADC值與腫瘤分化程度關系的評價中，有研究[12-13]認為ADC值與分化程度無關，但有研究[2]顯示低分化宮頸癌的ADC值相對高中分化組低，也有研究[14]認為宮頸癌ADC值在一定程度上可反映腫瘤分化程度。在多b值雙指數模型研究[15]中也發現，ADC值和D值在中低分化組中偏低。本研究根據宮頸癌強化區域的不同分為高強化區和低強化區，并分別進行測量，發現低強化區的ADC值及不同b值組合的ADC差值在不同分化程度組中差異均無統計學意義，而低分化組高強化區的ADC值(b=800、1 000 s/mm2時)則明顯低于中高分化組。考慮ADC值的測量區域存在影響，高強化區通常為癌腫活性成分較高的區域，多位于病灶邊緣，而低強化區常位于病灶中心，為癌腫活性成分低并有供血不良、壞死傾向的區域，所以不區分測量區域時，ADC值難以反映腫瘤分化級別[12-13]。

表3 不同分化程度宮頸鱗癌高強化區在不同b值時的ADC值±s)

本研究的不足：病例數有限，所獲結果的臨床實用價值仍待驗證；受掃描序列所限，用于反映腫瘤血供的參數單一；未能與其他半定量參數及反映血管通透性等的定量參數進行對比研究。

綜上所述，本研究發現3.0T磁共振上采用多b值DWI ADC值可一定程度反映宮頸鱗癌強化程度，b=200 s/mm2和高b值序列組合是合適的選擇；在反映宮頸鱗癌分化程度方面，采用800或1 000 s/mm2的高b值序列較好，在高強化區域所測ADC值與分化程度相關。

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國家自然科學基金(81402167)、首都衛生發展科研專項項目(2014-4-2155)。

曹崑(1976—)，女，吉林長春人，博士，副主任醫師、副教授。研究方向：婦科及乳腺腫瘤影像。E-mail: kun-cao@hotmail.com

孫應實，北京大學腫瘤醫院暨北京市腫瘤防治研究所醫學影像科，惡性腫瘤發病機制及轉化研究教育部重點實驗室，100142。

E-mail: sys27@163.com

2016-07-04

2016-12-14

R737.33; R445.2

A

1003-3289(2017)03-0423-05