表觀擴散系數對卵巢漿液性癌亞型的鑒別診斷價值

陸沈明，張國福，劉雪芬，陶祥，谷守欣，張鶴

卵巢癌是婦科惡性腫瘤中最高死亡率的疾病。雖然一些靶向藥物取得了一些進展，但鑒于卵巢癌耐藥異質性，其死亡率依舊接近50%，是目前婦科致死率最高婦科腫瘤[1]。臨床中卵巢惡性腫瘤的最常見類型是上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer，EOC)，漿液型卵巢癌是其中最常見病理學類型，又可分為低級別、高級別兩種亞型[2]。兩者雖病理上均定義為漿液性腫瘤，但起源組織不同，生物學行為也完全不同[3-4]。低級別腫瘤細胞多分化較高、進程相對緩慢、預后較好；高級別漿液性占所有卵巢癌死亡率70%，腫瘤細胞分化低，臨床患者就診時多為進展期、治療后易復發(fā)，預后不良。術前如能準確區(qū)分兩者，則有助于后續(xù)的治療方法選擇[5]。

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)，具有良好的軟組織分辨率、多參數多平面成像等優(yōu)勢且無電離輻射，對婦科腫瘤的定性診斷有較好的應用價值[6-7]。擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)是基于對腫瘤組織內的水分子進行成像的一種成像方法，表現為腫瘤組織內的水分子由于擴散受限，進而表現為相應區(qū)域的低背景下的高信號。腫瘤區(qū)域水分子的運動參數值表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值可做為一種定量指標幫助臨床醫(yī)生判定腫瘤的良、惡性以及某些惡性腫瘤亞型的區(qū)分[8]。相關研究均表明，卵巢惡性腫瘤的ADC值明顯低于良性病變。如何利用ADC值區(qū)分卵巢癌各相關亞型，相關研究較少，其臨床價值也有待進一步明確。

本研究目的在于，通過比較低級別、高級別卵巢癌MRI影像特征和ADC值差異，并研究ADC值與腫瘤免疫組織化學染色(Ki-67表達)的關系[9]。探討MRI的定量指標特征是否有助于術前準確區(qū)分漿液型卵巢癌亞型的可行性。

材料與方法

1.一般資料

搜集2011年-2018年的經組織病理學證實的38例漿液性卵巢癌患者的MRI圖像資料，患者平均年齡(48.8±11.3)歲，包括低級別漿液型卵巢癌(low grade serous ovarian cancer，LGSC)16例和高級別漿液型卵巢癌(high grade serous ovarian cancer，HGSC)22例。納入標準：腫瘤為囊性，實性或囊實混合性，有完整的MRI影像資料，其中DWI序列中b值為(0,1000)mm2/s，無既往盆腔手術史及放療史。排除標準：不具備手術指征而先行輔助化療者，缺失明確的病理組織學診斷。

2.檢查方法

所有病例都采用Siemens Magnetom Avanto 1.5T MR儀，配套體部線圈，患者檢查時保持仰臥位，雙上肢遠離線圈且保持呼吸平靜。掃描范圍自臍水平面至恥骨聯合下緣，若發(fā)現巨大病灶則擴大掃描范圍。MR平掃掃描參數：矢狀面T2WI抑脂序列(TR 4490 ms，TE 83 ms)，視野250 mm×250 mm，矩陣320×240；冠狀面T2WI序列(TR 4290 ms，TE 83 ms)，視野400 mm×400 mm，矩陣320×320；橫軸面T2WI抑脂序列(TR 8000 ms，TE 83 ms)，視野350 mm×350 mm，矩陣256×256；橫軸面T1WI抑脂序列(TR 627 ms，TE 10 ms)，視野380 mm×296 mm，矩陣320×192。DWI掃描參數采用橫軸面平面回波成像(echo planar imaging，EPI)序列(TR 3100 ms，TE 83 ms)，b值為0，1000 mm2/s，視野320 mm×270 mm，矩陣392×320。增強掃描采用靜脈手推注射對比劑馬根維顯(Gd-DTPA)，掃描序列為橫軸面T1WI增強序列(TR 4.89 ms，TE 2.38 ms)，視野380 mm×296 mm，矩陣320×192；矢狀面T1WI抑脂序列(TR 752 ms,TE 12 ms)，視野250 mm×250 mm，矩陣320×240。

3.數據采集與分析

由2名工作年限超過10年的放射醫(yī)師共同觀察分析MR圖像，結果產生分歧則同第三名醫(yī)師協商。通過病理報告系統查詢免疫組化Ki-67的表達。ADC值由一名技師采用兩種方法測量：第一種為小圓形興趣區(qū)(ROI)選擇法，在b值為1000 mm2/s的ADC圖上，避開囊變壞死灶，選取腫塊實性部分最大直徑層面，在病灶中心處勾畫面積為160～220 mm2的圓形或橢圓形的ROI，分別記錄最小值(ADCmin)、最大值(ADCmax)和平均值(ADCmean)，測量在Siemens后處理專業(yè)工作站上進行(圖1a)；第二種為最大層面積ROI法，在b值為1000 mm2/s的ADC圖上，選取病灶的最大層面全面積勾勒病灶，記錄全面積ADC的均值(ADCarea)，測量在Itk-SNAP軟件上進行(圖1b)。同一操作者，一個月后隨機選取10例，分別重復上述兩種方法測量評價組內一致性。另一操作者間隔相同期限下，同樣上述操作，評價組間一致性。

4.統計學方法

計量資料以平均值±標準差表示。在低級別和高級別兩組之間，計量資料采用非配對t檢驗，計數資料采用卡方檢驗或Fisher法進行比較。相關性檢驗檢驗ADC值同Ki-67表達間的相關性。采用受試者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線計算不同測量值診斷HGSC的效能。采用Stata14.2軟件進行統計學分析，P<0.05為差異具有統計學意義。ADC值測量一致性檢驗采用Altman-bland檢驗，采用MedCal統計軟件進行分析。

圖1 56歲，HGSC。a) ADCmap圖上小圓形ROI法，ADCmean為734.3×10-3mm2/s； b) 最大層面積法示意圖，ADCarea為844.9×10-3mm2/s。

圖2 LGSC與HGSC的不同ADC測量值箱式圖。

結 果

本組資料LGSC組平均就診年齡(42.2±9.6)歲，HGSC組平均就診年齡(53.9±10.4)歲，差異有統計學意義(P=0.001，表1)。LGSC組平均Ki-67表達為(19.7±5.6)%，HGSC組平均Ki-67表達為(39.5±5.7)%，HGSC組顯著高于LGSC組(P=0.022，表1)。MRI上，LGSC組病灶表現為囊性、囊實性和實性腫塊病例分別為5例、8例和3例；HGSC組表現為囊性、囊實性和實性腫塊則分別為2例、10例和10例(P=0.003，表1)。

表1 低級別組和高級別組臨床及MRI特點比較

表2 不同ROI法測量的ADC值在HGSC的診斷效能評價

腫塊最大徑方面，LGSC組平均為(9.97±4.5)cm，HGSC組平均為(6.93±2.9) cm(P=0.015，表1)。LGSC組腫塊ADCmean、ADCmin、ADCmax、ADCarea分別為(1457.7±485.4)×10-3mm2/s、(1290.7±487.2)×10-3mm2/s、(1677.8±516.9)×10-3mm2/s和(1828.5±378.9)×10-3mm2/s，HGSC組分別為(855.7±197.8)×10-3mm2/s、(692.4±156.3)×10-3mm2/s、(1084.9±262.3)×10-3mm2/s和(1209.8±316.7)×10-3mm2/s，兩組間對比差異均具有統計學意義(圖2)。ADCmin閾值為860×10-3mm2/s時區(qū)分LGSC和HGSC的敏感度和特異度分別為93.8%和95.5%，ROC曲線下面積(area under curve，AUC)為0.967(表2)。總體上，Ki-67表達同ADCarea呈負相關(r=-0.382，P=0.02)，但在各亞組別則不具有相關性。組內一致性檢驗方面，小圓形ROI法獲取的ADCmean值的一致性最高(圖3)；組間一致性檢驗，小圓形ROI法的ADCmin值的一致性最高(圖4)。

討 論

卵巢上皮性癌占據所有卵巢惡性腫瘤近90%，其中最常見的類型為卵巢漿液性癌。在上皮型卵巢癌中，高級別占70%，低級別占比約5%[10]。最新組織學研究認為LGSC可為交界性漿液性卵巢腫瘤進展而來，而HGSC與輸卵管發(fā)生的原位漿液性癌有關[11]。病理切片上區(qū)分LGSC和HGSC，除了前者細胞異型性低于后者，P53的免疫組織化學染色有較大幫助，LGSC為野生型表達，而HGSC則一般為突變型表達(全陰性或彌漫強陽性)。本組資料結果表明，利用MR定量測量方法能夠很好對HGSC和LGSC進行區(qū)分。LGSC的ADCmean、ADCmin、ADCmax、ADCarea均值均顯著低于HGSC組(P<0.001)。ADCmin診斷HGSC的敏感度和特異度分別為93.8%和95.5%，AUC為0.967，幫助臨床醫(yī)生術前對卵巢癌亞類進行鑒別。

DWI作為一種功能性成像方法，ADC值作為一種測量指標，可定量反映病變內水分子的受限程度，從而提示腫瘤的活性。Surov等[8]Meta分析證實，卵巢癌的ADC值同腫瘤細胞增殖程度(Ki-67表達)呈顯著負相關，明顯高于其他腫瘤(肺癌、前列腺癌、直腸癌等)，這與本研究結果基本一致。Ki-67作為腫瘤細胞增殖活性的重要參數，其表達越高代表腫瘤細胞活性越強、數量越多[11]，反映到MRI圖像則代表其內水分子自由擴散受限，ADC值越低。但在具體亞組內ADC測量值同Ki67表達無相關性，具體原因尚待擴大樣本資料進一步明確。

圖3 ADC值不同測量方法組內測量一致性評價。a)ADCmean；b)ADCmin；c)ADCmax；d)ADCarea。 圖4 ADC值不同測量方法組間測量一致性評價。a)ADCmean；b)ADCmin；c)ADCmax；d)ADCarea。

ADC值用于婦科腫瘤的定性診斷，相關研究報道較多[7,12-14]。筆者前期結果也表明，ADC值可用于幫助鑒別卵巢腫瘤良、惡性以及卵巢實性腫塊和平滑肌瘤，表現為卵巢良性病變的ADC值高于惡性腫瘤，但對于卵巢實性腫瘤，良惡性無顯著差異，盡管實性卵巢腫塊ADC值要低于闊韌帶肌瘤[15]。關于卵巢惡性腫瘤亞型的鑒別，研究相對較少[7]。本研究初步結果表明，ADC測量值能夠很好地對兩者進行鑒別，LGSC組內腫瘤的ADC值普遍要高于HGSC組，這也進一步反映了兩大類卵巢癌腫塊組織內在的異質性差異。考慮到LGSC預后要顯著優(yōu)于HGSC，術前準確區(qū)分腫瘤性質，無疑將有助于臨床術前個性化方案的制定。病理切片顯示，HGSC的細胞異型性(細胞及細胞核的異型性)要顯著高于LGSC，表現為在HGSC中，腫瘤細胞多不規(guī)則生長、細胞外形變化差異較大、細胞核異常分裂像明顯增多及細胞核及細胞漿比例明顯增高等。相對而言，LGSC鏡下多類似交界性腫瘤細胞表現，細胞異型性相對較小，并可見正常支持間質組織。筆者分析ADC值在兩組間的差異亦或同細胞本身的形態(tài)學及相應的腫瘤血供相關。本研究中，筆者只將ADC值同細胞核增殖性的指標ki-67表達進行了相關性分析。后續(xù)具有針對性的將ADC值同細胞本身的異型性及血管生成情況的對比將更有助于闡明ADC值鑒別兩者的內在機制。

為了評價不同ADC測量方法可能對研究結果的影響，筆者選擇了兩種評價方法進行對比評價。雖然，ADC值的組間差異在兩種方法間均具有統計學意義，但小圓形ROI測量法的一致性要高于最大層面積測量法。一項關于肝細胞癌的研究中認為單層最大面積法的一致性明顯高于小圓形ROI法[16]。還有沈敏花等[17]報道認為小圓形ROI測量法不是最優(yōu)的測量方法，而在一個病灶直徑最大的層面上去除出血鈣化、囊腫、壞死部分的不規(guī)則ROI法更優(yōu)越。本研究與此研究結果不一致，主要原因在于：本研究中卵巢腫塊就診時體積較大，并多伴有囊變，其內實性成分分布極其不均勻；其次，本組資料中，21例均表現為腹腔播散病灶，其中低級別有9例，高級別有12例，對于腹腔播散的卵巢癌，最大層面ROI法中不同操作者所選擇的病灶層面差異較大，可能也是同文獻報道結果不一致的原因。由于小圓形ROI法只選擇實性病灶最大層面的中心區(qū)域進行測量，能夠盡可能減低周圍組織對其測量值的影響。而病灶最大層面ROI法測量盡管能夠最大程度代表異質性，但其受周圍組織潛在影響較大，也容易受操作者經驗影響對病灶范圍的勾勒。另外由于部分患者的耐受性差，有時還受腸道蠕動等因素的制約導致DWI圖像邊緣不清，也易導致測量存在差異。

本研究的局限性主要包括如下幾點：①LGSC發(fā)病率較低，因此本組樣本資料相對較少，大樣本的研究將更有助于最終結果的解讀；②本組測量數據均在1.5T MR上完成，3T機器臨床逐漸普及，后續(xù)1.5T和3.0T MR測量值的對比，或有助于闡明高場強下ADC測量值的差異，從而有助于臨床應用。

綜上所述，DWI圖像上的ADC值可用于LGSC和HGSC的鑒別。小圓形ROI測量法可重復性高，較面積法操作容易、簡單。小圓形ROI法中的ADCmin對兩者的鑒別診斷效能最高。