宋小玲,江廣斌,姜倫,胡必富
卵巢腫瘤是女性盆腔最多見的腫塊,包括上皮性、性索-間質(zhì)性、生殖細(xì)胞性和轉(zhuǎn)移性腫瘤,其中上皮性腫瘤最常見,占比約60%[1]。目前評估卵巢腫瘤的常用手段有超聲、CT和MRI檢查,F(xiàn)DG-PET/CT亦越來越多地用于惡性腫瘤患者。超聲具有廣泛可用性、實時動態(tài)的特點,是初步評估卵巢腫塊的首選方式,但其軟組織分辨力差,對腫瘤內(nèi)部特征及與鄰近關(guān)系的確定存在不足,且易受操作者經(jīng)驗的影響;CT是評估遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的最佳選擇,主要用于惡性腫瘤術(shù)前分期和隨訪;FDG-PET/CT具有PET代謝評估和CT解剖評估的優(yōu)勢,有望改善患者的轉(zhuǎn)移定位、治療計劃和預(yù)后評估,但價格昂貴,不宜作為常規(guī)檢查。此外,腫瘤標(biāo)志物如血清CA125對于提示惡性卵巢腫瘤也有一定意義,但特異性較差。MRI憑借良好的軟組織分辨率和多序列成像在卵巢上皮性腫瘤(epithelial ovarian tumors,EOTs)診斷中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,其功能成像技術(shù),如擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)、擴散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)、動態(tài)增強磁共振成像(dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging,DCE-MRI)及磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)能從微觀上分析病變水分子運動異常、血流灌注異常及組織代謝異常,有效反映腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為,正越來越多地用于EOTs的鑒別診斷、分期及分型、療效監(jiān)測及預(yù)后預(yù)測中?,F(xiàn)就EOTs的多模態(tài)MRI臨床研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
EOTs有良性、交界性和惡性之分[2],不同性質(zhì)腫瘤治療方法不同,術(shù)前準(zhǔn)確定性診斷有助于臨床醫(yī)師制訂合理的治療方案。臨床上常根據(jù)術(shù)中冰凍切片結(jié)果來選擇手術(shù)方式,然而,由于腫瘤體積較大且種類繁多,術(shù)中冰凍切片診斷早期惡性腫瘤的符合率為81%,診斷交界性腫瘤的符合率僅為60%~75%[3]。MR功能成像為EOTs的準(zhǔn)確診斷提供了新的手段。DWI可顯示組織內(nèi)水分子運動、細(xì)胞密集性及細(xì)胞膜完整性等信息,表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)值則能定量反映水分子擴散受限制的程度。當(dāng)腫瘤發(fā)生惡變時,細(xì)胞密度和異型性增高,水分子擴散受限明顯,ADC值降低,這種機制有助于良、惡性鑒別。袁道明等[4]分析了34例良惡性EOTs的DWI特點,通過選取不同的b值計算比較腫瘤實性部分的ADC值,發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤實性部分的DWI信號明顯高于良性腫瘤,ADC值低于后者,且當(dāng)b值為0~800 s/mm2時背景信號穩(wěn)定,圖像為最佳。DCE-MRI是在靜脈注射對比劑后的不同時間間隔獲取圖像,通過監(jiān)測運輸動力學(xué)來定量反映血管容積和通透性。以子宮肌層為參照,EOTs實性部分的時間-信號強度曲線(time-signal intensity curve,TIC)可分為3型:Ⅰ型為漸進(jìn)性強化,無肩部;Ⅱ型為早期中度強化,隨后為平臺期;Ⅲ型為早期明顯強化,隨后為平臺或下降[5]。張彩霞等[6]觀察到,卵巢囊腺瘤多表現(xiàn)為Ⅰ型曲線,囊腺癌多為Ⅱ型曲線,這與吳夢楠等[7]報道一致,表明TIC可以較好反應(yīng)卵巢腫瘤的良惡性,但研究中部分病例的曲線類型存在交叉,因此,需要結(jié)合其他參數(shù)以提高診斷準(zhǔn)確性,其進(jìn)一步對TIC進(jìn)行分析得到相關(guān)定量參數(shù),發(fā)現(xiàn)腫瘤實性部分的容積轉(zhuǎn)移常數(shù)(volume transfer constant,Ktrans)亦有助于良惡性囊腺瘤的鑒別,而速率常數(shù)(rate constant,Kep)與血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)(volume fraction of extravascular extracellular space,Ve)對二者鑒別意義不大。然而,Yuan等[8]研究發(fā)現(xiàn),Ktrans和Ve均與新生血管生成活躍有關(guān),能反應(yīng)腫瘤良惡性及惡性程度,二者對于Ve的意義意見不一致,可能是由于參數(shù)本身的診斷效能較低,對腫瘤血管的灌注和通透性反應(yīng)不靈敏,因此更易受樣本影響。交界性卵巢上皮性腫瘤(borderline epithelial ovarian tumors,BEOTs)和惡性卵巢上皮性卵巢腫瘤(malignant epithelial ovarian tumors,MEOTs)的影像表現(xiàn)常有重疊,如出現(xiàn)囊內(nèi)或囊外贅生物、不規(guī)則實性成分或間隔增厚,常規(guī)MRI難以鑒別[9]。Zhao等[10]試圖利用DWI對BEOTs和MEOTs進(jìn)行鑒別,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)BEOTs實性成分表現(xiàn)為DWI低-中等信號,而MEOTs幾乎均為高信號,BEOTs的實性成分平均ADC值顯著高于后者,當(dāng)閾值取1.039×10-3mm2/s 時,敏感度達(dá)97.0%,特異度為92.2%,符合率為96.4%,但不同學(xué)者提出的鑒別BEOTs與MEOTs的ADC閾值不同[11],究其原因,一方面,ADC值受掃描機器類型、掃描參數(shù)等影響,而不同研究中并沒有統(tǒng)一化;另一方面,樣本數(shù)量、病理類型分布、感興趣區(qū)形態(tài)等可能影響ADC值的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的DWI假設(shè)在b值達(dá)到1000 s/mm2時,水?dāng)U散服從高斯分布,反映了擴散信號強度呈線性衰減。事實上,組織的水分?jǐn)U散受到細(xì)胞膜、細(xì)胞器等復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)的影響和限制,信號強度并不隨b值的增加而呈線性衰減模式[12]。這可以用Jensen等[13]首次提出的非高斯DKI模型來反映,DKI可以更好地描述組織微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。Li等[14]研究了DKI參數(shù)在BEOTs和MEOTs鑒別中的價值,發(fā)現(xiàn)峰度值、擴散系數(shù)具有很好的診斷性能,雖然與ADC值相比沒有明顯的優(yōu)勢,但將ADC值與峰度值結(jié)合可以降低誤診率。Ma等[15]則關(guān)注了EOTs的1H-MRS代謝特征,發(fā)現(xiàn)MEOTs的膽堿(Choline,Cho)水平較高,而BEOTs的N-乙酰天門冬氨酸(N-Acetyl Aspartate,NAA)水平較高,認(rèn)為NAA/Cho比值是鑒別二者的可靠指標(biāo)。另有學(xué)者[16]發(fā)現(xiàn)1H-MRS對良性與交界性囊性上皮性腫瘤的鑒別亦有較高的準(zhǔn)確性,BEOTs囊液的膽堿/肌酸和N-乙酰天門冬氨酸/肌酸比值明顯高于良性腫瘤。
MEOTs發(fā)病隱匿,就診時常已有廣泛腹膜種植與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。根據(jù)歐洲泌尿生殖學(xué)會放射學(xué)指南[17],卵巢癌的術(shù)前分期依據(jù)是CT檢查。然而,CT對于直徑<1 cm的腹膜轉(zhuǎn)移灶敏感性較低[1]。PET/CT雖對淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移較敏感,但往往會低估腸系膜及腸管漿膜面等腹膜轉(zhuǎn)移。MRI功能和形態(tài)學(xué)信息結(jié)合則能彌補以上不足,抑脂T1增強有助于顯示病變的確切范圍,但在常規(guī)T1、T2和抑脂T1中,內(nèi)嵌在腹膜反射中的小腸漿膜種植體常被鄰近結(jié)構(gòu)所掩蓋,DWI則能較好地顯示腸系膜、小腸及結(jié)腸漿膜表面種植灶[18],其DWI表現(xiàn)為高信號的病灶,而周圍腹水、腸內(nèi)容物和脂肪的信號被抑制,病灶得以清晰顯示。由于卵巢癌可能會轉(zhuǎn)移到肺、肝臟等遠(yuǎn)處器官,有學(xué)者[19]認(rèn)為分期時可用全身DWI(whole body diffusion weighted imaging,WB-DWI)進(jìn)行評估。WB-DWI顯示腫瘤的機制是T2加權(quán)、背景抑制及腫瘤擴散受限。Michielsen等[19]對32例卵巢癌病人行手術(shù)前3T WB-DWI/MRI、PET/CT及CT檢查,分析腫瘤影像特點、腹膜及腹膜后分期及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移情況。原發(fā)腫瘤特征顯示的準(zhǔn)確度:WB-DWI/MRI、CT、PET/CT分別為94%、88%、94%;與CT(75%)和PET/CT(71%)相比,WB-DWI/MRI對腹膜分期的準(zhǔn)確性更高,達(dá)91%;腹膜后淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移診斷的準(zhǔn)確度:WB-DWI/MRI與PET/CT均為87%,CT為71%??梢姡琈RI是改善上皮性卵巢癌術(shù)前分期有效工具。研究表明[20],WB-DWI/MRI分期能顯著降低不完全切除率,避免單純CT評估可能導(dǎo)致的無效手術(shù)切除。至于WB-DWI/MRI能否替代診斷性腹腔鏡檢查,有待未來研究進(jìn)一步探討。
MEOTs包括漿液性癌、黏液性癌、子宮內(nèi)膜樣癌和透明細(xì)胞癌等主要組織學(xué)亞型,不同亞型腫瘤具有不同組織形態(tài)特征和生物學(xué)特性,臨床治療及預(yù)后不同[21]。與其他亞型相比,透明細(xì)胞癌對化療的敏感性低,晚期預(yù)后差[22]。因此,術(shù)前區(qū)分透明細(xì)胞癌與其他亞型腫瘤尤為重要。Ma等[23]觀察到,透明細(xì)胞癌的典型MRI表現(xiàn)為大的單房囊性腫塊伴有乳頭狀突起和T1高信號囊液成分,而高級別漿液性癌表現(xiàn)為實性腫塊或多房混合囊實性腫塊伴有小的乳頭狀突起,83%的病灶T1呈等或低信號,Ma等認(rèn)為T1信號差異可能是二者鑒別的重要特征。子宮內(nèi)膜樣癌與透明細(xì)胞癌同屬與子宮內(nèi)膜異位癥相關(guān)的常見組織類型,MRI表現(xiàn)具有一定相似性,但透明細(xì)胞癌的壁結(jié)節(jié)通常較小,表現(xiàn)為局灶性、偏心或息肉樣生長模式,而子宮內(nèi)膜樣癌壁結(jié)節(jié)為大的異質(zhì)性混合腫塊,表現(xiàn)為多灶性、同心性或廣泛的結(jié)節(jié)樣生長[24]。Ono等[21]探討了不同亞型腫瘤之間細(xì)胞數(shù)及ADC值的差異,發(fā)現(xiàn)在透明細(xì)胞癌、高級別漿液性癌和子宮內(nèi)膜樣癌中,ADC值與腫瘤細(xì)胞數(shù)呈顯著的負(fù)相關(guān),其中透明細(xì)胞癌的細(xì)胞計數(shù)最低,ADC值高于高級別漿液性癌和子宮內(nèi)膜樣癌,由此可將透明細(xì)胞癌鑒別開來,但后兩種亞型的ADC值和細(xì)胞計數(shù)無顯著差異。隨著卵巢癌進(jìn)展模型的發(fā)現(xiàn),基于形態(tài)學(xué)、免疫組織化學(xué)和分子遺傳學(xué)研究,MEOTs可分為兩種類型,較常見的侵襲性強的Ⅱ型癌癥和較少見的生長緩慢的Ⅰ型癌癥,Ⅰ型腫瘤包括低級別漿液性癌、低級別子宮內(nèi)膜樣癌、透明細(xì)胞癌、黏液性癌,Ⅱ型腫瘤包括高級別漿液性癌、高級別子宮內(nèi)膜樣癌、惡性混合中胚層腫瘤和未分化癌[25-26]。與Ⅱ型患者相比,Ⅰ型患者的生存期更長,但其對鉑化療、激素治療等標(biāo)準(zhǔn)治療的反應(yīng)性低,需要更個性化的治療[27]。因此,術(shù)前準(zhǔn)確分型對患者的手術(shù)計劃和預(yù)后具有重要意義。研究表明[28-29],MR特征結(jié)合ADC值有助于對上皮性卵巢癌亞型進(jìn)行分類,Ⅰ型腫瘤多為囊性或以囊性為主,Ⅱ型則多為實性或囊實性且體積更小,與Ⅱ型腫瘤相比,Ⅰ型腫瘤的平均ADC值明顯更高且病灶內(nèi)間隔增厚和T1高信號更常見。Li等[30]研究發(fā)現(xiàn),Ⅰ型和Ⅱ型上皮性卵巢癌的DCE-MRI定量參數(shù)亦具有顯著差異,前者的Ktrans值明顯低于后者,表明Ktrans值能反映腫瘤惡性程度,進(jìn)一步證實了Yuan等[8]的結(jié)論。
晚期MEOTs對鉑類化療的反應(yīng)率約為85%,近75%的患者會出現(xiàn)復(fù)發(fā)[31]。早期對治療反應(yīng)進(jìn)行評估,可以使治療最優(yōu)化。由于以腫瘤大小的變化來衡量腫瘤對治療的反應(yīng)往往滯后于腫瘤微環(huán)境變化、細(xì)胞凋亡和壞死等功能反應(yīng)。因此使用MRI作為腫瘤療效評估的生物指標(biāo),需要從強調(diào)形態(tài)學(xué)特征的常規(guī)序列轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ艹上窦夹g(shù),以量化腫瘤功能、代謝和異質(zhì)性。MR功能成像已被作為一種反應(yīng)評估工具在多個癌癥部位進(jìn)行評估[32-33]。動物實驗研究表明DWI的ADC值和DKI參數(shù)值以及DCE-MRI定量參數(shù)是監(jiān)測大鼠EOTs對化療反應(yīng)的可靠生物標(biāo)志物[34-35]。近年來相關(guān)臨床試驗研究亦越來越多,Winfield等[36]對Ⅲ期或Ⅳ期經(jīng)鉑類化療的MEOTs患者進(jìn)行了一項多中心研究,將研究對象分為新診斷組和復(fù)發(fā)組,觀察有反應(yīng)者和無反應(yīng)者治療后ADC值的變化,并探討這些變化與無進(jìn)展生存率和總生存期的關(guān)系。結(jié)果顯示復(fù)發(fā)組在1個治療周期后ADC值增加了47%,新診斷組和復(fù)發(fā)組在3個治療周期后ADC值分別增加了58%和53%,有反應(yīng)者ADC值的升高顯著高于無反應(yīng)者,表明ADC值能反映對治療有反應(yīng)的微結(jié)構(gòu)變化,而且這些變化是早期發(fā)現(xiàn)的。另外,在復(fù)發(fā)組中ADC升高與無進(jìn)展生存期延長相關(guān),表明ADC值的變化還可以預(yù)測患者預(yù)后。另一項研究[37]發(fā)現(xiàn),DKI的峰度值與腫瘤增殖標(biāo)記物Ki-67的表達(dá)相關(guān),亦可作為高級別漿液性癌對新輔助化療反應(yīng)的生物標(biāo)志物,特別是針對細(xì)胞增殖的藥物。以往研究使用了不同形態(tài)的感興趣區(qū)域來進(jìn)行分析,雖然具有臨床意義,但可能低估了整個腫瘤的異質(zhì)性,基于全實體腫瘤體積的直方圖分析通過量化復(fù)雜的參數(shù)分布,是一種更為敏感的反映腫瘤異質(zhì)性的方法[38]。Li等[39]研究發(fā)現(xiàn)全實體瘤體積定量DCE-MRI直方圖參數(shù)雖不能預(yù)測MEOTs的復(fù)發(fā),但與高級別漿液性癌復(fù)發(fā)之間存在顯著相關(guān)性,Ktrans和Kep直方圖值較低時,代表腫瘤復(fù)發(fā)的高風(fēng)險,該研究還表明,無任何MRI形態(tài)特征能預(yù)測MEOTs的復(fù)發(fā)。Lee等[40]研究表明,MEOTs的18氟-氟代脫氧葡萄糖攝取異質(zhì)性與腫瘤復(fù)發(fā)有關(guān),而該研究沒有發(fā)現(xiàn)DCE-MRI直方圖參數(shù)是MEOTs復(fù)發(fā)的預(yù)測因子,結(jié)果不一致可能由于DCE-MRI直方圖參數(shù)受到腫瘤的臨床分期和不同組織亞型的影響。因此,根據(jù)不同的腫瘤分期和組織學(xué)亞型進(jìn)行進(jìn)一步的分層研究是必要的。
對于EOTs的評估,每種MR成像技術(shù)均有各自的優(yōu)勢及局限性,正確認(rèn)識不同技術(shù)的優(yōu)勢并有效地將多模態(tài)MRI進(jìn)行整合應(yīng)用,才能更好地服務(wù)于臨床。Sala等[41]首次采用多參數(shù)成像方法,探討DWI、DCE-MRI和MRS在評估晚期卵巢癌鉑類新輔助化療反應(yīng)中的作用,發(fā)現(xiàn)ADC和Ve均對治療反應(yīng)敏感,可以作為療效評估的指標(biāo),但膽堿濃度不能有效評估治療反應(yīng)。Sala等[41]認(rèn)為,DWI兼具穩(wěn)定性、無創(chuàng)性和廣泛的解剖覆蓋等優(yōu)勢,可能是監(jiān)測晚期卵巢癌患者鉑類新輔助化療反應(yīng)最合適的成像方式。近年有研究[42-43]表明,DCE-MRI在卵巢腫瘤的良惡性鑒別上較DWI更具優(yōu)勢。Malek等[42]發(fā)現(xiàn),DCE-MRI生成的TIC類型對于鑒別附件腫塊良惡性較DWI和ADC更準(zhǔn)確,Singla等[43]的研究亦表明,DCE-MRI的定量參數(shù)最大絕對增強時間和最大斜率,對良惡性卵巢復(fù)雜腫塊的診斷性能均優(yōu)于DWI(ADC值)。然而,施敏敏等[44]研究發(fā)現(xiàn),多b值DWI和DCE-MRI聯(lián)合應(yīng)用能提高卵巢腫瘤術(shù)前診斷準(zhǔn)確性,當(dāng)b=1200 s/mm2時,DWI聯(lián)合DCE-MR的Ktrans值診斷效能最高。隨后,有學(xué)者[45]比較了DWI、DKI、DCE-MRI全實體腫瘤直方圖鑒別BEOTs和MEOTs的診斷性能,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)擴散相關(guān)參數(shù)比灌注相關(guān)參數(shù)更有價值,其中擴散系數(shù)第10百分位值在所有單一指標(biāo)中準(zhǔn)確性最高,擴散系數(shù)與Ktrans組合具有最好的診斷性能。可見,與單一技術(shù)比較,多模態(tài)MRI的綜合應(yīng)用能更大地發(fā)揮MRI在EOTs中的臨床應(yīng)用價值。
隨著MRI技術(shù)的發(fā)展,多模態(tài)MRI在EOTs中的應(yīng)用越來越多,有望改善EOTs患者的臨床管理。但目前研究多為小樣本初步結(jié)果,還有待大樣本、多中心研究證實,另外,由于EOTs組織學(xué)類型復(fù)雜,部分研究結(jié)果不一致,亟待單一組織學(xué)類型分層研究。近年來發(fā)展的磁共振分子成像技術(shù)較傳統(tǒng)影像手段具有實時、無創(chuàng)、無輻射并準(zhǔn)確監(jiān)測腫瘤療效的優(yōu)勢,對MEOTs的早期診斷、靶向治療亦有廣闊的應(yīng)用前景。隨著人工智能的發(fā)展,以深度學(xué)習(xí)、影像組學(xué)及紋理分析技術(shù)為代表的人工智能精準(zhǔn)影像分析技術(shù)在EOTs中的臨床應(yīng)用亦逐漸展開,但其臨床價值尚處于探索階段。多模態(tài)MRI技術(shù)相互融合、新技術(shù)推廣和研究領(lǐng)域拓展將是未來研究的方向。