FAIR成像對子宮肌瘤診斷價值的初步研究

王習，王宗英，李鳳致，吳準，孫西河，王錫臻

濰坊醫學院 醫學影像學系，山東 濰坊 261053

引言

子宮平滑肌瘤是育齡期女性生殖系統最常見的良性腫瘤，雖然是良性腫瘤，但是臨床上發現子宮肌瘤給女性患者帶來許多的痛苦，有的子宮肌瘤是月經周期延長、經量增多的主要原因；有的子宮肌瘤會造成痛經、盆腔慢性疼痛；還有些子宮肌瘤會造成育齡期婦女的不孕癥甚至導致分娩并發癥的概率明顯增加[1]。子宮肌瘤的診斷方式多樣，影像學診斷方式主要包括CT、MRI、超聲診斷，其中CT檢查有輻射損傷，超聲檢查雖然方便但是難以評價子宮肌瘤與周圍組織的關系，MRI檢查是能夠兼具定位以及定性診斷的方式，在臨床中的應用越來越普遍[2]。磁共振FAIR成像是一種磁共振灌注成像技術，實際上與脈沖式動脈血質子自旋標記技術原理相同，可以在常規磁共振成像的基礎上，更全面的顯示子宮肌瘤的血流灌注特征，探究患者子宮肌瘤和子宮肌瘤旁正常肌層之間的組織學差異和血流灌注差異。FAIR成像方法最主要的優勢為操作簡單，不需要注射對比劑，尤其是不會產生對比劑的種種不良反應，從而越來越受到醫生和患者的青睞[3]。

1 資料與方法

1.1 研究對象及成像序列

收集2015年12月至2017年12月期間在濰坊醫學院附屬醫院行盆腔磁共振檢查（常規MRI及FAIR成像）并經過臨床科室、常規MRI檢查以及病理學確診為子宮肌瘤的患者，所選患者圖像質量清晰且無其他系統嚴重疾病的患者。共32枚子宮肌瘤被納入研究范圍，其年齡在30～60歲之間。

1.2 MR檢查

磁共振檢查采用美國雙梯度GE 3.0 T與HD Cardiac線圈，對患者行盆腔常規MRI成像（TIWI、脂肪抑制T2WI、動態增強MRI）及FAIR成像，所有患者均取足先進仰臥位。掃描過程中采用飽和帶技術降低腸道內氣體和腹壁皮下脂肪的影響。常規MRI成像及FAIR成像參數，見表1。

表1 MRI常規成像及FAIR序列的成像參數

1.3 圖像后處理

將選定的子宮肌瘤的患者的FAIR圖像傳到GE ADW4.5后處理工作站，利用后處理軟件（Functool軟件）對原始圖像進行處理，得到FAIR序列的圖像。參考常規MRI圖像，在患者的子宮肌瘤和瘤旁子宮肌層區手動勾畫感興趣區域（Region of Interest，ROI），盡量避開子宮肌瘤鈣化或者囊變等特殊信號的區域，并在不超過邊界的基礎上使感興趣區域盡可能大[4]。

1.4 統計學分析

使用SPSS 19.0軟件求得子宮肌瘤和子宮肌瘤旁正常的子宮肌層FAIR序列的均值，均值以用來（x-±s）來表示。對患者的子宮肌瘤和子宮肌瘤旁的正常肌層的FAIR數值進行進行配對樣本t檢驗，P＜0.05認為差異有統計學意義。使用MedCalc（Version 11.4.2.0）進行FAIR診斷子宮肌瘤的ROC曲線分析，并求得曲線下面積、最佳診斷閾值、敏感性及特異性。

2 結果

2.1 MRI常規序列及FAIR序列圖像

MRI常規圖像上，子宮肌瘤在T1WI上與子宮肌層類似（圖1a），在T2WI上子宮肌瘤大多數呈低信號，（圖1b、圖1c）。動態增強磁共振上子宮肌瘤強化較明顯，子宮肌瘤與正常子宮肌層邊界清晰（圖1d）。FAIR圖像能顯示子宮肌瘤與正常肌層的信號差異，但不能清楚地顯示子宮肌瘤的邊界（圖1e）。

2.2 子宮肌瘤和瘤旁子宮肌層FAIR數值的比較

子宮肌瘤患者FAIR數值的均值為107.90±20.92，子宮肌瘤旁的正常肌層FAIR均值為148.98±99.16，子宮肌瘤的FAIR均值低于子宮肌瘤旁的正常肌層，且差異具有統計學意義（P=0.024），見表2。

圖1 宮肌瘤影像圖像

表2 子宮肌瘤與子宮肌瘤旁肌層的FAIR數值比較

2.3 FAIR數值ROC曲線

FAIR數 值 的AUC=0.661（95%置 信 區 間 為0.532～0.775），診斷閾值為≤114.68，敏感度=78.12%，特異度=53.13%；FAIR數值的ROC曲線，見圖2。

圖2 FAIR序列診斷子宮肌瘤的ROC曲線圖

3 討論

3.1 FAIR序列的成像以及研究進展

FAIR序列成像的是利用自體血作為內源性示蹤劑的灌注技術（常常以氫質子作為內源性示蹤劑），其常常用于腦血管的的病變中，可以較好的顯示腦組織血流灌注情況，反映缺血腦組織微循環灌注狀態，FAIR序列對于血流有良好的敏感性，信號強度與成像區域血流有關系，對于病變部位的血流灌注量有良好的評估價值，尤其對腦梗死前期患者灌注異常的超早期顯示具有明顯的優勢，測量病變區中心與正常區的信號強度，可計算出病變區與健側的信號強度差值，定量評估缺血的嚴重程度[5]。腦血管的病變常常引起血流灌注量的改變，同時，FAIR技術結合MRA可以評判大腦中的動脈狹窄或閉塞時腦組織血流灌注情況，將有助于早期臨床治療方案的確定，具有較好的應用前景[6]。

近幾年以來，FAIR序列也逐漸用于除腦血管的病變之外的其他系統的研究中，例如肺部、前列腺、腎臟等系統的研究中。對雙肺進行FAIR灌注成像, 探討無創性肺實質灌注成像的可行性，FAIR序列成像對雙肺的血流灌注基本保持一致，結果需要排除肺部特殊的雙重血液供應、雙肺動脈的解剖差異以及受試者心率和呼吸等影響[7]，FAIR序列在雙肺的灌注中具有較大的研究潛力。在前列腺的應用中，可以從FAIR序列的信號差異得到血流灌注的差異，從而定量研究出正常前列腺組織和癌區前列腺組織的灌注差異，前列腺血流灌注可能成為對前列腺癌進行早期鑒別診斷、分級、治療和預后療效評估的重要生理指標[8]。將FAIR應用于腎臟的研究中，也可以評估腎臟的血流灌注，從而對一些由于供血不足引起的疾病起到觀察和指導作用，例如腎動脈狹窄等。

3.2 FAIR序列對子宮肌瘤的診斷與ROC曲線分析

將FAIR序列在用于盆腔的肌瘤的診斷中，可以觀察子宮肌瘤與子宮肌瘤旁正常肌層的信號差異、測量FAIR數值的大小差異，從而研究兩者的組織學和血流灌注的差異，進一步探究FAIR對子宮肌瘤的診斷價值。大部分的子宮肌瘤在常規的磁共振上的信號為：在T1WI上與正常子宮肌層信號相近或較低，在T2WI大部分子宮肌瘤呈現低信號，少數可以呈現為高信號[9-10]。而這種信號形成的原因與子宮肌瘤的膠原纖維含量有關系，一般認為膠原纖維的含量越豐富（大部分子宮肌瘤膠原纖維含量超過50%），子宮肌瘤內部細胞排列越密集，液體的存儲空間就會越少，而黏蛋白的含量也會越少，液體含量將越低[11]。由于膠原纖維的含量豐富，細胞間隙受到擠壓，大部分的子宮肌瘤液體含量并不豐富。FAIR序列對液體有較高的敏感性，與常規使用的CT或者MRI的動態增強灌注技術（DCE-MRI）相比較，FAIR序列不需體外注射對比劑，從而避免了對比劑所可能造成的副作用[12]。

FAIR成像技術中，子宮肌瘤的成像信號低于正常的子宮肌層，子宮肌瘤的FAIR數值的均值也低于正常的肌層，且統計學分析也有意義。筆者推測這與子宮肌瘤的血流供應有關系：雖然大部分子宮肌瘤的血流供應一般比正常的子宮肌層要高[13]，但是子宮肌瘤的動脈血管網分為兩層：一層是粗大的外層血管網，由較為粗大的動脈血管在肌瘤的表面形成，像球狀比較完整的包繞子宮肌瘤的表面，此層血管網位于子宮肌瘤的假包膜處，圍繞肌瘤成為其主要的供血來源；另一層是致密的內層血管網，由外層血管網向肌瘤內部發出的致密的血管網形成，呈絮狀、片狀或網狀分布，為肌瘤的新生血管[14-15]。正是由于子宮肌瘤這樣的血流供應，我們在工作站中測量時，畫出的感興趣區域一般在子宮肌瘤的中央，也就是相對于子宮肌瘤外層，血流供應較少的區域，測量得到的FAIR數值也就比子宮肌瘤旁的正常的肌層的數值小。同時，我們做出子宮肌瘤和子宮肌瘤旁正常肌層的ROC曲線，通過ROC曲線比較FAIR序列對子宮肌瘤的診斷價值。結果顯示FAIR序列診斷子宮肌瘤的曲線下面積為0.661，特異度為53.13%，敏感度為78.12%，提示FAIR序列對子宮肌瘤有診斷價值，但診斷價值一般，敏感度和特異度都不高，不能作為子宮肌瘤的獨立診斷的序列，但是具有較好的輔助診斷價值以及良好的應用潛力。

3.3 FAIR序列的的應用不足

FAIR序列目前最大的應用局限性在于信噪比低，張帆等[16]認為FAIR技術普遍信噪比較低的原因與氫質子的磁化傳遞有關。雖然目前FAIR技術還沒能完全取代侵入性灌注技術對血流評估的地位，但是，隨著MRI灌注成像技術的快速發展和理論基礎的進一步完善，FAIR技術將會逐步的提高信噪比、減少采集時間、增加掃描層數，在評價顱內和盆腔的腫瘤或者其他的腫瘤血流灌注的方面將有更大的臨床應用潛力。