T2WI-FS序列影像組學診斷宮頸癌轉移及脈管間隙浸潤的價值

周小玲，賴華，文曦琳，劉春英

作者單位：電子科技大學醫學院附屬婦女兒童醫院 成都市婦女兒童中心醫院放射科，成都 611731

宮頸癌(cervical cancer，CC)的治療以手術聯合放化療為主。而術前準確評估患者淋巴結轉移及脈管間隙浸潤(lymph vascular space invasion，LVSI)狀態，在指導臨床治療中具有重要意義[1-2]。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)具有高組織分辨率，是臨床常見的影像學檢查方式，T2WI可清晰顯示患者宮頸解剖結構，區別腫瘤及周圍正常組織，而T2 加權脂肪抑制序列(T2-weighted imaging fat suppression，T2WI-FS)可進一步增強腫瘤與周圍組織間的對比度，減少偽影及局部炎癥對成像的影響，但傳統T2WI-FS 僅能從定性角度對腫瘤狀態進行分析，而影像組學則可通過計算將病變內影像學信息轉化為定量數據，可更為直觀地反映腫瘤內部特征[3-4]。目前，較少有研究討論T2WI-FS 影像組學標簽在診斷宮頸癌淋巴轉移及LVSI 中的價值，基于以上背景，我院開展如下研究。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析我院2017 年6 月至2020 年6 月間收治的66 例宮頸癌患者臨床資料。(1)納入標準：患者均接受全子宮切除術聯合盆腔淋巴結清掃；經病理檢查證實淋巴結轉移及LVSI；術前均行包括軸位T2WI-FS 在內的MRI 掃描。(2)排除標準：影像學檢查前行放化療等相關治療者；MR 圖像質量差，影響結果判斷者；合并其他惡性腫瘤者。(3)病例資料：66 例宮頸癌患者年齡45～63 (50.46±12.03)歲，病理類型：鱗癌49 例，腺癌13 例，腺鱗癌4 例。分化程度：高分化7 例，中分化33 例，低分化26 例。LVSI 陽性27 例，陰性39 例。淋巴結轉移陽性22 例，陰性44 例。本研究經過本單位醫學倫理委員會批準(批準文號：20170515)，免除受試者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 MRI檢查及圖像處理方法

(1)檢查儀器為飛利浦Ingenia 3.0 T磁共振掃描儀，相控陣8通道腹部線圈。軸位T2WI-FS掃描，掃描參數：TR 5990 ms，TE 66 ms，FOV 320 mm×320 mm，矩 陣320×224，層 厚4 mm。(2)圖像分割：采用3D 感興趣區域(region of interest，ROI)手動分割進行圖像分割。將所有圖像以DICOM格式讀取、處理，圖像預處理使用Artificial Intelligent Kit軟件，將預處理圖像導入ITK-SNAP軟件，由1名具有10 年以上臨床工作經驗的影像學醫生勾畫ROI，ROI 需勾畫出整個瘤體，三維容積重組后生成3D-ROI。(3)特征提取：將所獲得的T2WI-FS 及ROI 圖像分別導入A.K.軟件行特征提取，獲得包括體素強度的一階統計特征值、形態學特征值、灰度共生矩陣(gray level co-occurrence matrix，GLCM)、Haralick 參數、灰度游程矩陣(grey level run length matrix，GLRLM)、灰度區域大小矩陣(gray-level size zone matrix，GLSZM)、基于GLCM與GLRLM 的步長特征值等在內的402 個組學特征值。(4)數據預處理：分別用“0”與“1”表示特征陰性與陽性。后將數據導入A.K.軟件，進行預處理。(5)特征降維：采用單方差分析聯合秩和檢驗(ANOVA+MW)與LASSO 兩種方法篩查與淋巴轉移及LVSI高度相關的重要特征值。

1.2.2 病理學檢查方法

常規HE 染色及免疫組化法得出最終病理檢查結果。病理學特征包括病理類型、分化程度、宮頸間質浸潤深度、淋巴結轉移、LVSI 狀態。免疫組化染色提示CD34 與D2-40 均為陽性即可判定LVSI。

1.3 觀察指標

(1)分析淋巴轉移及LVSI與患者臨床特征間的關系；(2)分析T2WI-FS 影像組學標簽評估患者淋巴轉移的價值；(3)分析T2WI-FS影像組學標簽評估LVSI的價值。

1.4 統計學方法

采用SPSS 19.0 統計軟件處理數據。計量資料如年齡以(-x±s)表示，兩組間行獨立樣本t檢驗，計數資料如病理類型、組織分化程度等用例表示，兩組間行χ2檢驗，繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評價T2WI-FS 影像組學標簽在診斷淋巴轉移及LVSI 中的價值，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 淋巴轉移與患者臨床特征間的關系分析

病理檢查結果提示存在淋巴轉移者共22 例，無轉移者44例，分析淋巴轉移與患者臨床病理檢查結果間的關系發現，淋巴轉移與患者宮頸間質浸潤深度及LVSI 有關(P＜0.05；表1)。

表1 淋巴轉移與患者臨床特征間的關系分析(例)

2.2 LVSI與患者臨床特征間的關系分析

病理檢查結果提示，LVSI 陽性患者共27 例，陰性患者39 例，比較LVSI 陽性及陰性患者病理特征發現，兩組組織分化程度、宮頸間質浸潤深度及淋巴結轉移情況存在顯著性差異(P＜0.05；表2)。

表2 LVSI與患者臨床特征間的關系分析(例)

2.3 T2WI-FS影像組學標簽評估患者淋巴轉移的價值

經降維處理后，最終得到3個有統計意義的影像組學特征參數(包括Correlation angle0 offset7、LongRunEmphasis angle0 offset7、ShortRunEmphasis angle0 offset7)，T2WI-FS 影像組學標簽評估患者淋巴轉移的AUC (95%CI)=0.857 (0.786～0.926)，診斷Sen=85.0%，Spe=86.7% (圖1)。

圖1 T2WI-FS影像組學標簽評估患者淋巴轉移的價值

2.4 T2WI-FS影像組學標簽評估患者LVSI的價值

經降維處理后，最終得到11 個有統計意義的影像組學特征參數(包括MajorAxisLength、SphericalDisproportion、Correlation angle0 offset7、GLCME ntropy AllDirection offset1、GLCME ntropy angle45 offset1、GLCME ntropy angle90 offset1、LongRunEmphasis AllDirection offset7SD、RunLengthNonuniformity AllDirection、RunLengthNonuniformity AllDirection offset4 SD、SurfaceArea、Sphericity)，T2WI-FS影像組學標簽評估患者LVSI 的AUC (95%CI)=0.807 (0.729～0.886)，診斷Sen=68.3%，Spe=88.3% (圖2)。

圖2 T2WI-FS影像組學標簽評估患者LVSI的價值

3 討論

由于CC 早期表現無明顯特異性，多數患者就診時，病情已發展至晚期。手術聯合放化療的綜合性治療是CC 的主要治療方式，而術前淋巴結轉移將對患者術后生存時間產生明顯影響[5]。在術前，有效評估患者淋巴轉移情況，避免對不存在淋巴轉移者進行廣泛性的淋巴清除，降低治療并發癥等臨床治療內容中具有積極意義[6]。目前，術前宮頸癌淋巴轉移的診斷主要依賴淋巴結轉移相關腫瘤標志物，但該方式的診斷敏感度不高，臨床應用價值有限[7-8]。LVSI 是惡性腫瘤常見的病理表現，張婧等[9]研究表示，宮頸癌早期出現LVSI 將縮短患者術后總生存時間與疾病無進展生存時間，是影響患者預后的重要因素。周瀅等[10]研究發現，LVSI 與宮頸癌淋巴轉移間關系密切，并對患者預后有明顯影響。大量研究證實，LVSI與宮頸癌預后密切相關[11]。目前，LVSI 主要經免疫組化技術聯合常規HE染色檢測。術前有效評估宮頸癌LVSI狀態，對宮頸癌患者手術及后續放化療治療方案的制定起著指導性作用[12]。

宮頸組織活檢是宮頸病變診斷的“金標準”，但宮頸活檢取材少，易漏診微小病灶，臨床應用性有限[13]。影像學技術成為了臨床評估宮頸病變，指導臨床治療的重要手段。MRI具有軟組織分辨率高、檢查安全等優勢，借助MRI，醫生可直接觀察腫瘤大小、形態、位置、浸潤深度、淋巴轉移等病理性特征[14]。T2WI 可有效顯示宮頸解剖結構，區分病灶與周圍正常組織，T2WI-FS 掃描可減少偽影，區分局部繼發性炎癥范圍，進一步增強病灶與周圍正常組織間的區別，在評估宮頸病灶性質中具有更高的應用價值，但傳統影像學檢查僅能從定性角度對腫瘤狀態進行評估，評估結果受醫生主觀影響大，臨床應用上具有一定的局限性[15-16]。影像組學可通過自動計算，將病變內部影像學特征轉化為定量數據特征，進而準確、直觀地反映病灶內部特征，在評估患者病情、制定治療方案、預測患者預后中具有良好作用[17-18]。近年來，影像組學已成為臨床研究的熱點，組學標簽模型的建立可為宮頸癌診斷提供有效參考[19]。利用T2WI-FS建立影像組學表現模型，在術前有效診斷宮頸癌淋巴轉移與LVSI狀態中具有積極意義[20]。

僅憑借臨床病理特征，在反映腫瘤性質及淋巴結狀態中受醫生主觀影響大，而影像組學標簽作為客觀參數，在評估腫瘤性質、淋巴轉移及LVSI 中的準確性更高，臨床應用價值更強。本研究對66 例CC 患者術前T2WI-FS 圖像進行特征提取、降維等處理后，共有11 個組學標簽最終提示有統計學意義，而紋理特征在納入組學標簽中的占比較高，說明反映腫瘤各體素間空間關系的特征，在判斷腫瘤內部異質性中價值較高[21]。繪制ROC 曲線發現T2WI-FS 影像組學標簽評估患者淋巴轉移的中的AUC=0.857，診 斷 Sen=85.0%，Spe=86.7%，評估患者LVSI 的AUC=0.807，診斷Sen=68.3%，Spe=88.3%。侯麗娜等[22]研究證實，聯合基于多參數MRI的影像組學標簽和MRI 評價淋巴結狀態建立的融合模型可作為術前評估宮頸癌淋巴結轉移的輔助手段，而李海蛟等[23]研究發現，不同序列MRI紋理特征在反映宮頸癌新輔助化療療效中具有良好效能，與本研究結論相似，說明MRI影像組學在評估宮頸癌癌灶狀態、預測患者治療效果及預后中均具有良好價值，可為宮頸癌的診斷及治療提供參考。

綜上所述，淋巴結轉移及LVSI 間相互影響，兩者均受到宮頸間質浸潤深度的影響，T2WI-FS 影像組學標簽在評估患者淋巴轉移及LVSI 中均具有較高的效能，在宮頸癌患者術前病情評估，指導手術治療方案及預后預測中均具有較高的應用價值。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。