王月波,廖宗慧,李杭
宮頸癌是全球女性最常見(jiàn)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(yù)后與術(shù)前分期及腫瘤分化程度密切相關(guān)。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted image,DWI)中的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)已被證實(shí)可以作為宮頸癌術(shù)前分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及脈管受侵的有效檢測(cè)手段[2-3]。ADC值的穩(wěn)定性和重復(fù)性受測(cè)試者、b值以及興趣區(qū)(regional of interest,ROI)的選擇方法等多方面的影響。不同ROI的選擇對(duì)于ADC值的測(cè)量結(jié)果影響較大。本文就3種ROI法(最大面積ROI、小ROI、容積ROI)測(cè)得的3種ADC值(平均值、最大值-最小值、最小值)的一致性進(jìn)行分析,旨在評(píng)估3種ROI法的3種ADC值在鑒別宮頸癌術(shù)前分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及脈管受侵中的應(yīng)用價(jià)值。
1.1 研究對(duì)象回顧性分析2016年10月—2019年11月四川省人民醫(yī)院術(shù)后經(jīng)病理組織學(xué)檢查確診為宮頸癌的40例患者資料。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)MRI檢查前均未行手術(shù)及放化療等治療。(2)患者均行MRI平掃及DWI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)病灶過(guò)小,DWI及ADC圖上肉眼未見(jiàn)明顯信號(hào)異常。(2)圖像質(zhì)量差,無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。對(duì)比術(shù)后病理結(jié)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(jìn)行研究;40例患者中有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(轉(zhuǎn)移組)11例、無(wú)轉(zhuǎn)移(非轉(zhuǎn)移組)29例;脈管受累陽(yáng)性9例、陰性31例。
1.2 檢查方法采用西門子1.5 T超導(dǎo)高場(chǎng)強(qiáng)MRI設(shè)備(AVANTO,Siemens)和8通道體部相陣控線圈。掃描序列包括常規(guī)MRI序列(T1WI、T2WI)、DWI橫斷面T1WI序列,參數(shù)如下:TR=170 ms,TE=2.32 ms,層厚=6.5 mm,F(xiàn)OV=350 mm×350 mm,矩陣=182×320。矢狀面T2WI序列參數(shù):TR=5 340 ms,TE=73 ms,層厚=3.0 mm,F(xiàn)OV=210 mm×210 mm,矩陣=192×320。DWI序列參數(shù)(b=800 s/mm2):TR=5 300 ms,TE=70.0 ms,層厚=6.5 mm,F(xiàn)OV=306 mm×260 mm,矩陣=144×93。
1.3 影像分析和處理由2名有經(jīng)驗(yàn)的腹部影像診斷醫(yī)師在未知病理結(jié)果及淋巴結(jié)、脈管受累的情況下,在后處理工作站分別對(duì)全部影像進(jìn)行測(cè)量及分析。2名醫(yī)師在此過(guò)程中意見(jiàn)不一致時(shí)經(jīng)商討決定。對(duì)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(jìn)行ADC值的測(cè)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(nèi)緣勾畫ROI,盡量避開(kāi)病灶外緣的正常組織,測(cè)量3種ADC值。小ROI法:在病灶的最大層面分別勾畫2個(gè)小圓形,ROI大小10~20 mm2。參照T2WI及T1WI增強(qiáng)影像,盡量避開(kāi)腫瘤內(nèi)部信號(hào)不均勻區(qū),分別測(cè)量2個(gè)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(nèi)緣進(jìn)行ROI的勾畫,各個(gè)層面的值進(jìn)行簡(jiǎn)單均數(shù)計(jì)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(yī)師的平均測(cè)量值作為最終測(cè)量結(jié)果,用于評(píng)估宮頸癌術(shù)前分化程度、淋巴結(jié)及脈管受累情況。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。用SW檢驗(yàn)對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),符合正態(tài)分布計(jì)量資料用x±s表示,組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),非正態(tài)分布的計(jì)量資料用M(P25,P75)表示,組間比較采用秩和檢驗(yàn)。運(yùn)用受試者工作特征(ROC)曲線對(duì)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)進(jìn)行分析,計(jì)算其評(píng)估宮頸癌分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)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(cè)得3種參數(shù)的一致性檢驗(yàn)采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(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(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
Fig.1 ADC measurement methods for cervical cancer圖1 宮頸癌ADC值測(cè)量方法
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(jí)為國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)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(cè)得ADC值的一致性3種ROI法測(cè)得ADC值的一致性較好。容積ROI法測(cè)得ADC值的一致性最好,見(jiàn)表1。
Tab.1 The repeatability results of ADC values obtained by three methods of ROI表1 3種ROI法測(cè)得ADC值的一致性結(jié)果 (n=40)
2.3 3種ROI法評(píng)估宮頸癌分化程度的價(jià)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(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)。容積ROI的平均ADC值區(qū)分宮頸癌高中分化、低分化的敏感度及特異度較高,見(jiàn)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(cè)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(cè)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(cè)得ADC值對(duì)宮頸癌分化程度的診斷價(jià)值
2.4 3種ROI法測(cè)得的ADC值評(píng)估淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價(jià)值3種ROI測(cè)量方法中,淋巴結(jié)非轉(zhuǎn)移組、轉(zhuǎn)移組容積ROI法測(cè)得的平均ADC值及小ROI法大-小值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。容積ROI法的平均ADC值評(píng)估淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感度及特異度較高,見(jiàn)表4、5,圖3。
2.5 3種ROI法測(cè)得ADC值評(píng)估脈管癌栓的價(jià)值有、無(wú)脈管癌栓者最大面積ROI法測(cè)得的最小值,容積ROI法測(cè)得的平均ADC值、最小值,小ROI法測(cè)得的平均ADC值、最小值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。容積ROI法的最小值評(píng)估脈管癌栓的敏感度及特異度較高,見(jiàn)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(cè)得ADC值區(qū)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(cè)得ADC值預(yù)測(cè)宮頸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)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(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移采用3種ROI法測(cè)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(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移采用3種ROI法測(cè)得的ADC值比較(×10-3 mm2/s,±s)
*P<0.05,**P<0.01
組別非轉(zhuǎn)移組轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移組轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移組轉(zhuǎn)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(cè)得ADC值區(qū)分有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價(jià)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(cè)得ADC值在區(qū)分有無(wú)脈管癌栓中的價(jià)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(wú)脈管癌栓采用3種ROI法測(cè)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(wú)脈管癌栓采用3種ROI法測(cè)得的ADC值比較 (×10-3 mm2/s,±s)
*P<0.05,**P<0.01
組別陰性陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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**
3.1 研究背景宮頸癌基質(zhì)浸潤(rùn)深度、宮旁組織侵犯、淋巴血管受累及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是影響宮頸癌預(yù)后的重要因素[4-5]。早期宮頸癌不伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移5年生存率為90%,伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移僅為65%[6]。伴有淋巴管血管受侵者治療后具有較高的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)及局部復(fù)發(fā)率[7]。根據(jù)2014年FIGO指南,Ⅰb1~ⅡA期的腫瘤需行全子宮切除術(shù)及盆腔淋巴結(jié)清除術(shù);ⅡB及以上腫瘤均應(yīng)先行放化療或新輔助化療,再行子宮切除及淋巴清除術(shù);對(duì)于Ⅰb1~ⅡA期的早期腫瘤,若有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或脈管受累,需先行常規(guī)放化療治療或先行淋巴結(jié)清掃,再行放化療治療。因此,早期評(píng)估淋巴結(jié)狀態(tài)及脈管受累對(duì)于治療方式的選擇至關(guān)重要,可以減少術(shù)后并發(fā)癥,改善患者預(yù)后。DWI的ADC值已被諸多研究證實(shí)可以用于術(shù)前無(wú)創(chuàng)評(píng)估腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及脈管受累[2-3]。而對(duì)于ROI及b值的選擇方式卻存在較大的爭(zhēng)議。大多ADC值的測(cè)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(zhì)性的影響,推測(cè)最能真實(shí)反映腫瘤內(nèi)部的特征。容積ROI法的價(jià)值已在子宮內(nèi)膜癌中得到證實(shí)[9]。而其在宮頸癌中的研究較少。對(duì)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]?;诖耍疚姆謩e從宮頸癌分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及脈管受累的角度評(píng)價(jià)3種方法的應(yīng)用價(jià)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(cè)得ADC值預(yù)測(cè)脈管受侵的ROC曲線
3.2 3種ROI法測(cè)量的不同ADC值的一致性分析ADC值測(cè)量的重復(fù)性主要受b值的選擇、ROI法的選擇及測(cè)試者之間差異等影響。目前公認(rèn)測(cè)量宮頸癌ADC值在b值為800 s/mm2的圖像上進(jìn)行。本文所有患者選用b=800 s/mm2進(jìn)行掃描,ADC值測(cè)量采用2位研究者測(cè)得ADC值的平均值作為最后測(cè)量結(jié)果。3種ROI法測(cè)得的不同ADC值的一致性均較高,其中容積ROI法測(cè)得ADC值的一致性最高,因?yàn)槿莘eROI法包含了所有層面腫瘤的信號(hào)特點(diǎn),反映了腫瘤不同區(qū)域的信號(hào)特征,測(cè)得數(shù)據(jù)更可靠,更能準(zhǔn)確反映腫瘤的組織學(xué)特征。
3.3 3種ROI法測(cè)量的ADC值在分化程度中的應(yīng)用價(jià)值A(chǔ)DC值與腫瘤細(xì)胞的密集程度或病理分級(jí)呈負(fù)相關(guān):腫瘤細(xì)胞越密集,代表水分子運(yùn)動(dòng)越受限,ADC值越低;腫瘤分化程度越低,惡性程度越高,細(xì)胞異型性越大,細(xì)胞的間質(zhì)占比失調(diào),細(xì)胞間隙降低,導(dǎo)致水分子運(yùn)動(dòng)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(yù)測(cè)腫瘤分化程度,為臨床制定合理的治療方案,預(yù)測(cè)預(yù)后。本研究發(fā)現(xiàn)容積ROI法的平均ADC預(yù)測(cè)腫瘤的分化程度最有價(jià)值。容積ROI法包含腫瘤所有層面的ADC值,最能反映整個(gè)腫瘤的真實(shí)生物學(xué)行為,同最大面積ROI或小ROI法測(cè)得局部區(qū)域或一個(gè)層面的ADC值有所不同。最小ADC值代表了腫瘤細(xì)胞的密實(shí)程度,大-小ADC值反映了細(xì)胞的異質(zhì)性[12]。而平均值全面反映了整個(gè)腫瘤細(xì)胞的微觀結(jié)構(gòu),與Mongula等[10]的研究相符。
3.4 3種ROI法測(cè)量的ADC值在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的應(yīng)用價(jià)值淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移雖然不在FIGO分期范圍內(nèi),但它卻是影響宮頸癌預(yù)后的一個(gè)重要的獨(dú)立因素[14]。常規(guī)MRI判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移主要根據(jù)大小判定,即淋巴結(jié)短徑大于1 cm則高度懷疑轉(zhuǎn)移。然而,轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)、增生性淋巴結(jié)及正常淋巴結(jié)在大小方面有重疊,并且很小的淋巴結(jié)發(fā)生微浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移的也不少見(jiàn)[15]。DWI因其可以反映腫瘤的細(xì)胞結(jié)構(gòu)及組織病理學(xué),可以作為鑒別良惡性淋巴結(jié)的可靠方式[16]。但通過(guò)ADC值及選取何種ADC值來(lái)預(yù)測(cè)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面的研究較少。本研究顯示,伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的腫瘤的ADC值較無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的ADC值低,容積ROI中的平均ADC值更能準(zhǔn)確反映淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況。推測(cè)原因?yàn)槟[瘤惡性程度越高,發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的概率越大,其細(xì)胞核漿比失調(diào),水分子運(yùn)動(dòng)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(zhǔn)確反映腫瘤組織的微觀結(jié)構(gòu)、腫瘤內(nèi)部的異質(zhì)性情況及腫瘤的生物學(xué)行為,與Mongula等[10]推薦使用平均ADC值來(lái)預(yù)測(cè)宮頸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的研究結(jié)果一致。
3.5 3種ROI法測(cè)量的ADC值在脈管侵犯中的應(yīng)用價(jià)值淋巴血管受侵因其影響腫瘤患者的預(yù)后和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,在近幾年越來(lái)越受到關(guān)注。常規(guī)MRI或CT因其對(duì)微結(jié)構(gòu)的顯示能力有限,不能預(yù)測(cè)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(yùn)動(dòng)受限情況,其ADC值能夠提供可靠的定量信息。Mori等[17]證實(shí)了最小ADC值在預(yù)測(cè)乳腺癌發(fā)生脈管受累中的價(jià)值。目前僅有Yang等[11]發(fā)現(xiàn)最小ADC值在預(yù)測(cè)宮頸癌脈管受累具有重要價(jià)值。本研究發(fā)現(xiàn)容積ROI的最小ADC值對(duì)于預(yù)測(cè)宮頸癌脈管受累價(jià)值最大,與Yang等[11]的研究相符。而此項(xiàng)研究結(jié)果與預(yù)測(cè)腫瘤分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移所選ADC值有差異。分析原因?yàn)楸狙芯咳莘eROI的平均ADC值與最小ADC值預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)淋巴血管受累,最小ADC值價(jià)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(qū)域,推測(cè)這些區(qū)域的腫瘤最易發(fā)生早期的微血管浸潤(rùn)。
3.6 本研究的局限性首先樣本量偏小,高分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)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(hào),與病灶若分界不清,會(huì)在一定程度上影響ROI的選擇及ADC值結(jié)果的準(zhǔn)確性。
綜上所述,3種ROI法測(cè)得ADC值的重復(fù)性較好,其中容積ROI法重復(fù)性最好。容積ROI法測(cè)得的平均ADC值區(qū)分高中分化、低分化宮頸癌及是否有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價(jià)值較高,容積ROI法測(cè)得的最小ADC值預(yù)測(cè)有無(wú)脈管受累的價(jià)值較高。