MR波譜用于子宮惡性腫瘤進展

張艷玲,孫洪贊,武 科

(中國醫科大學附屬盛京醫院放射科,遼寧 沈陽 110004)

子宮惡性腫瘤發病率近年呈上升趨勢;早期明確診斷可改善預后[1],從代謝水平評估子宮腫瘤有助于早期診斷[2-3]。根據傳統MRI生成的水和脂質的空間分布圖不能反映組織代謝物改變[4]。MR波譜(MR spectroscopy, MRS)通過檢測不同代謝物含量而提供與疾病生理、病理相關的代謝信息,可用于早期診斷子宮惡性腫瘤。本文對MRS在子宮惡性腫瘤中的應用進展進行綜述。

1 MRS原理

MRS利用化學位移和自旋耦合現象測定人體代謝物分子成分,為目前唯一可無創檢測活體組織代謝物的影像學方法[5];可從含有磁性核如1H、31P等的化合物中獲得信號,尤以1H臨床應用最多。MRS可根據采集方式分為單體素MRS(single-voxel MRS, SVS)和多體素(multi-voxel MRS, MVS);前者較為常用,后者采集時間長,存在空間采樣限制,且波譜信號易受ROI外體素信號影響。常用SVS采集技術包括點分辨率波譜(point resolved spectroscopy, PRESS)和激勵回波采集模式(stimulated echo acquisition mode, STEAM)[6]。通常應用PRESS采集子宮MRS。

2 MRS用于子宮惡性腫瘤

2.1 子宮內膜癌 與健康子宮內膜相比,子宮內膜癌(endometrial cancer, EC)組織代謝失調;膽堿代謝激活所致腫瘤細胞內磷脂酰膽堿、甘油磷脂酰膽堿和含膽堿化合物水平升高與EC發生、發展相關[8],相關膽堿代謝參數升高提示子宮內膜腫瘤為惡性,膽堿/水可用于判斷良、惡性子宮內膜腫瘤、評估EC分型和淋巴結轉移及肌層浸潤。術前應用MRS有助于臨床診斷EC及進行鑒別診斷。ZHANG等[9]采用3.0T MR儀以PRESS采集1H-MRS,對比觀察38例EC及19例子宮內膜或黏膜下層良性病變,發現以膽堿/水鑒別EC與良性病變的曲線下面積(area under the curve, AUC)為0.82、約登指數為0.71,鑒別Ⅰ型(雌激素依賴)與Ⅱ型(非雌激素依賴)EC的AUC為0.83、約登指數為0.52。YTRE-HAUGE等[10]采用Siemens Avanto 1.5T MR儀以PRESS對77例EC患者采集局部1H-MRS,發現腫瘤組織的總膽堿/肌酸、總膽堿/水和總膽堿/噪聲均明顯高于周圍子宮肌層。ZHANG等[11]以3.0T PRESS 3D1H-MRS 觀察45例Ⅰ型EC,結果顯示發生淋巴結轉移的Ⅰ型EC的膽堿/水明顯高于無淋巴結轉移EC(AUC為0.75);侵犯子宮深層肌層Ⅰ型EC的膽堿/水明顯高于侵犯子宮淺表肌層EC(AUC為0.72)。子宮癌肉瘤是EC的一種高危組織類型,侵襲性強、預后差,臨床需要對其與其他類型EC相鑒別。TAKEUCHI等[12]采用3.0T MR儀以PRESS對12例子宮癌肉瘤和38例EC采集1H-MRS,發現前者膽堿含量顯著低于、而脂質水平高于后者。

體外MRS研究[8]結果顯示,高、低分化EC之間膽堿代謝水平不同,高分化EC膽堿水平低于低分化EC,但膽堿代謝水平與EC分期無關;體內MRS研究則發現膽堿/水及其異質性與EC分期呈正相關(r分別為0.39和0.54),且局部浸潤性病變膽堿/水顯著高于局限性病變[9];高膽堿水平與EC高危特征相關,總膽堿/水與EC組織學分期顯著相關[10];Ⅰ型EC組織學分期與膽堿/水呈正相關[11]。體內與體外MRS研究[8-11]結果有所不同的主要原因可能在于體內與體外環境不同,體外MRS檢測出的代謝物(如氨基酸)種類更多;且各項研究樣本量均相對較小,有待增加代謝物種類、擴大樣本量進一步觀察。

目前MRS尚無確定有效參數可用于評估EC預后。YTRE-HAUGE等[10]回顧性分析77例雙側輸卵管-卵巢切除術或全子宮切除術后EC患者,發現以總膽堿/肌酸、總膽堿/水和總膽堿/噪聲均不能有效預測術后EC復發和患者無進展生存期。ERSAHIN等[13]采用短TE(28 ms)及長TE(144 ms)MRS定量分析NAA、肌酸及乳酸等代謝物,發現上述代謝物均可用于評估良性子宮內膜瘤宮腔鏡術后內膜容受性改變,提示或可通過改變TE獲得更多代謝物波譜,以探究MRS評估EC預后的效能。

2.2 宮頸癌 在宮頸癌發生過程中,腫瘤組織糖酵解活性增強可能伴隨脂質和氨基酸代謝紊亂[14]。脂肪酸代謝改變是宮頸癌發病和進展的重要代謝過程。脂質是MRS診斷宮頸癌常用代謝標志物[15],其中δ=1.3 ppm脂肪亞甲基信號增強可用于鑒別宮頸起源與內膜起源腺癌[16]。JAIN等[17]認為MRS有望區分宮頸起源與內膜起源惡性腫瘤,但目前對其參數如場強、采集方式等尚不確定,需進一步研究。ARTEAGA等[18]采用7.0TMR儀和直腸內線圈以SVS STEAM序列對10例ⅠB1～ⅡB期(國際婦產科協會分期2014版)宮頸癌女性采集1H-MRS,發現脂肪酸族譜(2.1、1.9、1.5、1.3、0.9 ppm等)可用于診斷宮頸癌,且所獲圖像信噪比良好,提示利用高場強和體內線圈可獲得更多宮頸癌相關低信號代謝物波譜,為診斷宮頸癌提供更多信息。此外,MRS檢測脂肪酸代謝改變可為判斷宮頸癌分期提供相關信息,例如,高、低分化宮頸癌之間,后者組織脂肪酸及不飽和脂肪酸比例均高于前者[18]。

放射治療(放療)和化學治療(化療)均為治療宮頸癌的重要手段。利用MRS可從代謝角度對活體組織進行分析,以彌補傳統MRI的不足,提高非侵入性表征組織和評估預后的效能[19]。腫瘤相關代謝物水平在抗腫瘤治療過程中常有所降低,如治療結束后代謝物仍見異常升高,則提示治療效果不佳及預后不良。鄭祥等[20]以MRI和1H-MRS觀察接受放療的37例宮頸癌患者(鱗癌33例、腺癌4例),其中30例放療有效(完全緩解+部分緩解)者膽堿峰值在治療結束后第1階段明顯下降、而后緩慢下降,而7例放療無效(病情穩定+疾病進展)者膽堿峰值則無明顯改變。DOLCIAMI等[21]以1H-MRS觀察17例接受新輔助化療的局部晚期宮頸癌患者,其中6例對化療有反應者的平均脂質水平顯著低于、平均總膽堿水平顯著高于11例無反應者,且無反應者脂質/總膽堿高于有反應者。QI等[22]對101例接受放療聯合化療(放化療)的晚期宮頸癌患者于治療前1～2周及治療后6個月采集1H-MRS,發現膽堿可作為評價放化療療效的指標,其AUC為0.77,敏感度、特異度及準確率分別為65.2%、88.6%、73.3%。LIN等[23]報道,根據甲基水平升高可預測同步放化療后患者預后,其AUC為0.82,敏感度100%、特異度74%。

2.3 子宮肉瘤 子宮肉瘤在子宮惡性腫瘤中的占比約為3%～7%[24]。MRI是檢測子宮肉瘤的重要手段,但子宮肉瘤與子宮良性平滑肌瘤的MRI特征存在重疊。TAKEUCHI等[25]采用1H-MRS對比觀察26例子宮平滑肌瘤和12例子宮肉瘤,發現根據高脂質峰可較好鑒別二者,其敏感度、特異度、陽性預測值及陰性預測值分別為100%、96%、92%及100%。RAHIMIFAR等[26]采用3.0T MR儀對14例子宮肉瘤和51例子宮平滑肌瘤患者采集彌散加權成像(diffusion weighted imaging, DWI)和1H-MRS,結果顯示DWI彌散受限、MRS高膽堿峰、MRS高脂質峰均提示惡性腫瘤,以表觀彌散系數聯合MRS代謝參數鑒別子宮肉瘤與子宮平滑肌瘤的準確率達98.3%。另一方面,目前CT仍是子宮肉瘤分期的首選影像學方法[27-28];MRS用于子宮肉瘤分期、評估子宮療效及預測預后的價值有待進一步觀察。

3 小結與展望

MRS在診斷EC、宮頸癌、子宮肉瘤等子宮惡性腫瘤,評估腫瘤分期及預測預后等方面均具有重要潛在價值。隨著影像學設備的發展,MR設備的場強不斷提升,其檢測敏感度及圖像信噪比隨之顯著提高[29];MRS檢測參數也從單一代謝峰值到多比值參數,所獲數據亦已得到更充分的利用,低信號代謝物PRESS序列(如肌酸)波譜可為診斷子宮惡性腫瘤提供更多信息。目前MRS的局限性在于技術復雜、檢查耗時,數據處理繁瑣[30];且針對子宮腫瘤大多采用1H-MRS,可能受到以下因素限制:①部分容積效應使1H-MRS對于較小病灶的敏感度相對較低;②呼吸運動及較大的空氣-組織界面影響磁場均勻性,可致信號丟失;③1.5T、3.0T條件下,不易檢測膽堿以外的其他代謝物。對于上述問題,在理論上可通過高磁場、小體素、運動校正及采用磷MRS(31P-MRS)等加以解決[31],但具體方案及效果仍待進一步研究[32-33];且目前針對子宮惡性腫瘤MRS成像標準和參數設定等尚無統一規范或共識,亟需通過多中心大樣本臨床研究填補上述空白。