术前动态对比增强磁共振成像、磁共振扩散加权成像在宫颈癌病理分期评估中的应用

谢宗源，李伟兰，谭志斌，李晖，王雅静，王志强

(华北理工大学附属医院,河北唐山063000)

宫颈癌是常见的女性生殖系统恶性肿瘤，我国宫颈癌的发病率逐年上升并趋向年轻化[1]。术前准确分期对临床选择合理的治疗方案及评价预后具有重要意义。常规磁共振成像(MRI)是目前宫颈癌术前病理分期的重要检查方法，但对宫旁浸润的判定准确率差异较大，有待进一步提高[2，3]。动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)和扩散加权成像(DWI)从肿瘤解剖形态学和病理生理学微观结构方面对肿瘤进行定性及定量分析，逐渐在宫颈癌的诊断、分期中得到应用[4，5]。目前对DWI定量参数表观扩散系数(ADC)值与宫颈癌病理分期的相关性研究结果差异较大，鲜有关于DCE-MRI定量参数与宫颈癌病理分期的相关性研究报道。因此，通过优化组合MRI多序列获得形态学及定量参数信息，探索一种诊断效能高、简单实用的宫颈癌术前分期方法具有重要的临床价值。本研究中比较了常规MRI及常规MRI+DCE+DWI对宫颈癌术前病理分期诊断差异，并探讨了DCE-MRI定量参数容量转移常数(Ktrans)、容积分数(Ve)、回流速率常数(Kep)值及DWI定量参数表观扩散系数(ADC)值与宫颈癌病理分期的相关性，旨在为宫颈癌术前精准分期提供依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2014年1月～2018年8月在华北理工大学附属医院接受盆腔常规MRI、DCE-MRI及DWI序列扫描，并经手术病理确诊为宫颈癌患者122例，年龄27～74岁(47.6±9.8)岁，病程3天～6个月。鳞癌109例、腺癌13例，无周围及远处器官转移。纳入标准为原发性宫颈癌，无MRI扫描禁忌证且检查前未做过放化疗者。排除肠道蠕动明显导致图像质量差者。

1.2 MRI检查、DCE-MRI和扩散加权成像(DWI) 采用西门子Skyra 3.0T超导磁共振扫描仪先行盆腔常规MRI扫描:轴位T1WI，轴位、冠状位T2WI，矢状位T2WI(FS)，后行DWI(b=0,1 000 s/mm2)及DCE-MRI轴位扫描。DWI扫描结束后由计算机自动生成ADC图。DCE-MRI采用T1VIBE序列对宫颈肿瘤组织进行扫描，由高压注射器自肘静脉注射顺磁性对比剂钆双胺注射液(Gd-DTPA)，流率3 mL/s，剂量0.1 mmol/kg；共扫描35期动态增强图像(前2期为蒙片，后33期为增强图像)，每期扫描时间为8 s。所有病例由两名经验丰富的MRI诊断医师共同按照2014年版宫颈癌FIGO分期标准采用双盲法进行MRI分期，先行常规MRI阅片，之后行常规MRI+DCE+DWI阅片，意见不统一时经协商后达到共识。将DCE-MRI原始图像调入MMWP工作站应用TISSUE 4D 软件进行分析，获得DCE-MRI定量参数Ktrans、Ve、Kep伪彩图。两名医师共同参考常规T2WI图像，在肿瘤实质部分最大层面上，b=1 000 s/mm2的DWI图像上肿瘤明显高信号及DCE-MRI原始图像上肿瘤明显强化区选择3个面积约30 mm2感兴趣区(ROI)，尽量避开出血、坏死及肉眼可见的血管等结构。测量DCE-MRI定量参数Ktrans、Ve、Kep值,DWI定量参数ADC值，最终结果取3次测量的平均值。

2 结果

2.1 常规MRI及常规MRI+DCE+DWI对宫颈癌病理分期的诊断价值比较 122例患者中,2例Ⅰa期病灶过小在常规MRI及常规MRI+DCE+DWI均未见显示，MRI共对120例患者进行分期。常规MRI扫描结果:Ia期0例，Ⅰb期18例，Ⅱa期22例，Ⅱb期39例，Ⅲa期11例，Ⅲb期7例，Ⅳa期0例。其中，2例Ia期漏诊，4例Ⅰb期高估为Ⅱa期，2例Ⅰb期高估为Ⅱb期，3例Ⅱa期高估为Ⅱb，2例Ⅱa期高估为Ⅲa期，7例Ⅱb期高估为Ⅲa期，3例Ⅲa期高估为Ⅲb期，1例Ⅲb期低估为Ⅲa期，1例Ⅳa期低估为Ⅲb期。常规MRI扫描与病理检查的符合率为79.5%(97/122)，与术后病理分期一致性较好(Kappa=0.73)。常规MRI+DCE+DWI扫描结果:Ia期0例，Ⅰb期22例，Ⅱa期25例，Ⅱb期44例，Ⅲa期13例，Ⅲb期8例，Ⅳa期0例。其中，2例Ia期漏诊，2例Ⅰb期高估为Ⅱa期，2例Ⅱa期高估为Ⅱb期，2例Ⅱb期高估为Ⅲa期，1例Ⅲa期高估为Ⅲb期，1例Ⅳa期低估为Ⅲb期。常规MRI+DCE+DWI扫描与病理检查的符合率为91.8%(112/122)，与术后病理分期具有高度一致性(Kappa=0.89，P<0.05)。

2.2 宫颈癌术后不同病理分期患者Ktrans、Ve、Kep、ADC值比较 宫颈癌术后不同病理分期患者Ktrans、Ve、Kep、ADC值比较，F分别为74.35、27.33、9.33、333.2，P均<0.01。组内两两比较:各期之间Ktrans、Ve、Kep值差异均有统计学意义(P<0.05)；Ⅱb与Ⅲ～Ⅳ期之间ADC值差异无统计学意义，其余各期之间ADC值差异有统计学意义(P均<0.05)，见表1。

表1 宫颈癌术后不同病理分期患者Ktrans、Ve、 Kep、ADC值

2.3 Ktrans、Ve、Kep、ADC值与病理分期的关系 随着宫颈癌病理分期程度增高，Ktrans、Ve、Kep值逐渐增加、ADC值逐渐减低(P<0.05)。病理分期赋值:Ⅰ期=1，Ⅱa期=2，Ⅱb期=3，Ⅲ～Ⅳ期=4。回归方程:Ktrans=0.09+0.08×(病理分期)，Ve=0.26+0.10×(病理分期)，Kep=0.45+0.04×(病理分期)，ADC=1.26-0.12×(病理分期)。

3 讨论

MRI具有软组织分辨率高、多平面、多参数成像等优点，能较清晰地显示宫颈癌累及范围及淋巴结转移情况，是目前宫颈癌术前分期的重要方法。MRI对各期宫颈癌的诊断准确率不同，对于Ⅰa期宫颈癌，MRI诊断价值有限[6]，本研究2例Ⅰa期均漏诊。MRI对于Ⅰb期及以上宫颈癌诊断准确率较高，为94.7%～98.7 %[7]。常规MRI T2WI上肿瘤表现为结节状、团块状及不规则高信号。DCE-MRI上肿瘤呈不均匀强化，正常宫颈呈中等强化，可更清晰地显示肿瘤边界、浸润深度、阴道及邻近结构的侵犯情况。DWI上肿瘤及受累的阴道、宫体及宫旁结构均呈明显高信号，对鉴别肿瘤周围水肿、炎性反应、宫颈部基质及宫旁组织的侵犯情况更有优势[8]。本研究常规MRI扫描术前病理分期中14例过高分期患者及1例过低分期患者，在结合DCE-MRI及DWI后均得到准确分期，常规MRI+DCE+DWI扫描分期与术后病理分期具有高度一致性，优于常规MRI扫描分期，与董雪等[9]报道结论一致。

DCE-MRI还可反映病变血流动力学特点，通过反映对比剂浓度变化情况的药代动力学两室模型定量评估肿瘤血管结构和功能特性，从而计算出血流动力学定量参数[10]:Ktrans、Ve、Kep值。肿瘤的生长依赖于新生微血管的生成，微血管密度随着肿瘤分期程度增加而升高[11，12]，血管通透性随之增大，这为研究对比剂在肿瘤组织中的转运和积累提供了可能。本研究结果表明，Ktrans、Ve、Kep值随着肿瘤病理分期程度增高而逐渐增加。由于病理分期程度越高的宫颈癌，肿瘤新生微血管越多，血管壁越不成熟，血管的通透性增加，对比剂从血管内渗漏到细胞外血管外间隙(EES)的量增大，Ktrans值增大。在EES中分布的对比剂Ve值增大。由于肿瘤新生微血管壁的完整性破坏严重，微血管通透性增加，从EES中向血管廓清的对比剂速率亦增大，Kep值增大。目前很少有关于Ktrans、Ve、Kep值与宫颈癌病理分期关系的研究报道。张庆等[13]研究结果显示,宫颈癌较正常宫颈组织Ktrans、Ve、Kep值显著升高。

DWI定量参数ADC值反映肿瘤组织细胞内外的水分子扩散能力，从而间接反映肿瘤组织的细胞构成。在恶性肿瘤，细胞繁殖旺盛，细胞密度较高，细胞异形性显著，细胞核浆比例较大，细胞外容积减少，细胞膜限制水分子的扩散，在DWI表现为高信号，ADC值减低。另有学者研究[14]表明，恶性肿瘤细胞有丝分裂较快，ADC值降低。本研究结果表明,ADC值随着肿瘤病理分期程度增高而逐渐减低，与张静等[15]ADC值与宫颈癌病理分期具有相关性的研究结论相符，与韦树华等[16]ADC值与宫颈癌病理分期无相关性的研究结论不符，造成结果差异的原因可能是纳入的病例数及ADC值的测量方法不同。

综上所述，DCE-MRI和DWI结合常规MRI对宫颈癌术前病理分期的准确率较高，定量参数Ktrans、Ve、Kep、ADC值与宫颈癌病理分期有一定的相关性。DWI可反映肿瘤的细胞组织学信息，DCE-MRI可反映肿瘤内部的血流动力学信息，将DCE-MRI、DWI及定量参数Ktrans、Ve、Kep、ADC值联合应用对宫颈癌术前分期及临床治疗方案的选择具有一定的指导意义。