動態增強磁共振成像及擴散加權成像在宮頸癌診斷中的應用

劉靚 呂杰文 呂小嵩

宮頸癌是我國女性最常見的生殖系統惡性腫瘤之一，早期診斷及治療對預后具有重要意義。磁共振成像技術，尤其是動態增強磁共振成像（DCEMRI）及擴散加權成像（DWI）等功能磁共振成像，可從分子水平更精準地反映宮頸癌的血流灌注、分子擴散及組織代謝情況，已初步用于宮頸癌的診斷及分期評價[1]。本研究對比分析宮頸癌組織與子宮肌瘤DCE-MRI 定量參數和DWI 序列表觀擴散系數（ADC）的差異，以期為DCE-MRI 及DWI 用于宮頸癌診斷提供依據。

1 材料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2018年2月～2020年10月我院收治的行病理檢查及磁共振檢查（包括常規掃描、DWI 序列掃描及DCE-MRI 掃描）的59 例患者臨床及影像資料，平均年齡（48.3±10.5）歲。其中宮頸癌患者31 例，子宮肌瘤患者28 例。宮頸癌患者中鱗癌28 例（90.3%），腺癌3 例（9.7%）。

1.2 MRI 檢查方法采用西門子超導磁共振掃描儀Skyra 3.0T 以及腹部18 通道相控線圈。患者頭先進，仰臥位。檢查前囑患者排空大便，適度充盈膀胱，檢查時適當壓迫小腹，并囑患者平穩呼吸，以減少胃腸道蠕動及呼吸運動產生的偽影。掃描方案：所有患者行常規MRI 平掃、DWI 序列掃描和DCEMRI 掃描；DWI 序列掃描取b 值為0、1 000s/mm2。注射造影劑前行校正T1-VIBE 橫斷位掃描（翻轉角2°、15°），用于計算T1 值。共采集30 期，每個動態掃描時間12s。DCE-MRI 行屏氣橫斷位、矢狀位及冠狀位T1-VIBE 掃描。

1.3 圖像分析將所有定量數據傳至西門子工作站Siemens Syngo.via，所有圖像分析均由兩名MRI診斷醫生完成。采用西門子4D-Tissue 軟件依次進行運動校正、圖像匹配、手動勾畫病變感興趣區（ROI）。影像參數提取采用Tofts 藥物代謝動力學模型。軟件自動生成各項定量參數偽彩圖，測量4D-Tissue 灌注成像圖上定量參數：容量轉移常數（Ktrans）、速率常數（Kep）、血管外細胞外間隙容積比（Ve）。在系統自動生成的ADC 圖上選擇病灶的最大層面，在除病灶邊緣之外的中心區域避開液化、壞死及出血等信號不均勻區繪制ROI，測量及記錄平均ADC 值。

1.4 統計學方法采用SPSS 22.0 軟件進行統計學分析，符合正態分布的計量資料采用±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 宮頸癌患者MRI 圖像分析宮頸癌在T2WI 壓脂像呈稍高、高信號，可累及陰道、附件及宮旁組織；DWI 序列呈高信號，ADC 值減低；增強掃描腫瘤呈明顯早期強化，增強晚期造影劑退出。晚期宮頸癌可出現其他臟器轉移，典型病例見圖1。

2.2 宮頸癌與子宮肌瘤DCE-MRI 掃描各定量參數比較宮頸癌的DCE-MRI 掃描定量參數Ktrans、Kep、Ve值高于子宮肌瘤，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

2.3 宮頸癌與子宮肌瘤DWI 圖像及ADC 值比較宮頸癌31 例中DWI 呈高信號27 例（占87.1%），稍高信號4 例（占12.9%）；子宮肌瘤28 例中DWI 呈稍高信號21 例（占75.0%），低、等信號7 例（占25.0%）。宮頸癌平均ADC 值為（0.79±0.14）×10-3mm2/s，子宮肌瘤平均ADC 值為（1.33±0.42）×10-3mm2/s，宮頸癌和子宮肌瘤ADC 值比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。

圖1 74 歲宮頸中分化鱗癌患者MRI 圖像

表1 宮頸癌和子宮肌瘤DCE-MRI 掃描定量參數比較

3 討論

宮頸癌是最常見的女性生殖系統惡性腫瘤之一，且發病呈年輕化趨勢，改善宮頸癌預后及提高患者生存質量面臨新的挑戰[2]。DCE-MRI 及DWI技術可無創反映組織病理生理學特征，為宮頸癌患者早期診斷、準確分期及預后評估提供重要信息[3]，為患者選擇最佳的治療方法、及時調整治療計劃提供可靠的影像學依據，進一步提高療效。

宮頸癌DCE-MRI 定量分析基于對比劑在不同組織中滲透性和灌注程度不同，無創評價組織、腫瘤血管特性及其灌注情況，為宮頸癌及不同組織提供可靠的量化信息。通過注射對比劑后，觀察病灶的強化方式、血流動力學特點，量化分析腫瘤組織微血管密度、血管通透性及細胞外間隙大小等參數[4，5]。本研究采用 Tofts 藥代動力學模型，通過多個參數值和偽彩圖反映組織血流動力學情況，量化分析Ktrans、Kep、Ve。結果顯示，宮頸癌腫瘤組織Ktrans、Kep及Ve值均明顯高于子宮肌瘤組織，表明宮頸癌患者單位時間內對比劑從血液進入組織間隙的轉運容積、從血管外細胞外間隙轉移回血液的速率及血管外細胞間隙中造影劑的百分比均高于宮頸良性病變。其可能的病理生理基礎為：隨著腫瘤惡性程度增高，腫瘤細胞生長迅速，細胞膜不完整、功能不成熟，細胞外間隙增大，腫瘤新生血管增多，密度增加，以及對周圍組織的侵犯，導致腫瘤組織血管通透性增加。新生血管內的對比劑加快了向血管外間隙流入的速度，Ktrans值增大；對比劑通過血管外間隙向血管內回流的速度加快，故Kep值升高；新生血管外的細胞外間隙增加，導致Ve值增大。而子宮肌瘤為良性病變，血管內皮相對完整，對比劑從血管內流入血管外細胞間隙的速度慢，回流速度同樣也慢，與相關報道一致[6，7]。因此，DCE-MRI可有效評估宮頸癌組織的血流灌注情況。

DWI 可反映水分子在活體的擴散特性，ADC 值是其生成的定量參數，綜合反映了成像體素內的布朗運動，與腫瘤細胞的密度具有較好的相關性。與傳統MRI 相比，DWI 及ADC 值更能準確區分宮頸部位良惡性病變[8，9]。本研究結果顯示，宮頸癌與子宮肌瘤組織的平均ADC 值分別為（0.79±0.14）×10-3mm2/s、（1.33±0.42）×10-3mm2/s，宮頸癌ADC值明顯低于子宮肌瘤，可能與宮頸癌病理特征有關，當腫瘤分級越高，細胞分化越差，宮頸癌細胞大多增殖旺盛，數目較多、細胞密度較高，代替了正常宮頸上皮細胞，因而導致腫瘤細胞外容積減少，水分子活動相對受限，另外大分子物質加強了水分子的吸附作用，限制了細胞生物膜，使得宮頸癌病灶DWI 為明顯高信號，ADC 值降低。相反，宮頸肌層或良性病變中細胞數目、形態變化不大，且排列相對整齊，組織內水分活動不受限或輕度受限，故ADC 值相對較高，提示ADC 值可用于診斷及鑒別宮頸癌，與相關報道一致[10，11]。DWI 序列及其生成的ADC 值結合常規MRI 圖像以及臨床資料，可以更好地判斷宮頸腫瘤的性質，從而為臨床治療提供依據。

本研究結果顯示，在MRI 平掃基礎上，DCEMRI 掃描相關參數及DWI 序列ADC 值定量分析均可評估宮頸腫瘤生物學行為，反映宮頸癌及良性病變的血液動力學，可用于宮頸癌的診斷。本研究為初步探討，樣本量較少，未對宮頸癌進行分級研究，還有待進一步深入研究加以論證。