楊夢，李淑健，劉潔，張斐斐，張勇，程敬亮

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 磁共振科，河南 鄭州 450052)

宮頸癌的全球發(fā)病率和死亡率在女性惡性腫瘤中居第4位。在發(fā)展中國家(包括中國在內(nèi))，宮頸癌是引起女性癌癥死亡的第2大原因[1]。宮頸癌的病理分型和分化程度等對治療方案的選擇及預(yù)后有重要意義，因此術(shù)前準(zhǔn)確評估宮頸癌的病理特征非常重要。磁共振成像 (magnetic resonance imaging，MRI)檢查是目前診斷宮頸癌侵犯程度和范圍的最佳無創(chuàng)檢查方法，《NCCN子宮腫瘤指南》建議將MRI檢查用于宮頸癌的術(shù)前評估[2]。王飛等[3]研究表明，以術(shù)后病理學(xué)分期為金標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)前磁共振檢查分期準(zhǔn)確度(95%)高于術(shù)前臨床分期(67.5%)。目前，多種MRI新技術(shù)用于對宮頸癌病理特征的研究，其中以擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛[4]。擴(kuò)散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)是一種基于非高斯模型的新型擴(kuò)散加權(quán)成像技術(shù)，能夠從細(xì)胞密度和組織復(fù)雜程度方面更精準(zhǔn)地反映宮頸癌的病理特征[5]。然而，由于掃描時間長，后期處理復(fù)雜，DKI技術(shù)未能在臨床中廣泛應(yīng)用。T1mapping成像是近年來出現(xiàn)的一種快速、簡便、非侵入性MRI定量分析技術(shù)，在最近的研究中，其應(yīng)用已從心血管成像擴(kuò)展到其他身體部位。本研究的目的是對比T1mapping、DKI的定量參數(shù)對宮頸癌進(jìn)行鑒別診斷的應(yīng)用價值，在磁共振序列選擇方面為臨床提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象收集鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院2018年11月至2020年6月經(jīng)病理證實為宮頸癌的患者115例，共58例符合納入標(biāo)準(zhǔn)，年齡27～72歲，中位年齡48歲。所有病例均于MRI檢查后1周內(nèi)行手術(shù)治療，術(shù)后根據(jù)病理結(jié)果分類，其中鱗癌46例，腺癌12例，分化程度為高分化5例，中分化44例，低分化16例，按照分化程度分為中高分化組(49例，包括高分化和中分化)和低分化組(16 例)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)MRI檢查前未經(jīng)任何治療；(2)MRI檢查后1周內(nèi)行手術(shù)治療，經(jīng)手術(shù)取得診斷性高質(zhì)量的標(biāo)本切片圖像，得出明確病理結(jié)果；(3)病灶最大徑≥1 cm。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)圖像質(zhì)量不能滿足分析要求；(2)影像學(xué)診斷與病理證實診斷相沖突。收集鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院2018年11月至2020年6月因其他疾病就診的宮頸正?；颊?0例作為對照組，其中子宮肌瘤23例，直腸癌7例，年齡29～70歲，中位年齡38歲。 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)經(jīng)手術(shù)病理證實為直腸癌、子宮肌瘤病例；(2)無宮頸病變的相應(yīng)臨床癥狀和體征，MRI 檢查宮頸正常(正常宮頸標(biāo)準(zhǔn)：宮頸不粗，橫徑<3.5 cm，黏膜連續(xù)，厚度<5 mm，聯(lián)合帶連續(xù)，肌層信號均勻，外膜光滑連續(xù))。

1.2 MRI檢查方法患者均接受常規(guī)盆腔MRI、T1mapping和DKI掃描。采用德國Siemens Skyra 3.0 T MRI掃描儀和18通道體部線圈。所有患者檢查前禁飲食4～6 h，膀胱內(nèi)留中等尿液，取仰臥位，頭先進(jìn)，自由呼吸。(1)MRI平掃：層厚4 mm，層間距0.8 mm，視野(field of view，F(xiàn)OV)22 cm×22 cm。軸面快速自旋回波(turbo spin echo，TSE)序列T1WI：重復(fù)時間(repetition time,TR)450 ms，回波時間(echo time,TE)18 ms，矩陣314×448，信號采集次數(shù)為2。軸面TSE序列T2WI：TR 3 200 ms，TE 96 ms，矩陣224×320，信號采集次數(shù)為2。矢狀面TSE序列T2WI：TR 3 100 ms，TE 145 ms，矩陣240×320，信號采集次數(shù)為3。冠狀面TSE序列T2WI：TR 3 210 ms，TE 151 ms，矩陣288×384，信號采集次數(shù)為2。(2)T1mapping：于增強(qiáng)前和增強(qiáng)后5 min掃描，對比劑采用Gd-DTPA(德國拜爾醫(yī)藥保健有限公司)，采用基于B1修正變量翻轉(zhuǎn)角的三維屏氣容積內(nèi)插序列，TR 5.01 ms，TE 2.3 ms，采用6個翻轉(zhuǎn)角(3°、5°、8°、10°、13°、15°)，層厚4 mm，層間距0.8 mm，信號采集次數(shù)為1，F(xiàn)OV 38 cm×30 cm，矩陣 224×168，掃描時間共56 s。(3)DKI：用分段讀出平面回波成像序列軸面成像，掃描參數(shù)為TR 3 910 ms，TE 57 ms，F(xiàn)OV 32 cm×24 cm，矩陣140×140，層厚4 mm，層間距0.8 mm，采集次數(shù)為1，在3個方向上施加擴(kuò)散梯度(50、1 000、1 600 s·mm-2)，掃描時間共451 s。

1.3 圖像分析將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)降聡鏖T子處理工作站(Syngo Via)，通過Frontier處理平臺中的Body Diffusion軟件處理DKI圖像得到表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)、平均擴(kuò)散峰度(mean kurtosis，MK)、平均擴(kuò)散系數(shù)(mean diffusivity，MD)圖。由1名主治醫(yī)師及1名副主任醫(yī)師在不知道病理結(jié)果的情況下分別對圖像進(jìn)行相同處理：參考常規(guī)T1WI、T2WI，于T1mapping、MD、MK和ADC圖上沿腫瘤邊緣畫出病變感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，且每個感興趣區(qū)面積不小于30 mm2。ROI放置方法：去除病變最上和最下層，避開病灶內(nèi)的壞死、出血及囊變區(qū)等，在剩余層面沿腫瘤邊緣手動勾畫出ROI。正常宮頸 ROI 放置方法：避開宮腔分泌部分于正常宮頸最大層面放置類圓形ROI。ADC圖、MD圖、MK圖和T1mapping圖的ROI形狀和位置盡量保持一致。兩位醫(yī)生對腫瘤全部測量層面的ADC、MD、MK、增強(qiáng)前弛豫時間(T1pre)、增強(qiáng)后弛豫時間(T1post)均值為最終值。

2 結(jié)果

2.1 T1mapping和DKI各定量參數(shù)比較58個腫瘤病灶和30個正常對照組的ADC值、MD值、MK值、T1pre和T1post間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，鱗癌和腺癌的MK值、T1pre間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，鱗癌和腺癌的ADC值、MD值和T1post間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，中高分化組和低分化組的ADC值、MD值、MK值、T1pre和T1post間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 不同組別宮頸癌患者M(jìn)K值、MD值、ADC值、T1 pre和T1 post比較

2.2 不同參數(shù)鑒別宮頸病理分型、分化程度的診斷效能比較在鱗癌和腺癌的鑒別中，T1pre具有較好鑒別診斷能力，其次為MK值，而T1pre聯(lián)合MK值將提高檢出能力，各參數(shù)診斷閾值及約登指數(shù)見表2。在低分化和中高分化宮頸癌的鑒別中，MK值的AUC最大，其次是T1post、ADC值、MD值和T1pre，T1post聯(lián)合MK值可以提高鑒別能力。各參數(shù)診斷閾值、約登指數(shù)見表2。

表2 各參數(shù)鑒別宮頸病理分型、分化程度的ROC曲線對比

2.3 T1mapping和DKI各定量參數(shù)與宮頸癌病理分型、分化程度的相關(guān)性分析T1pre與宮頸癌分型呈正相關(guān)，ADC值、MD值、MK值和T1post與宮頸癌分型無顯著相關(guān)性；ADC值、MD值和T1pre與宮頸癌分化程度呈正相關(guān)，T1post和MK值與宮頸癌分化呈負(fù)相關(guān)。見表3。

表3 T1 mapping和DKI各定量參數(shù)與宮頸癌病理分型、分化程度的相關(guān)性分析

3 討論

磁共振軟組織圖像對組織成分有著很高的敏感性，能反映出組織的生理學(xué)和病理生理學(xué)特點。T1弛豫時間是MRI中軟組織對比度的關(guān)鍵來源，是自旋核經(jīng)過磁共振射頻(RF)脈沖后其縱向磁化強(qiáng)度返回平衡態(tài)的速度的量度。T1弛豫時間越長，說明原子核恢復(fù)至平衡態(tài)越慢。T1mapping成像通過測量圖像體素中縱向弛豫時間(T1)即可非侵入性對生物組織特性定量分析[6]。目前，T1mapping主要用于心血管成像，其定量參數(shù)能夠提示亞臨床/臨床的心肌組織脂肪浸潤、心肌間質(zhì)纖維化等[7]。注入順磁性對比劑T1pre對心肌水腫、鐵超載以及心肌梗死和瘢痕敏感，而T1post可以放大組織的結(jié)構(gòu)變化，為心肌損害患者提供更詳細(xì)的診斷和預(yù)后信息[8-9]。T1pre是生物組織特性的綜合反映，受腫瘤細(xì)胞密度、蛋白質(zhì)、多肽等大分子含量、組織含水量以及微壞死等多種因素影響，可以發(fā)現(xiàn)T1加權(quán)成像上難以顯示的組織微觀變化[10]。T1post是T1mapping成像的另一定量參數(shù)，通過引入對比劑評估強(qiáng)化后腫瘤的組織特性，主要受腫瘤血流灌注、血管通透性及腫瘤細(xì)胞密度等因素影響。Lund等[11]認(rèn)為動態(tài)增強(qiáng)磁共振圖像可能通過多期定量和/或半定量圖像分析提供有關(guān)宮頸癌的血氧代謝情況，并對宮頸癌的預(yù)后進(jìn)行預(yù)測。在近些年的研究中，T1mapping的應(yīng)用逐漸從心血管成像擴(kuò)展到其他身體部位，如評估肺間質(zhì)纖維化、肝功能及鑒別肺局灶性結(jié)節(jié)、腎腫瘤等[12-15]。

DKI是一種基于非高斯擴(kuò)散模型的新興技術(shù)，比DWI更好地解釋復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)的水?dāng)U散受限[16]。MK值是DKI的特征性參數(shù)，描述了分子運動偏離理想高斯分布的程度，可反映水分子擴(kuò)散受限程度及擴(kuò)散的不均質(zhì)性，組織結(jié)構(gòu)越復(fù)雜(核質(zhì)比越大、細(xì)胞密度及異型性越高、間質(zhì)血管生成越多等)， MK值越大。MD值是經(jīng)校準(zhǔn)后的ADC值，與細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)有關(guān)。早期研究表明，組織中ADC值降低主要是由于腫瘤細(xì)胞密度增加，間質(zhì)空間減少，而組織細(xì)胞外間隙明顯減少，水分子擴(kuò)散受限則MD值降低[17]。孟楠等[5]發(fā)現(xiàn)與體素內(nèi)不相干運動成像相比，DKI可更有效地診斷宮頸鱗癌與腺癌，并評估其病理分級。周明等[18]研究指出DKI參數(shù)可以預(yù)測和評估宮頸癌患者放化療效果，可作為宮頸癌個體化治療的重要指標(biāo)。

本研究發(fā)現(xiàn)，ADC值、MD值、MK值、T1pre和T1post五個定量參數(shù)在宮頸癌組織學(xué)特征評估中均具有重要應(yīng)用價值。但結(jié)合臨床實際情況，T1mapping可能比DKI更適合作為宮頸癌組織特性評估的磁共振首選檢查。腫瘤組織的T1pre和T1post均長于正常宮頸組織，對比正常宮頸，宮頸癌的MK值升高，ADC值降低，MD值降低。此外，鱗癌的T1pre長于腺癌，而宮頸腺癌的MK值高于宮頸鱗癌。隨著分化程度的降低，宮頸癌的MK值升高，ADC值降低，MD值降低，而中高分化組和低分化組的T1pre和T1post也存在統(tǒng)計學(xué)差異。在區(qū)分鱗癌和腺癌時，T1pre診斷效能(AUC=0.764)高于MK值(AUC=0.685)，且T1pre與宮頸癌分化程度成正相關(guān)，而MK值與宮頸癌分化程度無明顯相關(guān)。因此本研究認(rèn)為T1pre值對宮頸癌的分型優(yōu)于MK值。在各參數(shù)值與宮頸癌分化程度的相關(guān)性分析中，MK值(r=-0.483)和T1post的(r=-0.460)相關(guān)系數(shù)絕對值較大。在低分化和中高分化宮頸癌的鑒別中， MK值的診斷效能最高(AUC=0.812)，其次為T1post(AUC=0.797)，但其中敏感度最高的參數(shù)為T1post(88.10%)。以上結(jié)果說明，在鑒別宮頸癌分化程度方面T1mapping與DKI具有相似甚至更高的診斷效能。但在臨床應(yīng)用中，DKI序列檢查時間較長(451 s)，需要專業(yè)處理人員對圖像進(jìn)行復(fù)雜的后處理，而T1mapping序列掃描時間短(56 s)，無需后處理即可直接測值，更為簡便、快捷。此外，T1mapping還能提供更豐富的宮頸氧合代謝信息[19]，具有較高的臨床應(yīng)用價值。

本研究的局限性：第一，本研究為回顧性研究，樣本量有限且本研究中腺癌例數(shù)較少，僅12例，需進(jìn)一步擴(kuò)大研究； 第二，參考常規(guī)T1WI、T2WI勾畫腫瘤，病變ROI放置時避開了出血、囊變等，這可能影響到病變的異質(zhì)性；第三，DKI需b值個數(shù)及取值尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，T1mapping和DKI的定量參數(shù)均可用于宮頸癌的診斷、分型和分級，但T1mapping更佳簡便、快捷，有助于節(jié)省醫(yī)療資源，可為宮頸癌的術(shù)前評估提供新途徑。