賀 帥，于 韜，羅婭紅

1.大連醫(yī)科大學(xué)研究生院，遼寧 大連 116044；2.遼寧省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，遼寧 沈陽 110042

利用3.0T磁共振動態(tài)增強(qiáng)檢查中容積轉(zhuǎn)運常數(shù)區(qū)分正常宮頸與宮頸癌組織的探討

賀 帥1，于 韜2，羅婭紅2

1.大連醫(yī)科大學(xué)研究生院，遼寧 大連 116044；2.遼寧省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，遼寧 沈陽 110042

目的：探討磁共振動態(tài)增強(qiáng)檢查（DCE-MRI）中容積轉(zhuǎn)運常數(shù)（Ktrans）值是否能有效定量區(qū)分正常宮頸與宮頸癌組織。方法：對經(jīng)活檢或術(shù)后病理證實的26例宮頸癌患者行DCE-MRI，比較正常宮頸與宮頸癌實質(zhì)區(qū)的Ktrans值。用SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，對正常宮頸與宮頸癌組織之間Ktrans差異的比較采用配對樣本t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果：正常子宮頸的對比劑灌注掃描Ktrans值為（0.573±0.230）/min，宮頸癌原發(fā)灶的對比劑灌注掃描Ktrans值為（1.396±0.451）/min，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論：Ktrans值可有效、定量區(qū)分正常宮頸與宮頸癌組織。

磁共振動態(tài)增強(qiáng)檢查；容積轉(zhuǎn)運常數(shù)；宮頸癌

宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤之一，嚴(yán)重威脅著婦女的健康。在各種影像學(xué)檢查手段中，MRI因具有良好的軟組織分辨力，能準(zhǔn)確反映病變范圍、周圍結(jié)構(gòu)受累程度，以及為腫瘤分期提供有力的證據(jù)，從而成為宮頸癌診斷的首選影像學(xué)方法［1］。近年來，國內(nèi)外有學(xué)者利用磁共振動態(tài)增強(qiáng)檢查（dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI）與藥代動力學(xué)模型相結(jié)合來反映人體組織的微血管通透性，并利用容積轉(zhuǎn)運常數(shù)（volume transfer constant，Ktrans）等指標(biāo)對其量化。目前該法主要應(yīng)用于前列腺癌［2］、乳腺癌［3］及膠質(zhì)瘤［4］等研究中，而對宮頸癌的定量參數(shù)分析報道很少。本研究通過DCE-MRI對宮頸癌組織進(jìn)行定量分析，探討Ktrans值在宮頸癌診斷中的價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集遼寧省腫瘤醫(yī)院2013年10月—2014年12月經(jīng)活檢或術(shù)后病理證實為宮頸癌（≤Ⅱa期）的患者29例，所有被檢者均簽署知情同意書。其中3例患者因癌灶較大，非癌區(qū)難以確定而剔除。將剩余26例宮頸癌患者納入研究，年齡25～71歲，平均51歲。入組標(biāo)準(zhǔn)：①MRI檢查前未接受過放化療；②排除患有心血管病者；③排除患有宮頸糜爛、囊腫、息肉等相關(guān)婦科疾病者；④均無MRI檢查禁忌證。

1.2 檢查方法

采用SIEMENS公司Magnetom Trio 3.0T磁共振設(shè)備，8通道相控陣體線圈，采用呼吸門控技術(shù)。部分帶環(huán)者預(yù)先取下節(jié)育環(huán)，于檢查前囑咐患者飲水以適度充盈膀胱。范圍由髂骨翼上緣到恥骨聯(lián)合下緣。

平掃序列為：軸位T1WI，TR/TE=550/ 13 ms，層厚4 mm，掃描間距1 mm，視野（field of view，F(xiàn)OV） 400×400，NEX2；軸位、矢狀位快速自旋回波（fast spin echo，F(xiàn)SE） T2WI加脂肪抑制序列：TR/TE=550/13 ms，層厚4 mm，掃描間距1 mm，F(xiàn)OV 400×400，NEX2。平掃后，進(jìn)行T1WI動態(tài)增強(qiáng)掃描：TR/TE=550/13 ms，層厚4 mm，掃描間距1 mm，F(xiàn)OV 400×400，NEX2。每個掃描序列掃描層數(shù)為20層，反轉(zhuǎn)角度（flip）分別為2°和15°。整個動態(tài)增強(qiáng)掃描共采集30個動態(tài)序列。增強(qiáng)所用的對比劑為釓噴酸葡胺（gadolinium diethylene-triamine pentaacetic acid，Gd-DTPA），劑量為0.1 mmol/kg，注射速率為3.0 mL/s。在動態(tài)增強(qiáng)掃描采集到第2個動態(tài)序列時，通過高壓注射器經(jīng)先前埋入的靜脈留置針注入對比劑，然后以相同速率注入15 mL生理鹽水沖管，直至30個動態(tài)增強(qiáng)序列采集完畢。

1.3 圖像數(shù)據(jù)分析

采集所得DCE-MRI數(shù)據(jù)用GE公司提供的Omni Kinetics Manual軟件進(jìn)行處理。采用Extended Tofts （二室）藥物代謝動力學(xué)模型，可實現(xiàn)對DCE-MRI數(shù)據(jù)定量分析。數(shù)據(jù)運算方法及步驟如下：①導(dǎo)入DCE-MRI采集的30個序列數(shù)據(jù)，選擇有對比劑充填的宮頸癌原發(fā)灶最大中心層面，通過軟件運算生成參數(shù)（圖1）。②選擇同一層面臀肌圖像生成動脈輸入函數(shù)（arterial input function，AIF）曲線（圖2）。③在宮頸癌原發(fā)灶最大中心層面，避開宮頸管、血管及壞死區(qū)，沿病灶邊緣劃線，手動勾畫原發(fā)灶感興趣區(qū)（region of interest，ROI）（圖3），ROI面積0. 22～1. 89 cm2，每個部位ROI測量2次取平均值，通過軟件計算Ktrans值并獲得其頻數(shù)分布直方圖（圖4）。結(jié)合病理切片標(biāo)本及其他MRI手段如彌散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）、T2軸位及矢狀位圖像等，采用盲法由2名經(jīng)驗豐富的MRI診斷醫(yī)師確定非癌區(qū)的ROI范圍，以相同的測量和計算方法獲得非癌區(qū)的Ktrans值。

圖1 宮頸癌原發(fā)灶最大中心層面參數(shù)圖

圖2 臀肌動脈輸入函數(shù)曲線

圖3 T1灌注圖及手動圈定病灶ROI范圍的示意圖

圖4 Ktrans值的頻數(shù)分布直方圖

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié) 果

正常子宮頸的對比劑灌注掃描Ktrans值為（0.573±0.230）/min，宮頸癌原發(fā)灶的對比劑灌注掃描Ktrans值為（1.396±0.451）/min，兩者Ktrans值差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0. 05，表1）。

表1 宮頸癌區(qū)與非癌區(qū)定量參數(shù)Ktrans值比較

3 討 論

DCE-MRI作為一種新興掃描方法，能反映腫瘤組織的微循環(huán)及血流灌注情況，制訂術(shù)前病灶切除的邊界，同時也適用于新輔助化療及同步放化療療效的預(yù)測及評價。新生血管的形成被視為反映腫瘤生長、侵襲性程度及轉(zhuǎn)移情況的重要指標(biāo)［4］。與正常組織不同，腫瘤組織能分泌大量血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF），誘導(dǎo)腫瘤新生血管形成，但這些腫瘤新生微血管壁的內(nèi)皮細(xì)胞并不完整，彼此間存在較大間隙，滲透性較高，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞容易進(jìn)出血管［5］。DCE-MRI作為一種無創(chuàng)性檢測腫瘤血流動力學(xué)的功能影像學(xué)方法，通過靜脈注射對比劑后對選定的ROI進(jìn)行連續(xù)動態(tài)多期掃描，獲得該區(qū)域的時間-信號強(qiáng)度曲線（time-signal intensity curve，TIC），并根據(jù)該曲線的形態(tài)及模型進(jìn)行半定量、定量分析，反映病灶的血流動力學(xué)特點。有研究者應(yīng)用動態(tài)增強(qiáng)掃描對宮頸癌及宮頸組織進(jìn)行半定量研究，繪制TIC曲線，并計算達(dá)峰時間、最大信號強(qiáng)度、最大斜率及曲線下面積等半定量參數(shù)， 通過這些參數(shù)間接反映組織的血管特征。惡性腫瘤多血供豐富，因此動態(tài)增強(qiáng)模式常表現(xiàn)為早期快速強(qiáng)化，然后緩慢減低；或早期強(qiáng)化后持續(xù)強(qiáng)化呈平臺型。而良性腫瘤或正常組織多表現(xiàn)為無強(qiáng)化或緩慢持續(xù)強(qiáng)化。以前關(guān)于宮頸癌的血流灌注及動態(tài)增強(qiáng)的研究表明，腫瘤組織動態(tài)增強(qiáng)模式呈“速升緩降型”，即動脈早期明顯強(qiáng)化，強(qiáng)化程度高于宮頸基質(zhì)，達(dá)峰時間為注射對比劑后30～60 s。靜脈期及延遲期逐漸廓清，至延遲期信號強(qiáng)度低于正常宮頸基質(zhì)［6］。

不過，由于受到檢查設(shè)備磁場強(qiáng)度的不均勻性，對比劑的用量及注射速率的影響較嚴(yán)重，有些研究指出半定量參數(shù)并不能切實反映腫瘤組織的血流動力學(xué)變化［7］。近年來，越來越多的研究者嘗試采用DCE-MRI定量分析方法對不同部位的腫瘤組織進(jìn)行研究。Tofts于20世紀(jì)90年代提出了經(jīng)典藥代動力學(xué)模型，將人體組織分為血管內(nèi)、細(xì)胞內(nèi)、血管外細(xì)胞外間隙（extravascular extracellular space，EES） 3個部分，由于對比劑不能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，只剩下血管內(nèi)與EES兩個部分（雙室），注射對比劑后， 藥物會在血管內(nèi)與EES之間交換。Ktrans值代表單位時間內(nèi)對比劑從血液進(jìn)入EES的容積，其大小取決于血流量、毛細(xì)血管滲透性及表面積［4，8］。以往有研究表明，Ktrans值升高可能與微血管滲漏和密度增加有關(guān)［9］。在宮頸癌組織中，微血管生成速度較快，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞間隙較正常血管內(nèi)皮細(xì)胞間隙增大，具有較大的滲透性，造成血管內(nèi)外對比劑的分布發(fā)生改變，弛豫時間也隨之發(fā)生變化［10-11］。通過DCE-MRI獲得的Ktrans值能定量反映腫瘤不成熟微血管的通透性。本研究也發(fā)現(xiàn)，DCE-MRI定量分析中Ktrans值在宮頸癌組織明顯高于正常宮頸組織。

然而，DCE-MRI定量參數(shù)測定作為一種新的功能影像學(xué)評價手段，其進(jìn)入臨床應(yīng)用的時間并不長，各廠商提供的系統(tǒng)中所采用的藥代動力學(xué)計算模型也存在差異。對于選擇不同的數(shù)學(xué)模型（Tofts雙室、Reference模型、Patlak模型等）以及在不同組織或器官中的應(yīng)用，也尚處于探索階段。由于部分入組病例僅穿刺活檢證實為癌癥，而無病理切片，故非癌區(qū)的ROI可能與癌區(qū)有重疊。AIF曲線的確定及穩(wěn)定性，不同位置和大小ROI所產(chǎn)生的曲線形態(tài)也將影響定量參數(shù)的測量。此外，實驗中未考慮受檢者的月經(jīng)情況和避孕藥使用情況等，這些因素對Ktrans值的測定可能產(chǎn)生影響。

總之，通過DCE-MRI測量Ktrans值可有效、定量區(qū)分宮頸癌與正常宮頸。對于宮頸癌不同分期及不同病理類型之間是否存在差異，有待大量研究進(jìn)一步證實。

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3.0T dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging： volume transfer constant of normal cervix

and cervical cancer HE Shuai1， YU Tao2， LUO Yahong2（1. Graduate School， Dalian Medical University， Dalian Liaoning 116044， China； 2. Department of Medical Image， Liaoning Cancer Hospital， Shenyang Liaoning 110042，China）

LUO Yahong E-mail： luoyahong8888@hotmail.com

Objective： To investigate whether volume transfer constant （Ktrans） can quantitatively differentiate normal cervix and cervical cancer. Methods： Routine MRI and dynamic contrast enhanced MRI （DCE-MRI） were performed in 26 patients with pathologically proved cervical cancer. Mean Ktrans values of normal cervix and cervical cancer were analyzed by SPSS 18.0. Results： The Ktrans value of normal cervix was （0.573±0.230）/min， while Ktrans value of cervical cancer was（1.396±0.451）/min. The difference was statistically signif i cant （t=5.331， P＜0.05）. Conclusion： The quantitative parameters of DCE-MRI can be used to quantitatively discriminate cervical cancer from normal cervix.

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging； Volume transfer constant； Cervical cancer

R445.2

A

1008-617X（2015）01-0021-04

2015-03-06）

羅婭紅 E-mail：luoyahong8888@hotmail.com