基于DCE-MRI建立高分化子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤的診斷模型研究

陳德全，官彬，馮鵑，蔣明宏

重慶市合川區(qū)人民醫(yī)院 放射科，重慶 401520

引言

標準手術(shù)治療能夠顯著提高子宮內(nèi)膜癌患者預后，但全子宮切除會使患者喪失生育能力[1]。受發(fā)病率低齡化和育齡推遲影響，越來越多子宮內(nèi)膜癌患者在治療時有保育愿望或需求。目前國外指南推薦對病灶無肌層浸潤的高分化子宮內(nèi)膜癌可以考慮保育治療[2]，如何在術(shù)前準確評估肌層浸潤情況對手術(shù)方案制定具有顯著影響，同時肌層浸潤深度也是影響子宮內(nèi)膜癌患者預后的一種關(guān)鍵獨立危險因素[3]。常規(guī)磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）在形態(tài)解剖學成像方面仍存在不足，對肌層浸潤情況的評估會受到混雜因素干擾[4]。擴散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）以及動態(tài)增強磁共振成像（Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging，DCE-MRI）屬于MRI檢查的兩種關(guān)鍵功能成像技術(shù)，可以有效反映分子擴散、組織血流狀況，因此在反映子宮內(nèi)膜癌增生、血流灌注、肌層浸潤情況方面更具優(yōu)勢[5]。本研究通過對比研究探討DWI、DCE-MRI定量參數(shù)在評估高分化子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤方面的診斷價值，以期為更準確評估子宮內(nèi)膜癌術(shù)前臨床分期以及肌層浸潤深度提供參考。

1 材料與方法

1.1 基本資料

回顧性分析2017年6月至2020年12月我院收治的經(jīng)術(shù)后病理檢查確診為子宮內(nèi)膜腺癌的126例患者的臨床資料，經(jīng)排除標準排除38例，最后共納入符合標準患者88例。根據(jù)術(shù)后病理檢查中腫瘤浸潤肌層的最深程度結(jié)果以及國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟手術(shù)病理分期標準，88例患者被分為無肌層浸潤組36例、淺肌層浸潤組（肌層浸潤程度<50%）28例以及深肌層浸潤組（肌層浸潤程度不低于50%）24例。88例患者的年齡為32～45歲，平均年齡（37.26±2.12）歲，臨床癥狀主要包括無痛性陰道不規(guī)則流血。

納入標準：① 所有患者術(shù)前28天內(nèi)均已行術(shù)前常規(guī)MRI、DWI、DCE-MRI檢查；② 所有患者接受檢查前均未接受放化療等相關(guān)治療；③ 無既往子宮或?qū)m腔手術(shù)操作史；④ 術(shù)后病理檢查結(jié)果證實為高分化子宮內(nèi)膜腺癌；⑤ 患者年齡不超過45歲且未絕經(jīng)。

排除標準：① 合并MRI檢查禁忌證者或?qū)υ煊皩Ρ葎┊a(chǎn)生過敏癥狀或存在過敏史者；② 檢查時發(fā)現(xiàn)存在盆腔金屬偽影干擾者；③ 病灶過?。ㄖ睆讲蛔? cm）導致感興趣區(qū)域（Region of Interest，ROI）勾畫受影響者；④ MRI成像的圖像質(zhì)量過低導致無法準確觀察和測量者；⑤ 合并其他惡性腫瘤者。

1.2 MRI、DWI、DCE-MRI檢查方法

1.2.1 MRI檢查

患者取臥位，采用MR掃描儀（西門子Magnetom Verio 3.0T）對其進行MRI檢查。掃描參數(shù)如下：T1WI：TR 560 ms，TE 6.8 ms；T2WI：TR 3460 ms，TE 85.6 ms，層厚5 mm，層間隔0.3 mm，視野38 cm×38 cm，矩陣256×384。

1.2.2 軸位DWI

TR 4000 ms，TE 60.3 ms，視野400 mm，矩陣120×120，層厚5 mm，共激勵12次，b值取0和700 s/mm2。矩陣130×96，視野38 cm×38 cm。

1.2.3 DCE-MRI

設(shè)置TR 4.4 ms，TE 0.9 ms，層厚4 mm，視野38 cm×38 cm，矩陣256×384；在注射對比劑之間首先完成每位患者的3°、6°、9°、12°、15°等方向翻轉(zhuǎn)角的掃描并獲取T1 mapping參數(shù)；然后在12°翻轉(zhuǎn)角位置進行動態(tài)DCE-MRI掃描，注射的對比劑為二乙烯三胺戊乙酸釓，劑量控制為每kg體重注射0.1 mmol對比劑，并控制注射流速為2.0 mL/s，對比劑注射時間為第2個時相掃描開始時刻，然后按照上述流速注入生理鹽水20 mL；掃描總時間為320 s，掃描總時相為40個。

1.3 圖像處理

MRI掃描檢查完成后由3名有5年及以上核磁共振成像工作經(jīng)驗的影像科主任醫(yī)師或副主任醫(yī)師閱片并進行圖像測量及處理，每位患者均安排3位不同醫(yī)師進行測量，采用Syngo圖像處理工作站對所有DWI原始圖像進行處理，參照軸位T2WI勾畫出子宮內(nèi)膜癌病灶的最大層面ROI，該過程注意盡量避免涉及腫瘤液化、壞死或出血區(qū)域，取三次測量的表觀擴散系數(shù)（Apparent Diffusion Coefficient，ADC）平均值作為最后結(jié)果。

采用Omni-Kinetics軟件處理DCE-MRI圖像，構(gòu)建模型后獲得DCE-MRI的定量參數(shù)體積轉(zhuǎn)運常數(shù)（Ktrans）、速率轉(zhuǎn)運常數(shù)（Kep）及體積分數(shù)（Ve）的偽彩圖；以軸位作為主要測量平面并根據(jù)動態(tài)增強圖像在腫瘤病灶強化最顯著區(qū)域勾畫ROI，該過程注意盡量避免涉及腫瘤液化、壞死或出血區(qū)域，取每個參數(shù)3次測量值的平均值。

1.4 統(tǒng)計學分析

2 結(jié)果

2.1 各組ADC值及DCE-MRI參數(shù)比較

深肌層浸潤組患者ADC值低于無肌層及淺肌層浸潤組（P<0.05），但無肌層浸潤組與淺肌層浸潤組ADC值無統(tǒng)計學差異（P>0.05）；三組患者DCE-MRI參數(shù)（Ktrans、Kep、Ve）之間差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），均為深肌層浸潤組參數(shù)值最高，無肌層浸潤組參數(shù)值最低，見表1。子宮內(nèi)膜腺癌淺肌層浸潤組和無肌層浸潤組典型MRI圖如圖1～2所示。

圖1 子宮內(nèi)膜腺癌淺肌層浸潤MRI圖

表1 各組ADC值及DCE-MRI參數(shù)比較（±s）

表1 各組ADC值及DCE-MRI參數(shù)比較（±s）

注：與無肌層浸潤組比較，aP<0.05；與淺肌層浸潤組比較，bP<0.05。

組別 例數(shù) ADC值/ (×10-3 mm2/s)Ktrans/ (min-1)/ (min-1) Ve Kep無肌層浸潤 36 0.43±0.13淺肌層浸潤 28 0.71±0.21 0.36±0.12 0.81±0.24 0.68±0.18 0.55±0.14a 0.94±0.26a 0.58±0.17a 0.69±0.20ab F值 - 6.719 43.484 5.716 18.801 P值 - 0.002 <0.001 0.005 <0.001深肌層浸潤 24 0.54±0.13ab 0.72±0.19ab 1.05±0.29ab

圖2 子宮內(nèi)膜腺癌無肌層浸潤MRI圖

2.2 ADC值及DCE-MRI參數(shù)診斷結(jié)果

根據(jù)ADC值及DCE-MRI參數(shù)診斷結(jié)果以及與病理檢查結(jié)果對應情況如表2所示。

表2 根據(jù)ADC值及DCE-MRI參數(shù)診斷病例數(shù)結(jié)果（n）

2.3 聯(lián)合診斷模型建立

分別以是否發(fā)生子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤為因變量，賦值發(fā)生 =1，未發(fā)生 =0，DCE-MRI參數(shù)（Ktrans、Kep、Ve）為自變量，進行Logistic回歸擬合，得到回歸方程為Logit (P)=1.847+0.847Ktrans+0.789Kep+0.612Ve，進一步以回歸方程中概率值P擬合聯(lián)合診斷模型，見表3。

表3 DCE-MRI參數(shù)單項及聯(lián)合檢測高分化子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤診斷模型

2.4 DCE-MRI各參數(shù)單獨和聯(lián)合診斷的模型靈敏度、特異度比較

ADC值以0.61×10-3mm2/s為診斷截斷值時，診斷高分化子宮內(nèi)膜腺癌有無肌層浸潤靈敏度為46.15%，特異度為 88.89%，ROC 曲線下面積為 0.657（95%CI：0.556～0.758）；Ktrans以0.45/min為診斷截斷值時，靈敏度為80.77%，特異 度 為 83.33%，ROC曲 線 下 面 積 為 0.875（95%CI：0.808～0.943）； Kep以0.89/min為診斷截斷值時，靈敏度為73.08%，特異度為80.56%，ROC曲線下面積為0.784（95%CI：0.703～0.864）；Ve以0.52為診斷截斷值時，靈敏度為76.92%，特異度為72.22%，ROC曲線下面積為0.681（95%CI：0.577～0.785）；Ktrans+ Kep+Ve聯(lián)合診斷的靈敏度為90.38%顯著高于單項檢測的靈敏度（P<0.05），特異度為77.78%，約登指數(shù)為0.682，ROC曲線下面積為0.918（95%CI：0.872～0.964），顯著高于ADC值和 DCE-MRI參數(shù)各單項檢測（P<0.05），診斷效能最佳，見表4。

表4 DCE-MRI各參數(shù)單獨和聯(lián)合診斷模型靈敏度、特異度比較

3 討論與總結(jié)

目前臨床上治療子宮內(nèi)膜癌的主要方法為手術(shù)切除輔以放化療，而術(shù)前腫瘤分期、病理分級以及細胞學類型等均對治療方案的選擇至關(guān)重要，因此對該疾病進行全面和準確的評估顯得尤為關(guān)鍵[6-7]。以往臨床上常應用的宮腔鏡活檢以及分段刮診等手段可以有效確診子宮內(nèi)膜癌，但無法準確提供腫瘤浸潤深度等信息，且對于小病灶容易漏診[8]。MRI作為目前廣泛應用的一種影像學檢查手段，可以進行多方位、多參數(shù)成像，且對軟組織分辨率極高，因此可以完整顯現(xiàn)子宮內(nèi)膜病灶范圍、大小以及肌層浸潤情況。特別是近年來MRI技術(shù)不斷發(fā)展，DWI、DCE-MRI等功能MRI在子宮內(nèi)膜癌中的應用與日俱增，有效彌補了常規(guī)MRI單純從解剖形態(tài)學方面評估子宮內(nèi)膜癌肌層浸潤深度的不足[9]。

一般子宮內(nèi)膜癌浸潤越深，腫瘤的分級程度越高，細胞分化程度越差，細胞增殖能力越強，直接導致了腫瘤細胞的密度增大及細胞外間隙的縮小，MRI檢查表現(xiàn)為水分子擴散運動受限、ADC值下降[10]。但其他多種因素也會對活體組織MRI檢查的ADC值造成影響，比如細胞形態(tài)、細胞密度、細胞內(nèi)外空間比例以及外空間紆曲度均可能導致ADC值下降，進而影響單獨應用ADC值診斷子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤深度的靈敏度和特異性。本文研究結(jié)果顯示子宮內(nèi)膜癌深肌層浸潤組的ADC值明顯低于無肌層浸潤組及淺肌層浸潤組，但無肌層浸潤組與淺肌層浸潤組ADC值無明顯差異。陳基明等[11]研究顯示子宮內(nèi)膜癌深肌層浸潤組的ADC值稍低于無肌層浸潤組和淺肌層浸潤組，但差異不具有統(tǒng)計學意義；但劉佳等[12]的研究反映ADC值與子宮內(nèi)膜癌肌層浸潤程度之間存在顯著相關(guān)性，且認為ADC值在診斷子宮內(nèi)膜癌浸潤程度上具有較高的診斷價值。不同研究結(jié)果之間存在差異可能與設(shè)備因素如MRI掃描設(shè)備、設(shè)置的掃描參數(shù)、ROI范圍的選取以及腫瘤因素（腫瘤分期和病理分級等）有關(guān)；另外，MRI數(shù)據(jù)處理時選擇單一層面ROI分析、腫瘤異質(zhì)性差異以及合并較為復雜的病理變化如組織水腫或壞死等均可能對ADC值產(chǎn)生影響[13]。本研究ROC曲線分析結(jié)果顯示ADC值以0.61×10-3mm2/s為診斷截斷值時，診斷高分化子宮內(nèi)膜腺癌有無肌層浸潤的靈敏度為46.15%，特異度為88.89%，ROC曲線下面積為0.657（95%CI：0.556～0.758），見圖3。提示單獨應用ADC值診斷效能不高，主要與ADC值無法有效區(qū)分無肌層浸潤和淺肌層浸潤進而影響檢測的靈敏度有關(guān)，與上述分析一致。

圖3 DCE-MRI各參數(shù)單獨和聯(lián)合診斷模型ROC曲線分析圖

定量DCE-MRI可以有效反映腫瘤病灶組織的微血管生成情況以及血流灌注水平。一般情況下，腫瘤惡性程度越大，腫瘤對周圍組織的侵犯程度越高，腫瘤組織的新生血管越密集且血管通透性越高。腫瘤組織對比劑的回流和漏出比例增加，表現(xiàn)為DCE-MRI的相關(guān)灌注參數(shù)值升高[14]。本文研究結(jié)果顯示三組患者間在DCE-MRI參數(shù)（Ktrans、Kep、Ve）上差異均有統(tǒng)計學意義，均為深肌層浸潤組參數(shù)值最高，無肌層浸潤組參數(shù)值最低，提示DCEMRI定量參數(shù)在不同子宮內(nèi)膜腺癌浸潤深度方面具有顯著差異，與張禹等[15]的研究結(jié)果一致。且相比DCE-MRI各參數(shù)單獨診斷，Ktrans+ Kep+Ve聯(lián)合診斷的靈敏度（90.38%）顯著高于單項檢測的靈敏度，特異度為77.78%，約登指數(shù)為 0.682；ROC曲線下面積為 0.918（95%CI：0.872～0.964），具有最高的診斷效能?？赡苁怯捎趩为殤肈CE-MRI各參數(shù)檢查是否存在子宮內(nèi)膜癌肌層浸潤時，ROI定義以及腫瘤組織血供和腫瘤微環(huán)境的復雜性會對各參數(shù)值大小產(chǎn)生影響，進而出現(xiàn)較高的假陽性或假陰性結(jié)果，而采用聯(lián)合檢查則可以彌補上述單一參數(shù)診斷存在的不足，可顯著增加診斷的靈敏性并保持一定特異性，進而提高診斷效能[16]。但由于本研究納入的病例數(shù)較少并屬于回顧性研究，該結(jié)論需要在后續(xù)大樣本臨床研究中進行進一步驗證，且本文未對腫瘤病理分級與DCE-MRI定量參數(shù)之間的關(guān)系進行深入研究，這將成為本研究后續(xù)探討的方向之一。

綜上所述，DCE-MRI定量參數(shù)相較于DWI參數(shù)ADC值預測高分化子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤的價值更高，且基于DCE-MRI定量參數(shù)（Ktrans、Kep、Ve）建立的聯(lián)合診斷模型對評估子宮內(nèi)膜腺癌肌層浸潤情況更有價值。