田士峰,劉愛連*,楊偉萍,陳安良,劉靜紅,朱姣姣,宋清偉
1.大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科,遼寧大連 116011;2.朝陽市中心醫(yī)院放射科,遼寧朝陽 122000; *通訊作者 劉愛連 liuailian@dmu.edu.cn
子宮內(nèi)膜癌(endometrial carcinoma,EC)的首選治療方式是手術,臨床上依據(jù)EC的病理特點及侵襲程度分為高風險組、低風險組,不同風險組EC手術方案的制訂、預后評價存在差異[1-2]。臨床醫(yī)師需要在術前準確評估EC的風險類別,以提高EC患者治療的有效性。體素內(nèi)不相干運動(introvoxel incoherent motion,IVIM)具有多種模型,可將腫瘤內(nèi)部水分子單純擴散信息與組織灌注信息定量分離[3],更加精準地反映腫瘤內(nèi)部微觀情況,目前已在腹部得到廣泛應用。本研究擬探討IVIM多模型參數(shù)鑒別高、低風險組EC的價值,為術前評估EC的風險性提供新方法,為EC患者的個體化治療提供依據(jù)。
1.1 研究對象 回顧性分析2016年3月—2018年12月我院符合以下標準的患者,納入標準:①經(jīng)手術病理證實為EC,臨床及病理資料完整、詳實;②無MR檢查禁忌證,術前行1.5T MR檢查(含IVIM序列);③病灶最大徑>10 mm。排除標準:①MR檢查前接受過放化療或其他治療(包括活檢術或刮宮術);②MR圖像質量不佳,存在偽影,影響數(shù)據(jù)測量。最終納入40例患者,年齡34~82歲,平均(58.4±1.2)歲。其中絕經(jīng)前14例,絕經(jīng)后26例,主要臨床癥狀為不規(guī)則陰道流血、流液。手術病理按照FIGO分期標準:ⅠA期,腫瘤局限于子宮體,未累及肌層或浸潤肌層深度<50%;ⅠB期,腫瘤局限于子宮體,浸潤肌層深度≥50%;Ⅱ期,腫瘤侵犯宮頸間質,但未蔓延至宮外;Ⅲ期,腫瘤局部或區(qū)域擴散,包括累及子宮漿膜層、附件、陰道、宮旁,或存在盆腔、腹主動脈旁淋巴結轉移;Ⅳ期,腫瘤侵及膀胱、直腸或存在遠處轉移,包括腹腔內(nèi)、腹股溝區(qū)淋巴結轉移。40例患者中,Ⅰ期35例(其中ⅠA期28例,ⅠB期7例),Ⅱ期2例,Ⅲ期3例。病理類型:子宮內(nèi)膜樣腺癌(Ⅰ型癌)37例(其中G1級4例,G2級23例,G3級10例);非子宮內(nèi)膜樣腺癌(Ⅱ型癌)3例,其中漿液性腺癌2例,去分化癌1例。浸潤深度<1/2肌層30例,≥1/2肌層10例。累及宮頸間質2例,發(fā)生淋巴結轉移3例。本研究經(jīng)我院倫理委員會審核批準(批準號:PJ-KS-KY-2019-49)。
1.2 分組標準 根據(jù)2015年歐洲腫瘤學會、歐洲放射腫瘤學會、歐洲婦科腫瘤學會(ESMO-ESGOESTRO)發(fā)布的關于EC診治的專家共識,以及既往相關研究[4-7],將患者分為高風險組、低風險組。高風險組滿足以下條件中的1項即可:①G3級的Ⅰ型癌;②Ⅱ型癌;③分期為ⅠB期及以上。低風險組需同時滿足以下條件:①G1或G2級的Ⅰ型癌;②分期為ⅠA期。
1.3 檢查方法 采用GE Signa HDxt 1.5T MR超導型掃描儀,體部8通道相控陣線圈。有節(jié)育環(huán)的患者于檢查前1 d取環(huán),檢查前禁食4~6 h減輕腸道蠕動,并于檢查前1 h飲水約500 ml使膀胱適度充盈。掃描序列:①橫軸位T1WI;②橫軸位及矢狀位T2WI;③矢狀位IVIM:TR 3000 ms,TE 100 ms,矩陣128×128,激勵次數(shù)(NEX)2.0,視野(FOV)40 cm×40 cm,層厚7.0 mm,間隔l.0 mm,選用11個b值(0、20、50、100、150、200、400、800、1200、2000、3000 s/mm2),掃描時間約3 min;④矢狀位肝臟快速容積成像(liver acquisition with volume acceleration,LAVA)動態(tài)增強掃描:TR 3.7 ms,TE 1.8 ms,TI 7.0 ms,反轉角20°,NEX 0.7,矩陣272×180,F(xiàn)OV 40 cm×40 cm,層厚4.0 mm,層間隔2.0 mm,采集時間3 min 29 s,采用雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射馬根維顯,注射劑量0.1 ml/kg,速度2 ml/s。分別于注射藥物后16 s、32 s、48 s、64 s各進行1次掃描,最后于注藥300 s后行延遲掃描。
1.4 圖像處理與數(shù)據(jù)測量 將IVIM序列圖像傳至GE ADW 4.6工作站,應用GE Functool后處理軟件進行重建,自動生成單指數(shù)模型標準表觀擴散系數(shù)(ADC)圖,雙階單指數(shù)模型的純擴散參數(shù)(D-mono)、灌注參數(shù)(D*-mono)、灌注分數(shù)(f-mono)圖,雙階雙指數(shù)模型的純擴散參數(shù)(D-Bi)、灌注參數(shù)(D*-Bi)、灌注分數(shù)(f-Bi)圖,以及拉伸指數(shù)模型的分布擴散系數(shù)(distributed diffusion coefficient,DDC)、拉伸指數(shù)(the heterogeneity of intravoxel diffusion,α)圖。選擇病灶最大徑層面,避開壞死、出血區(qū),在腫瘤實質部分放置面積約10 mm2的圓形感興趣區(qū)(ROI),于相鄰3個層面各放置1個ROI取平均值。ROI放置由2名具有6年以上MRI閱片經(jīng)驗的放射科醫(yī)師分別采用盲法獨立進行,測量結果取平均值作為各納入者最終IVIM參數(shù)值進行分析。
1.5 統(tǒng)計學方法 使用SPSS 22.0軟件,采用Kolmogorov-Smirnov檢驗各參數(shù)是否符合正態(tài)分布,符合正態(tài)分布的計量資料以表示,符合偏態(tài)分布者以中位數(shù)(Q1,Q3)表示。采用獨立樣本t檢驗(正態(tài)分布)或Mann-Whitney秩和檢驗(偏態(tài)分布)比較高風險組、低風險組IVIM不同指數(shù)模型參數(shù)值的差異,P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。采用受試者工作特征(ROC)曲線評估有統(tǒng)計學差異的參數(shù)對兩組病灶的鑒別效能,計算曲線下面積(AUC),并根據(jù)最大約登指數(shù)確定其臨界值、敏感度和特異度。
2.1 兩組病灶不同指數(shù)模型參數(shù)值比較 高風險組的標準ADC值、D-mono值、D-Bi值及DDC值 小于低風險組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),兩組D*-mono值、f-mono值、D*-Bi值、f-Bi值及α值差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(表1,圖1、2)。
2.2 兩組病灶鑒別診斷的效能評估 標準ADC、D-mono、D-Bi及DDC值對高風險組、低風險組均具有鑒別診斷價值,4種參數(shù)對高風險EC的診斷效能見表2、圖3。
表1 高風險組、低風險組IVIM不同指數(shù)模型參數(shù)值比較
圖1 女,69歲,ⅠB期低分化子宮內(nèi)膜樣腺癌,高風險。
圖2 女,52歲,ⅠA期中分化子宮內(nèi)膜樣腺癌,低風險。
表2 有鑒別價值參數(shù)的AUC值、臨界值、敏感度及特異度
圖3 標準ADC、D-mono、D-Bi及DDC值預估高風險EC的ROC曲線
3.1 高風險組、低風險組EC手術方案的差異 不同風險組EC手術方案的差異主要體現(xiàn)在是否進行系統(tǒng)性淋巴結清掃。多項臨床試驗表明,對于低風險EC,主動脈旁和盆腔淋巴結清掃術對提高患者的總生存期并無幫助,反而會提高淋巴囊腫形成,下肢淋巴水腫,神經(jīng)、輸尿管、腸管或大血管損傷等并發(fā)癥的發(fā)生率[8-9]。2015年歐洲ESMO-ESGO-ESTRO發(fā)布的關于EC診治的專家共識也指出,低風險組EC患者可不進行淋巴結清掃術,而對于高風險組EC患者則需進行全面分期手術及系統(tǒng)性淋巴結清掃,同時輔以放化療[7,10]。因此,術前無創(chuàng)評估EC的風險性極為重要。
3.2 IVIM應用于EC的研究進展 IVIM較常規(guī)MR可進行定量研究,較傳統(tǒng)擴散加權成像可顯示組織灌注信息,Liu等[11]及孟楠等[12]研究了IVIM參數(shù)在EC與正常子宮內(nèi)膜組織間的差異。Bhosale等[13]分析了小視野IVIM參數(shù)在微衛(wèi)星標記穩(wěn)定與不穩(wěn)定的Ⅰ期EC間的差異。此外,孟楠等[14]還研究了IVIM多模型參數(shù)與EC增殖抗原Ki-67表達的相關性。EC術前評估方面,張琪等[15]研究了IVIM評估EC病理分級、肌層侵犯的價值,但該研究未包含拉伸指數(shù)模型。而綜合EC病理分型、病理分級、肌層浸潤、臨床分期等多種因素,從預測風險性角度利用多模型IVIM參數(shù)對EC進行評估鮮有報道。
3.3 IVIM多模型參數(shù)術前評估EC風險性的價值 IVIM的單指數(shù)模型將多個b值進行擬合,體現(xiàn)了活體組織水分子擴散與微循環(huán)灌注的綜合作用,以標準ADC值為量化參數(shù),近似于傳統(tǒng)擴散加權成像序列的ADC值。本研究中高風險組EC的標準ADC值小于低風險組,診斷效能較高(AUC為0.816)。高風險組EC較低風險組更高地表達Ki-67、血管內(nèi)皮生長因子等物質[16-17],使得腫瘤細胞增殖更為活躍、迅速,腫瘤新生血管更為豐富,這些因素使得高風險組EC的細胞密度更高,細胞間質減少,水分子擴散受限,進而引起標準ADC值降低。
雙指數(shù)模型是IVIM最為經(jīng)典的模型,根據(jù)線性擬合方式的不同分為雙階單指數(shù)模型和雙階雙指數(shù)模型,分別以D-mono及D-Bi(D值)、D*-mono及D*-Bi(D*值)、f-mono及f-Bi(f值)為其量化參數(shù)。其中D值反映組織水分子的純擴散情況,即緩慢的擴散運動成分;D*值反映組織的微循環(huán)灌注情況,即快速的擴散運動成分;f值是局部微循環(huán)灌注效應占總體擴散效應的容積比率[18]。本研究中高風險組EC的D-mono與D-Bi值均小于低風險組,這與高風險組EC細胞密度高、細胞外間隙小、水分子擴散受限更明顯有關。其中D-Bi值較標準ADC值、D-mono具有更高的診斷效能(AUC為0.830)。
由于高風險組EC的惡性程度更高,血供更為豐富,微循環(huán)灌注水平更高,因此理論上D*值應大于低風險組。本研究結果表明,高風險組的D*-mono與D*-Bi確實均高于低風險組,但差異無統(tǒng)計學意義,與既往研究結果相似[12-15]。同時,D*值的數(shù)據(jù)呈偏態(tài)分布,提示D*值的個體差異性較大。本研究中兩組的f-mono與f-Bi值亦無差異,可能與f值所受影響因素(如血流、腺體分泌、流動方式等)過多有關[19],其價值有待探討。
拉伸指數(shù)模型的DDC值是體素內(nèi)水分子體積分數(shù)連續(xù)分布的ADC值,反映了水分子的擴散情況,與水分子擴散受限程度呈負相關[12]。本研究中高風險組EC的DDC值顯著小于低風險組,診斷效能最高(AUC為0.847),提示DDC值在術前評估EC風險性方面極具價值。α值反映體素內(nèi)的異質性,與病變成分的復雜程度相關。本研究結果顯示兩組EC的α值接近,推測兩組病變成分相似。本研究的局限性為樣本量有限,未包括Ⅳ期EC患者,Ⅱ型EC患者數(shù)量較少。
總之,IVIM序列單指數(shù)模型的標準ADC值、雙階單指數(shù)模型的D-mono值、雙階雙指數(shù)模型的DBi值、拉伸指數(shù)模型的DDC值能夠在術前有效預測EC的風險性,對臨床手術方案的選擇及預后評估具有一定的價值。