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不同分期宫颈癌磁共振动态对比增强成像定量参数与表观扩散系数对照研究

2018-03-20张常青赵雪梅张文文

卫生职业教育 2018年5期
关键词:横轴磁共振宫颈癌

张常青,赵雪梅,周 星,张文文,王 平

(甘肃省人民医院,甘肃 兰州 730000)

宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤,发病率居女性恶性肿瘤第二位,仅次于乳腺癌,近十几年来,其发病率和死亡率在我国呈逐年上升趋势,对女性健康造成极大威胁[1]。2009年,国际妇产科联合会(International Federation of Gynecology and ObstetricsFIGO)分期指南指出,不同分期、不同病理类型的宫颈癌治疗方案存在很大差异。随着磁共振技术的发展,MRI已不仅仅局限于扫描成像,而是可以同时进行功能成像,从解剖和病理生理角度对病灶进行定位、定性诊断,成为目前宫颈癌的首选影像学检查方法[2],对降低宫颈癌死亡率具有促进作用。本研究应用宫颈癌磁共振动态增强成像(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)定量参数与弥散加权成像(diffuison weighted imaging,DWI)的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient ADC值),对不同病理类型及分化程度的宫颈癌进行对照分析,研究DCE-MRI定量参数对宫颈癌分期的诊断价值,为宫颈癌的早期诊断和治疗前评估提供依据。

1 对象与方法

1.1 对象

以2014年9月至 2017年7月在我院住院治疗的63例宫颈癌患者作为观察组,所有病例均经临床活检、刮片或手术病理检查证实,其中鳞癌57例,腺癌5例,透明细胞癌1例;同期选择健康志愿者60例作为对照组,宫颈与附件检查未见异常。

1.2 检查方法

使用Siemens Skyra 3.0T磁共振扫描仪和18通道体表相控阵列线圈覆盖盆腔。(1)常规MRI平扫:横轴位T1WI,TR/TE=550 ms/13 ms,层厚 4 mm,扫描间距 1 mm,FOV400×400,NEX2;横轴位、矢状位FSE T2WI加脂肪抑制序列,TR/TE=550 ms/13 ms,层厚 4 mm,扫描间距 1 mm,FOV 400×400,NEX2。(2)DWI扫描:横轴位,单次激发SE-EPI序列,TR/TE=4 500 ms/93 ms,层厚 4 mm,FOV 400×400,扫描间距 1 mm,b值分别取 0 s/mm2、800 s/mm2。(3)DCE-MRI扫描:横轴位、矢状位和冠状位 T1WI增强抑脂扫描,TR/TE=550 ms/13 ms,层厚4 mm,扫描间距1 mm,FOV 400×400,NEX2。每个扫描序列扫描层数为20层,共采集30个序列,反转角度(flip)分别为2度、15度。增强对比剂选用钆喷酸葡胺,用高压注射器自手背静脉注射,剂量0.1 mmol/kg,注射速度2.5 ml/s,注射对比剂后用20 ml生理盐水冲洗。获得35期动态增强图像,单期扫描时间8 s,总扫描时间280 s,第三期扫描开始时注入对比剂。

1.3 图像数据分析

本研究所用扩散敏感因子(b值)为800 s/mm2,通过处理软件获取ADC图,测得ADC值。将DCE-MRI原始图像调入TISSUE 4D软件,行动态对比增强灌注分析,对比微血管灌注伪彩图及基础图像,避开坏死及囊变区,在肿瘤明显强化区选择ROI,选择Fast动脉输入函数(AIF)获得药代动力学定量参数,参数值取平均值,包括体积转运常数(Ktrans)、回流速率常数(Kep)、容积分数(Ve)。在DWI图像上选择病变中央信号较均匀且最明显的区域勾画ROI,ROI大小由病灶而定,每例患者重复测量3次,取平均值,选取3个连续层面,避开囊变、出血及坏死区。由本院两位放射科MRI诊断经验丰富的医师进行影像分析,观察病灶形态和大小、宫颈外缘是否光整、子宫壁基质环是否完整、子宫体及阴道受侵情况,宫旁、盆壁及周围脏器(如膀胱、直肠等)的受累情况和周围淋巴结转移情况等。按照国际妇产科联盟制定的FIGO临床分期标准根据宫颈癌的MRI表现进行分期,Ⅰb期、Ⅱa期、Ⅱb期、Ⅲ~Ⅳ期分别为10例、25例、13例、15例。由于Ⅲ、Ⅳ期宫颈癌患者较少,故列入一组进行比较。临床分期由两位妇科副主任医师通过专科检查进行诊断,经活检、刮片或手术病理检查证实。将MRI分期与临床分期进行对照分析(见图 1、2)。

1.4 统计学分析

采用SPSS 19.0统计分析软件。先进行方差分析,比较组间ADC值的差异,P<0.05表示差异有显著性。再行正态分布检验,正态分布的计量资料以(±s)表示,ADC值与强化程度的相关性采用Pearson相关分析,r值>0.7表示高度相关,0.4~0.7表示中度相关,<0.4表示弱相关。

2 结果

2.1 不同分期宫颈癌ADC值比较(见表1)

随着宫颈癌病情的加重,ADC值呈上升趋势,差异有显著性(P<0.05)。

2.2 不同分期宫颈癌ADC值与DCE-MRI定量参数相关性分析(见表2)

由Pearson相关分析可见,ADC值与Ktrans值呈中度正相关(r=0.513,P<0.001),ADC 值与 Kep值呈弱相关(r=0.307,P<0.01),ADC值与 Ve值无明显相关性(r=0.221,P>0.05)。

图1 正常宫颈(1a:T2WI矢状面;1b:T2WI压脂像横轴面;1c:DWI横轴面)

图2 宫颈中分化鳞癌Ⅰb期(2a:T2WI矢状面显示宫颈软组织肿块呈略高信号;2b:T2WI压脂像横轴面显示宫颈略高信号软组织肿块,基质环完整;2c:DWI横轴面病变呈高信号;2d:ADC横轴面,ADC值减低,ROI区ADC值为0.925×10-3mm2/s;2e:增强早期矢状面T1WI,病变呈不均匀强化)

表1 不同分期宫颈癌患者的ADC值比较(±s)

表1 不同分期宫颈癌患者的ADC值比较(±s)

例数PⅠb期Ⅱa期Ⅱb期Ⅲ~Ⅳ期病理分期 ADC值(×10-3mm2/s)0.862±0.105 0.921±0.061 1.325±0.191 1.483±0.236 10 25 13 15<0.05

表2 不同分期宫颈癌ADC值与Ktrans、Kep、Ve的相关性分析(±s)

表2 不同分期宫颈癌ADC值与Ktrans、Kep、Ve的相关性分析(±s)

病理分期 ADC值(×10-3mm2/s)0.862±0.105 0.921±0.061 1.325±0.191 1.483±0.236例数 Ktrans 0.178±0.101 0.251±0.120 0.372±0.074 0.407±0.105 0.513<0.001 Kep VeⅠb期Ⅱa期Ⅱb期Ⅲ~Ⅳ期r值P 10 25 13 15 0.405±0.186 0.547±0.196 0.780±0.135 0.804±0.124 0.307<0.01 0.427±0.108 0.505±0.146 0、509±0.114 0.579±0.087 0.221>0.05

3 讨论

(1)DWI是一种能在活体上对体内水分子弥散情况进行定量分析的无创性MRI检查方法,组织细胞间水分子的布朗运动是传统DWI的理论基础。DWI具有无创性、操作简单等特点,能够反映组织功能状态[3,4]。ADC值是DWI反映组织弥散特征的重要参数,可通过施加弥散梯度场等方法突显组织内水分子的弥散状态来反映病变组织学情况[5~7]。在快速生长的恶性肿瘤中,细胞密度增加,水分子在细胞外间隙内活动受限,病灶组织的ADC值降低,DWI信号增强,与瘤周正常组织形成鲜明对比,且信号强度不随扩散敏感因子(b值)的变化而减弱,b值是DWI的重要参数,是检验水分子扩散运动能力的重要指标。本研究中,宫颈癌的DWI表现及ADC值具有一定特征性,63例宫颈癌DWI信号增强,明显高于对照组,很容易与正常宫颈组织鉴别。

(2)DCE-MRI是一种基于缩短组织T1弛豫时间的非侵入性功能成像技术,在静脉注射钆类顺磁性对比剂之后对检查部位快速连续多期动态扫描,使用药代动力学模型对时间信号强度数据进行处理,获得血流灌注曲线及参数。DCE-MRI药代动力学模型分析多采用经典的药代动力学双室模型,通过分析对钆对比剂的渗漏回流速率及其在血管内、血管外、细胞外间隙(extra-vascular extracellular space,EES)达到平衡时血管内外钆对比剂的分布改变所引起的T1弛豫时间的改变,得到Ktrans、Kep及Ve值[8],进而动态描述造影剂进入和排出组织的过程,半定量及定量描述组织微环境,包括血管大小和分布、血流异质性、血管通透性等[9,10]。Ktrans是描述对比剂从血管内转移至EES的数值,主要受流经组织的血液含量、血管内皮表面积及通透性的影响。Kep则是描述对比剂自EES回返至血管间隙速率的数值,也可以反映肿瘤微血管的生长状态。Ve值为单位容积组织内EES的体积,主要反映EES大小。本研究中,不同分期宫颈癌患者的Ktrans、Kep随着病情的加重,呈不同程度的上升,差异有显著性(P<0.05)。分析其原因可能是,随着肿瘤组织恶性程度的增加,肿瘤内不成熟新生血管增多,血流增多,肿瘤细胞分泌的血管内皮因子对血管的刺激增强[11],使得血管通透性增加,导致Ktrans值升高。

(3)随着肿瘤的生长,细胞排列越来越密集,空间越来越狭小,而新生血管是肿瘤赖以生存的条件,是为其提供营养的主力军,也为恶性肿瘤的转移提供了有利条件,血管生成程度与侵袭力和恶性程度及预后密切相关[12]。恶性肿瘤血管是肿瘤血行转移的结构基础[13]。宫颈癌分期越低,恶性程度越高,血管形成和营养供应相对不足,易发生出血、坏死等继发改变。Ktrans、Kep及Ve值受肿瘤血管和组织因素的影响,包括血流量、血管密度、血管渗透性、间质压力、细胞成分等[14]。虞祝娟等[15]研究发现,宫颈鳞癌Ⅲ期Ktrans、Kep值高于Ⅱ期,其原因可能是随着临床分期的进展,肿瘤侵袭能力增强,侵犯范围增大,新生血管数目增多,血管通透性增高所致。本研究中,随着肿瘤分化程度的增高,Ktrans、Kep值明显下降,原因可能是随着肿瘤细胞分化程度的增高,肿瘤细胞与正常细胞的形态和功能差异缩小,肿瘤新生血管相对减少,肿瘤血管趋于成熟,血管通透性相对降低。不同宫颈癌分期的Ve值无显著性差异(P>0.05),可能与肿瘤血供复杂、细胞成分及间质压力不同等因素有关。贺中云等[16]研究认为,ADC值能提供肿瘤微循环灌注方面的信息,可作为反映肿瘤血管生成指标的替代参数。临床研究显示,宫颈癌患者的血供呈持续升高趋势,且受分化程度的影响。

本研究病例数相对较少,对宫颈癌具体分化程度、各临床分期未进行详细分类。未来可以对不同分化程度及临床分期组间差异进行大样本研究,对不同的血流动力学模型计算出的血流动力学参数的稳定性进行探讨也是今后研究的重点。

综上所述,不同分期宫颈癌的ADC值与Ktrans、Kep呈明显正相关,对宫颈癌准确分期有一定的参考价值,为宫颈癌不同分期的准确诊断提供依据,有利于临床合理制订治疗计划。

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