DWI在宮頸癌診斷和放療后療效評價中的價值

王立俠，劉佩芳，葉兆祥

宮頸癌是危害女性健康的常見惡性腫瘤，居婦科惡性腫瘤的第2位。早期診斷和分期對選擇合適的治療手段非常重要。MRI在宮頸癌分期中的價值已得到越來越多的重視，DWI在婦科腫瘤中的應用價值也引起國內外學者的普遍關注［1-4］。本研究通過對宮頸癌組織、正常子宮頸、放療后宮頸癌的擴散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）特點及表觀擴散系數(shù)（ADC）值進行分析，旨在探討DWI在宮頸癌診斷及放療后療效評價中的價值。

材料與方法

1.病例選擇

搜集2005年10月-2011年6月在天津醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院及首都醫(yī)科大學附屬北京朝陽醫(yī)院就診的177例宮頸癌患者，年齡27～68 歲，平均45.5歲。其中鱗癌150例，腺癌27例。全部病例均經手術病理或宮頸活檢證實，且MRI檢查前未接受任何治療。同期收集117例宮頸癌放療后患者，依據(jù)放療前后MRI圖像對比及多次MRI隨診資料，發(fā)現(xiàn)其中放療后恢復正常或炎癥反應者54例，放療后殘存者46例，放療后復發(fā)者（MRI檢查后經活檢病理證實）17例。同時搜集2009年1 月-2009年12 月因其它部位腫瘤行盆腔檢查的患者及子宮體良性病變的患者105例，年齡24～66歲，平均44.5歲，均經宮頸涂片液基細胞學檢查及手術病理證實，排除宮頸上皮病變及癌變，將其列入正常對照組。

2.MRI掃描方法及成像參數(shù)

采用GE 1.5T Twin Speed Infinity with ExiciteⅡ超導型MRI 系統(tǒng)，Torsopa 腹部相控陣線圈。DWI：采用單次激發(fā)自旋回波平面回波成像（SE-EPI）序列，矢狀面及橫軸面成像，TR 4000 ms，TE 58.5ms，層厚6mm，間距1mm，激勵次數(shù)4，視野36cm×36cm，矩陣128×128，b值取0和500s／mm2。

3.圖像后處理及數(shù)據(jù)測量

利用AW 4.2及4.3工作站的Functool 2.0軟件包對圖像進行后處理，獲得宮頸癌、宮頸癌放療后和正常宮頸的DWI圖和ADC 圖。宮頸癌組選取病變中央區(qū)且信號較均勻處放置感興趣區(qū)（ROI），面積約50～150mm2，取平均值作為最終測量值。正常對照組將ROI置于正常宮頸管（ROI面積約50mm2）及纖維基質（ROI面積約50mm2），分別記錄宮頸管及纖維間質的平均ADC值。宮頸癌放療后恢復正常或炎性反應者對比放療前病變部位，將ROI放置于原病變區(qū)，面積50～150mm2；放療后殘存者選取腫瘤存活部分并盡量避免放療后壞死區(qū)放置ROI，面積約50～150mm2；放療后復發(fā)者將ROI放置于復發(fā)腫瘤部位，ROI面積約50～150mm2分別記錄宮頸癌放療后三組不同預后患者的平均ADC值。

4.數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

使用SPSS 13.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以表示，對所測量的ADC 值進行方差齊性檢驗，所測數(shù)據(jù)均呈正態(tài)性分布，采用配對t檢驗比較宮頸管腺體與纖維間質的ADC差異；采用兩獨立樣本量t檢驗比較宮頸癌和正常宮頸的ADC 值，宮頸癌放療后恢復正常或炎癥反應與初診宮頸癌、正常宮頸的ADC 值，放療后殘存與初診宮頸癌、放療后恢復正常或炎癥反應的ADC值，放療后復發(fā)宮頸癌與初診宮頸癌、正常宮頸的ADC 值，P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學意義。應用受試者工作特征（ROC）曲線分析，計算b＝500s／mm2時ROC曲線下面積（AUC），觀察其對于診斷宮頸癌的價值。

結 果

105例正常宮頸DWI圖均可見三層結構，宮頸管腺體呈高信號，外層為宮頸纖維間質，呈低信號，最外層為肌層（圖1）。正常宮頸管腺體和纖維間質的ADC值比較見表1。

表1 正常宮頸管腺體和纖維間質的ADC值比較

177例宮頸癌病灶在DWI上均呈高信號（圖2），依據(jù)侵犯深度不同，低信號的宮頸纖維間質中斷或消失，宮頸癌與正常宮頸的ADC值比較見表2。應用以上標準，當b＝500s／mm2時，診斷宮頸癌和正常宮頸的ROC 曲 線 的AUC 為0.806，95% 可信區(qū)間為0.626～0.985（圖3）。

表2 正常宮頸與宮頸癌的ADC值比較

117例宮頸癌放療后患者中，54例宮頸恢復正常或呈炎性反應（圖4），DWI可顯示宮頸管正常三層結構，但宮頸管腺體及纖維間質邊界較模糊；46例宮頸癌放療后殘存（圖5），DWI示病灶體積較放療前部分縮小，信號減低并于中心可見明顯壞死區(qū)；17例宮頸癌放療后復發(fā)（圖6），DWI示宮頸內及放療后陰道殘端出現(xiàn)異常高信號，邊界不清。宮頸癌放療后三組不同預后病例與初診宮頸癌及正常宮頸的ADC 值比較見表3。

討 論

DWI從分子水平上反映了人體組織的空間組成信息，及病理生理狀態(tài)下各組織成分中水分子的功能變化，能夠檢測出與組織的含水量改變有關的形態(tài)學和生理學的早期改變。b值的大小直接影響ADC 值的測量。隨著b值的升高，組織T2透過效應會越來越小，當b值高達1000s／mm2時，T2透過效應基本可以不予考慮，則DWI圖應與ADC 圖上所反映的信號強度差異相符，其反映的組織擴散情況越真實［2］。

圖1 女，40歲，因卵巢癌入院，宮頸組織學檢查正常。矢狀面DWI圖顯示宮頸三層結構：內層為宮頸管腺體（紫色ROI），呈高信號，ADC值為1.46×10-3 mm2／s；中層為宮頸纖維間質（綠色ROI），呈低信號，ADC值為2.09×10-3 mm2／s；外層為肌層，呈中等信號，與子宮體肌層信號一致。 圖2 女，47歲，宮頸低分化鱗癌。矢狀面DWI圖示宮頸病變呈明顯高信號（紫色大ROI），ADC值為0.727×10-3 mm2／s。 圖3 b＝500s／mm2 時，診斷宮頸癌和正常宮頸的ROC曲線。 圖4 女，58歲，宮頸癌放療后一個月，宮頸細胞學檢查正常。ADC圖示宮頸管腺體（綠色ROI）ADC 值為1.38×10-3 mm2／s，宮頸纖維間質（紫色ROI）ADC值為0.488×10-3 mm2／s。 圖5 女，29歲，宮頸癌放療后3個月，腫瘤殘存。橫軸面DWI圖示宮頸右側腫塊（綠色ROI）ADC 值1.15×10-3 mm2／s。 圖6 女，60歲，宮頸癌放療后3年復發(fā)。橫軸面DWI圖示宮頸局部腫塊（綠色ROI）ADC值為1.17×10-3 mm2／s。

表3 宮頸癌放療后不同預后與初診宮頸癌及正常宮頸的ADC值比較

本研究選擇b＝500s／mm2對盆腔進行DWI檢查的原因包括：信噪比較高，圖像質量較好；圖像偽影較少，不影響病變的檢出、侵犯范圍的確定以及放療后病變的觀察；另外，本研究ROC 曲線分析的結果表明：AUC 為0.806，95%可信區(qū)間為0.626～0.985。因此雖然本研究宮頸癌的ADC 值測量結果與其它研究有一定差異［5］，但綜合考慮各種因素筆者仍然選擇b＝500s／mm2進行研究。

1.正常宮頸的常規(guī)MRI和DWI特點

宮頸組織分為宮頸腺體、纖維間質及外側肌層，隨月經周期的變化較小，MRI信號特征相對較恒定，在T2WI上可分三層結構，分別為最內層為宮頸粘膜層，與子宮內膜相延續(xù)，呈明顯高信號；中間低信號帶與宮體的結合帶相延續(xù)，是宮頸纖維基質中最致密的區(qū)域，含水量最低，呈明顯低信號；外層為子宮肌外層，較薄，呈中等信號［6］。本研究中宮頸在DWI圖上也表現(xiàn)為三層結構，內層呈明顯高信號，中層呈低信號，外層呈稍高信號，與T2WI圖上的三層結構相一致，尤其是中間帶，其DWI信號明顯低于內帶和外帶，表現(xiàn)為極低信號，與內帶和外帶的界線分明，對判斷宮頸癌局部浸潤有一定意義。

本研究測量的正常宮頸腺體和纖維間質間的ADC值差異有統(tǒng)計學意義（t＝2.274，P＝0.025），與DWI圖中的信號強度相對應。這一點與國內某些研究結果不一致［7］，筆者認為在測量ADC 值時，適當縮小視野和ROI面積，并采取多點測量取平均值的方法，可以把宮頸腺體和纖維間質分開，同時由于組織T2效應的影響，在DWI圖上三層結構的信號差異會更明顯。

2.DWI在宮頸癌診斷中的價值

宮頸癌的MRI表現(xiàn)主要為宮頸增大、不對稱增厚或有結節(jié)狀突起。T2WI上腫瘤呈稍高信號，與低信號的宮頸基質有良好的對比，能清楚顯示病灶的形態(tài)、邊界和宮頸基質受侵的深度，是宮頸癌診斷和分期的主要成像序列，但對于宮頸部體積較小或呈條形生長的腫瘤，宮頸體積無明顯變化時，常規(guī)T2WI掃描容易漏診［7］。

本研究中，DWI上宮頸癌呈明顯高信號，無論病灶呈局限性生長或彌漫性浸潤，均易與正常宮頸及鄰近纖維間質或肌層相區(qū)別，由于宮頸間質呈明顯低信號，與高信號的腫瘤組織對比鮮明，可用于評價間質受侵的情況。本研究顯示，宮頸癌的平均ADC 值為（1.08±0.36）×10-3mm2／s，低于正常宮頸的ADC值（1.80±0.47）×10-3mm2／s，與文獻報道一致［3-4］。推測其原因為：宮頸癌細胞增殖旺盛，細胞密度較高，導致細胞外間隙受壓變小，細胞外間隙內水分子的擴散運動受到限制；另外腫瘤細胞的核漿比增加，加上細胞生物膜的限制和大分子物質如蛋白質對水分子的吸附作用也增強，這些原因共同造成惡性腫瘤內水分子的有效運動減弱，而DWI對于檢測水分子的運動非常敏感，因此在DWI上腫瘤組織表現(xiàn)為信號增高，ADC值降低。本組中177例宮頸癌患者，所有病變均經DWI檢出并得到手術或活檢證實。

3.放療后宮頸癌的MRI和DWI表現(xiàn)

MRI在宮頸癌放療療效的監(jiān)測方面具有非常重要的作用。既往對宮頸癌放療后的MRI平掃和增強掃描的研究［8］發(fā)現(xiàn)，放療早期（＜6個月）腫瘤細胞發(fā)生壞死被肉芽組織代替，因兩者都含有豐富的水份，在T2WI呈高信號，難以與腫瘤復發(fā)區(qū)分，T2WI診斷復發(fā)的準確性和特異性均較低（分別為69%和46%）；放療晚期（＞12個月）肉芽組織被纖維結締組織所取代，在T2WI 上呈明顯低信號，可與腫瘤復發(fā)相鑒別，T2WI診斷復發(fā)的準確性和特異性分別升高到88%和81%。近年來文獻則多關注DWI對宮頸癌療效監(jiān)測的價值［9-10］，認為DWI能夠預測宮頸癌殘存和復發(fā)，但入組病例相對略少。本研究發(fā)現(xiàn)宮頸癌放療后腫瘤消失或呈炎性反應的患者，其DWI圖上正常宮頸高-低-中高信號仍然可見，但炎癥反應的存在使其各層之間的邊界模糊；其ADC值較初診宮頸癌ADC 明顯升高（P＝0.000），但與正常宮頸的ADC 值差異仍然較大，其原因可能與炎癥或正常宮頸在受到射線照射后發(fā)生纖維組織增生、組織水腫導致細胞肥大，細胞外間隙縮小一定程度上限制水分子的擴散運動有關；對于宮頸癌放療后腫瘤殘存病例，DWI示腫瘤縮小或腫瘤壞死區(qū)周圍仍可見明顯高信號，其存活腫瘤組織與初診宮頸癌的ADC值無明顯統(tǒng)計學差異（P＝0.190），但與正常宮頸相比，其ADC 值仍然明顯減低（P＝0.000），因此對于宮頸癌放療后的進一步治療提供明顯的指導意義；放療后復發(fā)病例于DWI上宮頸部位或陰道殘端可見明顯高信號病灶，其ADC 值與初診宮頸癌ADC值間無明顯差異（P＝0.060），但與宮頸癌放療后恢復正常組ADC 值有明顯統(tǒng)計學差異（P＝0.02），可能與惡性腫瘤本身的細胞組成及排列有關。因此筆者認為放療后子宮頸由于腫瘤的變性、壞死以及纖維化、肉芽組織增生、宮頸水腫等原因導致T2WI信號混雜及異常，增強掃描出現(xiàn)異常強化而與腫瘤殘存無法分辨時，可通過DWI觀測病變區(qū)域的信號異常并對其進行定量分析，通過測量ADC 值區(qū)分腫瘤殘存或放療后壞死及炎癥反應以及腫瘤復發(fā)。本組17例經DWI檢查考慮為復發(fā)的病例均經活檢證實，說明DWI及ADC值可定性和定量鑒別放療后炎性反應和腫瘤殘存及腫瘤復發(fā)，能用于監(jiān)測宮頸癌放療的療效。

本研究結果顯示，DWI能夠區(qū)分正常宮頸和宮頸癌組織，并可顯示放療后宮頸組織的改變，對放療療效的監(jiān)測和評價具有一定價值。

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