3.0T功能MRI動態增強掃描與彌散加強成像在宮頸癌診斷價值的比較研究 ???

崔嵩 郭玉珍 劉玲玲 江新青

【摘要】 目的 探討3.0T功能MRI動態增強掃描（DCE）與彌散加權成像（DWI）在宮頸癌診斷中的價值。方法 收集因有可疑宮頸惡性病變或盆腔非宮頸病變需要進行盆腔MRI的81例患者，其中宮頸癌29例、子宮肌瘤25例、正常子宮27例，所有患者均行盆腔MRI （常規掃描、DCE及DWI），獲取容量轉換常數（Ktrans）、速率常數（Kep）及血管外細胞外間隙容積（Ve）、時間-濃度曲線下初始面積（iAUC）及表觀擴散系數（ADC），進行受試者工作特征（ROC）曲線分析，比較DCE與DWI的分析結果。結果 與子宮肌瘤及正常子宮相比，宮頸癌具有更高的Ktrans、Kep、Ve、iAUC值及更低的ADC值（P均< 0.05）。DCE-MRI不同參數診斷宮頸癌的ROC曲線下面積（AUC）分別為：Ktrans值0.836、Kep值0.742、Ve值0.663、iAUC值0.698，其中Ktrans值的ROC AUC最大。DWI的ADC值診斷宮頸癌的ROC AUC為0.970。ADC值診斷宮頸癌的ROC AUC大于Ktrans值的ROC AUC（P < 0.05）。結論 對于診斷宮頸癌，3.0T功能MRI DWI的ADC值比DCE的各項參數具有更高的診斷效能。

【關鍵詞】宮頸癌;磁共振動態增強;擴散加權成像

【Abstract】Objective To investigate the values of 3.0T functional dynamic contrast-enhanced （DCE）- and diffusion-weighted imaging （DWI）-magnetic resonance imaging （MRI） in the diagnosis of cervical cancer.? Methods Eighty-one patients suspected with malignant cervical lesions or pelvic lesions without cervical lessions were recruited to receive pelvic MRI. Among them， 29 patients were diagnosed with cervical cancer， 25 cases of uterine leiomyoma and 27 cases of normal uterus. All patients were subject to routine， DCE- and DWI-MRI of the pelvis. Various parameters including Ktrans， Kep， Ve， iAUC and ADC were obtained. The ROC curve analysis was conducted to compare the analysis results between DWI- and DCE-MRI.? Results The Ktrans， Kep， Ve and iAUC parameters in patients with cervical cancer were significantly higher， whereas the ADC value was remarkably lower compared with those in their counterparts with uterine leiomyoma and normal uterus （all P < 0.05）. The area under the ROC curve （AUC） of different parameters in the diagnosis of cervical cancer was 0.836 for Ktrans， 0.742 for Kep， 0.663 for Ve and 0.698 for iAUC， respectively. The AUC of ADC value of DWI in the diagnosis of cervical cancer was calculated as 0.970， significantly higher than 0.836 of Ktrans （P < 0.05）.? Conclusion In the diagnosis of cervical cancer， the ADC value of 3.0T functional DWI-MRI has higher diagnostic efficiency compared with alternative DCE-MRI parameters.

【Key words】Cervical cancer;Dynamic contrast-enhancement;Diffusion-weighted imaging

宮頸癌是女性常見的惡性腫瘤。據國家腫瘤防控辦公室的統計資料顯示，2015年宮頸癌的發病率高居女性惡性腫瘤的第2位[1]。宮頸癌的精確診斷對于疾病的治療及改善患者的預后具有重要作用，但臨床常用的B超、CT以及傳統MRI在宮頸癌的診斷中常受到限制[2-5]。近年以動態增強掃描（DCE）及磁共振擴散加強成像（DWI）為代表的功能MRI技術迅速發展，有望為宮頸癌的診斷提供重要幫助。DCE是一種可準確評估組織、病灶內部血供的動態變化情況和微血管分布狀況的功能MRI技術，可揭示病灶的血流動力學特點，較為準確地評估病灶內血管的生成狀態，且可通過觀察對比劑在腫瘤體內的動態分布過程，得出腫瘤血管的滲透率及灌注信息[6]。DWI是目前唯一能夠檢測活體組織內水分子擴散情況的影像學檢查手段，可間接反映組織水平的微觀結構特點及變化[7]。DCE及DWI在多種惡性腫瘤包括宮頸癌的診療中發揮了重要作用[8-12]。目前在宮頸癌的診斷中尚未見有對2種MRI方法的比較研究。為此，本研究比較3.0T功能MRI DCE及DWI對宮頸癌的診斷價值，旨在為臨床診療提供影像學參考依據。

對象與方法

一、研究對象

收集2013年3月至2016年3月在我院因有可疑宮頸惡性病變或盆腔非宮頸病變需要進行盆腔MRI的81例患者臨床資料，患者年齡23～74歲、中位年齡47歲，經病理檢查證實為宮頸癌29例、宮頸肌瘤25例、正常27例。29例宮頸癌患者中，高分化10例、中分化11例、低分化8例。入組患者近3個月內均未接受過放射治療、化學治療或雌激素治療，且無MRI檢查禁忌證。本研究經醫院醫學倫理委員會批準，所有患者在MRI檢查前已簽署知情同意書。

二、MRI檢查及圖像處理

采用Siemens Magnetom Verio 3.0T 磁共振掃描儀進行掃描。先行MRI常規掃描，常規掃描序列：軸位T1加權成像（T1WI）層厚 4 mm、脈沖重復時間700 ms、脈沖回波時間 11 ms、層數24、視野230 mm，T2加權成像（T2WI）層厚4 mm、重復時間 5 000 ms、回波時間 93 ms、視野 230 mm，矢狀位T2WI（掃描參數同上），冠狀壓脂T2WI 層厚4 mm、重復時間4 500 ms、回波時間 85 ms、層數 20、視野240 mm。DCE-MRI在注射造影劑前行校正T1 容積內插體部（VIBE） 橫斷位掃描：視野260 mm×260 mm、層厚 3.6 mm、重復時間 5.08 ms、回波時間 1.74 ms、平均8次，矩陣138×192、體積元素1.9 mm×1.4 mm×3.6 mm、層厚3.6 mm、層間距 3.6 mm×20%，使用翻轉角2°、15°序列用于計算T1值。然后開始注射造影劑扎噴酸葡胺，總量 0.1 mmol/kg，注射速率 2.0 ml/s，其后用相同速率注射 20 ml 生理鹽水。以翻轉角15 °的VIBE序列掃描 35 期，總時間5 min 26 s，每期掃描9.3 s。

由2名具放射專科10年工作經驗的副主任醫師采用雙盲法完成數據處理與分析。將MRI平掃小翻轉角T1數據（2°和15°）及動態增強35組數據導入Siemens專用工作站的4D-tissue軟件。隨后依次進行運動校正、圖像匹配、手動勾畫病變感興趣區（ROI）、將ROI所得出時間-信號強度曲線（TIC）進行分型及評價。DCE-MRI參數定量分析和數據評估使用Tofts的藥物代謝動力學模型，定量參數包括容量轉換常數（Ktrans）、速率常數（Kep）及血管外細胞外間隙容積（Ve），半定量參數為時間-濃度曲線下初始面積（iAUC），每例病灶測量3次，結果取平均值。DWI容積ROI選取及基本要求：在未知患者臨床診斷分期的前提下，在表觀擴散系數（ADC）圖上進行病變容積ROI勾畫，結合常規 T1WI、T2WI和T1WI 增強圖像， 在動態增強圖像上手動設置 ROI，在設置 ROI時盡量避免壞死、出血、囊變與周圍正常血管的區域，每個病灶重復測量3次，取平均值為ADC。

三、統計學處理

所得數據采用SPSS 17.0分析。定量數據經Kolmogorov-Smirnov檢驗均符合正態分布，以表示，多組比較采用方差分析，兩兩比較行LSD-t檢驗。使用MedCalc繪制受試者工作特征曲線（ROC），評價DCE各參數對宮頸癌的診斷效能，找出DCE各參數中對宮頸癌診斷效能最高的參數，計算該參數和ADC值診斷宮頸癌的ROC曲線下面積（AUC），比較兩者的ROC AUC。P < 0.05為差異有統計學意義。

結果

一、宮頸癌、子宮肌瘤以及正常組織的Ktrans、Kep、Ve、iAUC、ADC值分析

與子宮肌瘤及正常子宮相比，宮頸癌具有更高的Ktrans、Kep、Ve、iAUC值及更低的ADC值（P均< 0.05）;與正常子宮相比，子宮肌瘤的Krans、iAUC值較高，ADC值較低（P均< 0.05），2者間Kep、Ve值比較差異均無統計學意義（P均> 0.05），見表1。

二、DCE不同參數及DWI的ADC值對宮頸癌診斷效能評估

DCE-MRI不同參數診斷宮頸癌的ROC AUC分別為：Ktrans值0.836、Kep值0.742、Ve值0.663、iAUC值0.698，其中Ktrans值的ROC AUC最大。DWI的ADC值診斷宮頸癌的ROC AUC為0.970。ADC值診斷宮頸癌的ROC AUC大于Ktrans值（Z = 8.262，P < 0.001），見圖1。

討論

宮頸癌腫瘤供血血管及微血管在結構和功能上存在變異，因此可使用功能MRI進行診斷。同時，功能MRI如DCE及DWI具有無創及多參數檢測的優點，可提供腫瘤病灶多參數的半定量數據，具有獨特的診斷優勢[13-14]。DCE的定量分析以藥代動力學模型（本研究采用Tofts模型）為基礎，通過量化分析參數如Ktrans、Kep、Ve及iAUC進行分析。Tofts模型是目前被廣泛應用于臨床的開放雙室藥代動力學模型，表現了對比劑在組織間隙和血液之間交換的動力學過程[15]。在這一模型中，血漿為第一室，血管外細胞外間隙為第二室。靜脈注射對比劑扎噴酸葡胺后，其在血管腔內和血管外細胞外間隙是雙向對流的，因此可在這2個方向上進行線性交換，并通過相應的功能MRI對這一過程進行定性及半定量分析[16]。

國內外學者既往已進行了DCE在婦科惡性腫瘤中的應用，并詳細分析了各種參數的不同變化。Dappa等[17]詳細分析了功能MRI在宮頸癌診療中的價值，并提出DCE對宮頸癌的診斷、鑒別診斷及腫瘤分級具有重要價值。朱志軍等[18]研究顯示，宮頸癌組Ktrans、Kep、Ve值較其正常組明顯升高，宮頸癌組的微血管通透性指標同時增高。上述研究結果表明，DCE-MRI半定量參數在婦科惡性腫瘤的診斷中具有較高的臨床應用價值。本研究顯示，宮頸癌Ktrans、Kep、Ve、iAUC值均高于子宮肌瘤及正常子宮，這可能與腫瘤的病理生理學以及生物學特性有關：腫瘤新生血管明顯增多，細胞代謝旺盛，微血管的密度增加、內皮細胞的生長不完整、細胞周圍的間隙松散導致了血管通透性增高，增強掃描注入造影劑后，造影劑交換加快，體現為高灌注;宮頸良性腫瘤如子宮肌瘤其本身微血管并不豐富，往往僅有少數來自鄰近的動脈供應肌瘤;正常子宮肌層組織新生血管較少，血流灌注相對較低，血管內皮生長完整。因此，使用MRI對比劑時宮頸癌與子宮肌瘤及正常子宮在灌注上存在差異，其對比劑交換較慢。由此表明，DCE可顯示出正常子宮及子宮頸良惡性疾病的不同變化。

DWI序列中ADC值與腫瘤組織細胞密度具有很好的相關性。宮頸癌具有特殊的病理特征，如繁殖旺盛、間隙較小、數目較多、細胞間排列緊密、細胞外水分子相對彌散受限，同時細胞異型性增高、核漿比例增高，細胞內水分子也會彌散受限，高細胞密度使腫瘤細胞外容枳減少，蛋白質等大分子物質對水分子的吸附作用也加強，再加上細胞生物膜的限制，惡性腫瘤內水分子擴散受限，ADC降低。生長迅速的惡性腫瘤其中心區域易缺血、缺氧而壞死，而組織邊緣區域血供豐富，生長分數較高，細胞密度較腫瘤中心高，ADC值應較腫瘤中心區域小。Chen等[19]研究了20例正常宮頸和33例宮頸癌組織的ADC值，發現腫瘤組織的ADC值低于正常宮頸組織，當ADC為1.359×10-3時靈敏度和特異度分別為100%和84.8%。本研究顯示，宮頸癌ADC值低于子宮肌瘤及正常子宮，子宮肌瘤ADC值低于正常子宮，這與既往研究大致相符。DWI空間分辨率較差，結合T2WI能很好地鑒別出宮頸癌，為臨床治療提供依據。

既往功能MRI在宮頸癌病變的檢查多為聯合多種參數進行定性及定量分析。本研究應用了DCE與DWI定量分析宮頸癌，在此基礎上得出各定量參數Ktrans、Kep、Ve、iAUC值較子宮肌瘤及正常子宮高，ADC值較子宮肌瘤及正常子宮降低。進一步ROC曲線分析顯示，DCE中Ktrans值的ROC AUC最大，DWI的ADC值診斷宮頸癌的ROC AUC大于DCE的Ktrans值，說明DWI的ADC值相比DCE的Krans值對宮頸癌具有更高的診斷效能。然而，本研究樣本量小且未對宮頸癌進行分期、分級，日后我們將在后續研究中對研究對象進行更詳盡的分層，以獲得更為精準的研究數據，為宮頸癌的精準診斷提供更為完美的功能MRI參數。

參 考 文 獻

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（收稿日期：2019-05-14）

（本文編輯：林燕薇）