擴散加權成像興趣區選擇在宮頸癌分化程度、淋巴結轉移及脈管受侵中的對比研究

王月波，廖宗慧，李杭

宮頸癌是全球女性最常見的惡性腫瘤之一，也是20～39歲年輕女性癌癥死亡的第二大原因［1］。其治療方案的選擇及預后與術前分期及腫瘤分化程度密切相關。磁共振擴散加權成像（diffusion weighted image，DWI）中的表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）已被證實可以作為宮頸癌術前分化程度、淋巴結轉移及脈管受侵的有效檢測手段［2-3］。ADC值的穩定性和重復性受測試者、b值以及興趣區（regional of interest，ROI）的選擇方法等多方面的影響。不同ROI的選擇對于ADC值的測量結果影響較大。本文就3種ROI法（最大面積ROI、小ROI、容積ROI）測得的3種ADC值（平均值、最大值-最小值、最小值）的一致性進行分析，旨在評估3種ROI法的3種ADC值在鑒別宮頸癌術前分化程度、淋巴結轉移及脈管受侵中的應用價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象回顧性分析2016年10月—2019年11月四川省人民醫院術后經病理組織學檢查確診為宮頸癌的40例患者資料。納入標準：（1）MRI檢查前均未行手術及放化療等治療。（2）患者均行MRI平掃及DWI檢查。排除標準：（1）病灶過小，DWI及ADC圖上肉眼未見明顯信號異常。（2）圖像質量差，無法進行測量。對比術后病理結果，40例宮頸癌患者中高分化3例、中分化25例、低分化（低分化組）12例。因高分化病例較少，將中高分化合并為一組（高中分化組）進行研究；40例患者中有淋巴結轉移（轉移組）11例、無轉移（非轉移組）29例；脈管受累陽性9例、陰性31例。

1.2 檢查方法采用西門子1.5 T超導高場強MRI設備（AVANTO，Siemens）和8通道體部相陣控線圈。掃描序列包括常規MRI序列（T1WI、T2WI）、DWI橫斷面T1WI序列，參數如下：TR=170 ms，TE=2.32 ms，層厚=6.5 mm，FOV=350 mm×350 mm，矩陣=182×320。矢狀面T2WI序列參數：TR=5 340 ms，TE=73 ms，層厚=3.0 mm，FOV=210 mm×210 mm，矩陣=192×320。DWI序列參數（b=800 s/mm2）：TR=5 300 ms，TE=70.0 ms，層厚=6.5 mm，FOV=306 mm×260 mm，矩陣=144×93。

1.3 影像分析和處理由2名有經驗的腹部影像診斷醫師在未知病理結果及淋巴結、脈管受累的情況下，在后處理工作站分別對全部影像進行測量及分析。2名醫師在此過程中意見不一致時經商討決定。對照薄層橫斷及矢狀面T2WI影像，在DWI上找出病灶范圍，并在ADC圖上分別用3種ROI方法進行ADC值的測量，分別得到平均ADC值、最小ADC值及最大ADC與最小ADC的差值（大-小ADC值）。

最大面積ROI法：在病灶的最大層面沿著病灶內緣勾畫ROI，盡量避開病灶外緣的正常組織，測量3種ADC值。小ROI法：在病灶的最大層面分別勾畫2個小圓形，ROI大小10～20 mm2。參照T2WI及T1WI增強影像，盡量避開腫瘤內部信號不均勻區，分別測量2個小圓形的3種ADC值，并取平均值。容積ROI法：在病灶的所有層面沿著其內緣進行ROI的勾畫，各個層面的值進行簡單均數計算，得到平均最小ADC值、平均ADC值及平均大-小ADC值（圖1）。取2位診斷醫師的平均測量值作為最終測量結果，用于評估宮頸癌術前分化程度、淋巴結及脈管受累情況。

1.4 統計學方法采用SPSS 19.0統計軟件進行分析。用SW檢驗對計量資料進行正態性檢驗，符合正態分布計量資料用x±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，非正態分布的計量資料用M（P25，P75）表示，組間比較采用秩和檢驗。運用受試者工作特征（ROC）曲線對差異有統計學意義的參數進行分析，計算其評估宮頸癌分化程度、淋巴結轉移和脈管受累的最佳臨界值、曲線下面積（AUC）值和診斷性能。3種ROI法測得3種參數的一致性檢驗采用組內相關系數（ICC）分析，ICC=0表示不可信，ICC＜0.4表示信度較差，ICC＞0.75表示信度良好，ICC=1表示完全可信。P＜0.05為差異有統計學意義。

Fig.1 ADC measurement methods for cervical cancer圖1 宮頸癌ADC值測量方法

2 結果

2.1 患者基本情況40例宮頸癌患者年齡27～71歲，平均（49.18±9.69）歲，病理分級為國際婦產科聯盟（FIGO）ⅠB～ⅡA，其中ⅠB1期18例、ⅠB2期2例、ⅡA期20例。病灶平均最大徑為2.50（2.08，3.88）cm，其中ⅠB1期病灶平均最大徑為2.40（2.00，2.50）cm，2例ⅠB2期病灶最大徑均為5 cm，ⅡA期病灶平均最大徑為3.00（2.50，4.00）cm。

2.2 3種ROI法測得ADC值的一致性3種ROI法測得ADC值的一致性較好。容積ROI法測得ADC值的一致性最好，見表1。

Tab.1 The repeatability results of ADC values obtained by three methods of ROI表1 3種ROI法測得ADC值的一致性結果 （n=40）

2.3 3種ROI法評估宮頸癌分化程度的價值 高中分化組、低分化組最大面積ROI法和容積ROI法中平均ADC值比較差異有統計學意義（均P＜0.01）。容積ROI的平均ADC值區分宮頸癌高中分化、低分化的敏感度及特異度較高，見表2、3，圖2。

Tab.2 Comparison of ADC values measured by three methods of ROI in the differentiation degree of cervical cancer表2 宮頸癌不同分化程度采用3種ROI法測得的ADC值比較（×10-3 mm2/s，±s）

Tab.2 Comparison of ADC values measured by three methods of ROI in the differentiation degree of cervical cancer表2 宮頸癌不同分化程度采用3種ROI法測得的ADC值比較（×10-3 mm2/s，±s）

＊＊P＜0.01

組別高中分化低分化t或Z n 最大面積ROI 28 12平均值0.76±0.11 0.65±0.06 4.006＊＊大-小值0.41（0.33，0.55）0.44（0.28，0.51）0.649最小值0.59±0.14 0.66±0.21 1.227組別高中分化低分化t或Z容積ROI平均值0.72±0.12 0.58±0.07 5.030＊＊大-小值0.47±0.18 0.41±0.12 0.980最小值0.56（0.44，0.69）0.56（0.40，0.66）0.207組別高中分化低分化t或Z小ROI平均值0.77±0.13 0.79±0.17 0.337大-小值0.27（0.21，0.37）0.30（0.24，0.39）0.857最小值0.65±0.15 0.65±0.17 0.051

Tab.3 The diagnostic value of ADC values measured by two methods of ROI in the differentiation degree of cervical cancer表3 2種ROI法測得ADC值對宮頸癌分化程度的診斷價值

2.4 3種ROI法測得的ADC值評估淋巴結轉移的價值3種ROI測量方法中，淋巴結非轉移組、轉移組容積ROI法測得的平均ADC值及小ROI法大-小值比較差異有統計學意義（P＜0.05或P＜0.01）。容積ROI法的平均ADC值評估淋巴結轉移的敏感度及特異度較高，見表4、5，圖3。

2.5 3種ROI法測得ADC值評估脈管癌栓的價值有、無脈管癌栓者最大面積ROI法測得的最小值，容積ROI法測得的平均ADC值、最小值，小ROI法測得的平均ADC值、最小值比較差異有統計學意義（P＜0.05或P＜0.01）。容積ROI法的最小值評估脈管癌栓的敏感度及特異度較高，見表6、7，圖4。

Fig.2 The ROC curves obtained by area ROI method and volume ROI method to differentiate cervical cancer圖2 最大面積ROI法及容積ROI法測得ADC值區分宮頸癌分化程度的ROC曲線

Fig.3 The ROC curve of cervical cancer lymph node metastasis predicted by ADC values measured by volume ROI method and small ROI method圖3 容積ROI法及小ROI法測得ADC值預測宮頸癌淋巴結轉移的ROC曲線

Tab.4 The comparison of ADC values measured by three methods of ROI with or without lymph node metastasis of cervical cancer表4 宮頸癌有無淋巴結轉移采用3種ROI法測得的ADC值比較（×10-3 mm2/s，±s）

Tab.4 The comparison of ADC values measured by three methods of ROI with or without lymph node metastasis of cervical cancer表4 宮頸癌有無淋巴結轉移采用3種ROI法測得的ADC值比較（×10-3 mm2/s，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01

組別非轉移組轉移組t或Z n 最大面積ROI 29 11平均值0.74±0.11 0.69±0.09 1.239大-小值0.37（0.30，0.50）0.45（0.41，0.61）1.318最小值0.62±0.18 0.56±0.11 1.040組別非轉移組轉移組t或Z容積ROI平均值0.71±0.12 0.59±0.81 3.718＊＊大-小值0.43±0.15 0.49±0.20 0.941最小值0.59（0.41，0.72）0.54（0.48，0.58）0.803組別非轉移組轉移組t或Z小ROI平均值0.79±0.15 0.76±0.12 0.609大-小值0.30（0.24，0.41）0.21（0.15，0.27）2.426＊最小值0.66±0.17 0.66±0.12 0.133

Tab.5 The value of ADC values measured by two methods of ROI to distinguish lymph node metastasis表5 2種ROI法測得ADC值區分有無淋巴結轉移的價值

Tab.7 The value of ADC values measured by three methods of ROI in the differentiation of the lymphovascular invasion表7 3種ROI法測得ADC值在區分有無脈管癌栓中的價值

Tab.6 The comparison of ADC values measured by three methods of ROI for cervical cancer with or without lymphovascular invasion表6 宮頸癌有無脈管癌栓采用3種ROI法測得的ADC值比較 （×10-3 mm2/s，±s）

Tab.6 The comparison of ADC values measured by three methods of ROI for cervical cancer with or without lymphovascular invasion表6 宮頸癌有無脈管癌栓采用3種ROI法測得的ADC值比較 （×10-3 mm2/s，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01

組別陰性陽性t或Z n 最大面積ROI 31 9平均值0.74±0.12 0.69±0.06 1.850大-小值0.39（0.29，0.53）0.46（0.38，0.52）1.182最小值0.64±0.18 0.51±0.08 2.116＊組別陰性陽性t或Z容積ROI平均值0.70±0.13 0.60±0.07 3.064＊＊大-小值0.41（0.29，0.51）0.49（0.42，0.64）1.798最小值0.61（0.52，0.71）0.38（0.34，0.47）3.709＊＊組別陰性陽性t或Z小ROI平均值0.81±0.14 0.68±0.08 2.598＊大-小值0.28（0.21，0.35）0.27（0.22，0.39）0.130最小值0.69±0.15 0.54±0.10 2.840＊＊

3 討論

3.1 研究背景宮頸癌基質浸潤深度、宮旁組織侵犯、淋巴血管受累及淋巴結轉移是影響宮頸癌預后的重要因素［4-5］。早期宮頸癌不伴淋巴結轉移5年生存率為90%，伴有淋巴結轉移僅為65%［6］。伴有淋巴管血管受侵者治療后具有較高的遠處轉移風險及局部復發率［7］。根據2014年FIGO指南，Ⅰb1～ⅡA期的腫瘤需行全子宮切除術及盆腔淋巴結清除術；ⅡB及以上腫瘤均應先行放化療或新輔助化療，再行子宮切除及淋巴清除術；對于Ⅰb1～ⅡA期的早期腫瘤，若有淋巴結轉移或脈管受累，需先行常規放化療治療或先行淋巴結清掃，再行放化療治療。因此，早期評估淋巴結狀態及脈管受累對于治療方式的選擇至關重要，可以減少術后并發癥，改善患者預后。DWI的ADC值已被諸多研究證實可以用于術前無創評估腫瘤分期、淋巴結轉移及脈管受累［2-3］。而對于ROI及b值的選擇方式卻存在較大的爭議。大多ADC值的測量采用最大面積法或小ROI法［3,8］。容積ROI法由于包含腫瘤所有的信息，不易受腫瘤異質性的影響，推測最能真實反映腫瘤內部的特征。容積ROI法的價值已在子宮內膜癌中得到證實［9］。而其在宮頸癌中的研究較少。對于b值的選擇有的研究者選擇平均值［10］，有的選擇最小值［10-11］，有的選擇最大值-最小值［12］。基于此，本文分別從宮頸癌分化程度、淋巴結轉移及脈管受累的角度評價3種方法的應用價值。

Fig.4 The ROC curve of cervical cancer lymphovascular invasion predicted by ADC values measured by volume ROI method and small ROI method圖4 3種ROI法測得ADC值預測脈管受侵的ROC曲線

3.2 3種ROI法測量的不同ADC值的一致性分析ADC值測量的重復性主要受b值的選擇、ROI法的選擇及測試者之間差異等影響。目前公認測量宮頸癌ADC值在b值為800 s/mm2的圖像上進行。本文所有患者選用b=800 s/mm2進行掃描，ADC值測量采用2位研究者測得ADC值的平均值作為最后測量結果。3種ROI法測得的不同ADC值的一致性均較高，其中容積ROI法測得ADC值的一致性最高，因為容積ROI法包含了所有層面腫瘤的信號特點，反映了腫瘤不同區域的信號特征，測得數據更可靠，更能準確反映腫瘤的組織學特征。

3.3 3種ROI法測量的ADC值在分化程度中的應用價值ADC值與腫瘤細胞的密集程度或病理分級呈負相關：腫瘤細胞越密集，代表水分子運動越受限，ADC值越低；腫瘤分化程度越低，惡性程度越高，細胞異型性越大，細胞的間質占比失調，細胞間隙降低，導致水分子運動受限，ADC值越低［13］。本研究表明腫瘤分化程度越低，ADC值越低，借此可以較好地預測腫瘤分化程度，為臨床制定合理的治療方案，預測預后。本研究發現容積ROI法的平均ADC預測腫瘤的分化程度最有價值。容積ROI法包含腫瘤所有層面的ADC值，最能反映整個腫瘤的真實生物學行為，同最大面積ROI或小ROI法測得局部區域或一個層面的ADC值有所不同。最小ADC值代表了腫瘤細胞的密實程度，大-小ADC值反映了細胞的異質性［12］。而平均值全面反映了整個腫瘤細胞的微觀結構，與Mongula等［10］的研究相符。

3.4 3種ROI法測量的ADC值在淋巴結轉移中的應用價值淋巴結轉移雖然不在FIGO分期范圍內，但它卻是影響宮頸癌預后的一個重要的獨立因素［14］。常規MRI判斷淋巴結轉移主要根據大小判定，即淋巴結短徑大于1 cm則高度懷疑轉移。然而，轉移性淋巴結、增生性淋巴結及正常淋巴結在大小方面有重疊，并且很小的淋巴結發生微浸潤轉移的也不少見［15］。DWI因其可以反映腫瘤的細胞結構及組織病理學，可以作為鑒別良惡性淋巴結的可靠方式［16］。但通過ADC值及選取何種ADC值來預測淋巴結轉移方面的研究較少。本研究顯示，伴有淋巴結轉移的腫瘤的ADC值較無淋巴結轉移的ADC值低，容積ROI中的平均ADC值更能準確反映淋巴結轉移情況。推測原因為腫瘤惡性程度越高，發生淋巴結轉移的概率越大，其細胞核漿比失調，水分子運動受限，ADC值越低。同腫瘤分化程度原理一致，容積ROI法的平均ADC值更能全面準確反映腫瘤組織的微觀結構、腫瘤內部的異質性情況及腫瘤的生物學行為，與Mongula等［10］推薦使用平均ADC值來預測宮頸癌淋巴結轉移的研究結果一致。

3.5 3種ROI法測量的ADC值在脈管侵犯中的應用價值淋巴血管受侵因其影響腫瘤患者的預后和遠處轉移，在近幾年越來越受到關注。常規MRI或CT因其對微結構的顯示能力有限，不能預測淋巴管血管情況，而穿刺因其取樣的隨意性也不能提供可靠的信息。DWI能反映水分子的運動受限情況，其ADC值能夠提供可靠的定量信息。Mori等［17］證實了最小ADC值在預測乳腺癌發生脈管受累中的價值。目前僅有Yang等［11］發現最小ADC值在預測宮頸癌脈管受累具有重要價值。本研究發現容積ROI的最小ADC值對于預測宮頸癌脈管受累價值最大，與Yang等［11］的研究相符。而此項研究結果與預測腫瘤分化程度、淋巴結轉移所選ADC值有差異。分析原因為本研究容積ROI的平均ADC值與最小ADC值預測脈管受累AUC分別為0.756及0.910，其平均ADC值與最小ADC值均能較好預測淋巴血管受累，最小ADC值價值更大。原因可能為最小ADC值反映了腫瘤最密集部分，代表了其最活躍的增值區域，推測這些區域的腫瘤最易發生早期的微血管浸潤。

3.6 本研究的局限性首先樣本量偏小，高分化、淋巴結轉移及脈管受累的患者較少。其次，DWI空間分辨率較低，宮頸其他病變，如宮頸息肉在DWI上也呈高信號，與病灶若分界不清，會在一定程度上影響ROI的選擇及ADC值結果的準確性。

綜上所述，3種ROI法測得ADC值的重復性較好，其中容積ROI法重復性最好。容積ROI法測得的平均ADC值區分高中分化、低分化宮頸癌及是否有淋巴結轉移的價值較高，容積ROI法測得的最小ADC值預測有無脈管受累的價值較高。