畢 秋 呂發(fā)金
多模態(tài)磁共振成像對子宮內(nèi)膜癌的研究
畢秋呂發(fā)金
子宮內(nèi)膜腫瘤;磁共振成像;擴(kuò)散加權(quán)成像;擴(kuò)散張量成像;圖像增強(qiáng);磁共振波譜學(xué);綜述
子宮內(nèi)膜癌(endometrial carcinoma,EC)是婦科最常見的惡性腫瘤之一,近年其發(fā)病率呈上升趨勢[1]。臨床上早期診斷及治療能顯著提高EC的預(yù)后,MRI是EC術(shù)前診斷及分期最重要的影像學(xué)檢查方法[2],尤其是多模態(tài)MRI技術(shù),能綜合各模態(tài)的優(yōu)點(diǎn),提高病變在影像學(xué)上的認(rèn)識[3]。目前EC研究中常用的多模態(tài)MRI主要有常規(guī)MRI、擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)、動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging,DCE-MRI)、擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy,MRS),本文擬對以上5種多模態(tài)MRI的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1.1常規(guī)MRI在正常子宮中的研究T2WI能較好地顯示子宮的結(jié)構(gòu),在T2WI上子宮由內(nèi)向外依次為高信號的子宮內(nèi)膜、低信號的結(jié)合帶、中等信號的外肌層及線樣低信號的漿膜層,各層結(jié)構(gòu)在月經(jīng)周期中變化各異,子宮內(nèi)膜從卵泡期到黃體期逐漸增厚,結(jié)合帶在不同月經(jīng)周期中與外肌層分界的清晰程度無明顯規(guī)律[4]。劉競艷等[5]報(bào)道在T2WI上結(jié)合帶與外肌層之間存在模糊帶,其在卵泡期顯示最窄、最不明顯,由此得出卵泡期是子宮肌層各帶區(qū)解剖顯示最清晰的時(shí)期,對未絕經(jīng)女性應(yīng)盡量選擇卵泡期行MRI檢查。
1.2常規(guī)MRI在EC中的應(yīng)用EC在T2WI上呈稍高信號,通過觀察T2WI上低信號結(jié)合帶是否中斷可以判斷腫瘤是否侵及肌層,輔助腫瘤分期:當(dāng)結(jié)合帶為完整低信號或遭到腫瘤破壞且侵入肌層<50%時(shí),表明腫瘤僅有內(nèi)膜或淺肌層浸潤,處于IA期;當(dāng)腫瘤侵及肌層≥50%時(shí),表明已發(fā)生深肌層浸潤,處于IB期[6]。
2.1DWI在正常子宮中的研究DWI是目前監(jiān)測活體水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)最理想的無創(chuàng)性檢查方法,并以表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)來量化水分子的運(yùn)動(dòng)情況,女性正常子宮在不同月經(jīng)周期的組織學(xué)改變會(huì)引起相應(yīng)ADC值的改變,王琨華等[7]認(rèn)為萎縮期子宮內(nèi)膜ADC值[(1.62±0.37)×10-3mm2/s]顯著高于增生期[(1.29±0.14)×10-3mm2/s]和分泌期內(nèi)膜[(1.27±0.12)×10-3mm2/s]。
2.2DWI在EC中的應(yīng)用
2.2.1診斷及鑒別診斷內(nèi)膜癌組織在DWI上呈高信號,與傳統(tǒng)MRI相比,DWI上的高信號能作為診斷EC的一個(gè)指標(biāo)[8]。Karakas等[9]研究發(fā)現(xiàn)DWI和ADC值能鑒別子宮良惡性病變:EC的ADC值和相對ADC(rADC)值明顯低于子宮內(nèi)膜息肉和黏膜下平滑肌瘤,且當(dāng)ADC界值設(shè)為≤908.5× 10-6mm2/s和rADC界值設(shè)為≤0.70時(shí),其敏感度和特異度分別為90.0%、81.8%和90.0%、77.3%,但目前尚無公認(rèn)的診斷EC的ADC界值,因?yàn)楦餮芯恐械腗RI儀器類別、掃描參數(shù)及b值不同,這些因素均可能影響ADC值。
2.2.2病理級別子宮內(nèi)膜樣腺癌分為低危(G1)、中危(G2)、高危(G3)3個(gè)病理級別,當(dāng)徒手放置ROI時(shí),最小ADC值在G1和G3、G2和G3之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[10]。以上結(jié)果可能是因?yàn)樽钚DC值代表水分子擴(kuò)散最受限的部位,而徒手放置ROI能最大限度地包含整個(gè)腫瘤,故其最小ADC值更能反映腫瘤內(nèi)水分子受限情況,以此來評估腫瘤級別也更準(zhǔn)確。該研究還認(rèn)為平均ADC值在3個(gè)級別間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;但Seo等[11]研究發(fā)現(xiàn)G2、G3的平均ADC值顯著低于G1。總之平均ADC值在EC病理分級方面仍存在爭議。以上研究均受樣本量和掃描條件的限制,增加樣本例數(shù),控制掃描儀器和b值可能成為下一步的研究方向。
2.2.3ADC值測量方法ADC值對EC的診斷、鑒別、分級及分期具有重要意義,而ADC值的測量方法在各個(gè)研究中卻不盡相同,尋找準(zhǔn)確測量ADC值的方法尤為重要。Nougaret等[12]分別用徒手ROI、方形ROI、圓形ROI及5個(gè)小圓形ROI 4種方法測量ADC值,結(jié)果顯示4種方法對最小ADC值或平均ADC值的敏感性均無顯著影響,相對于徒手ROI和5個(gè)小圓ROI,選擇方形或圓形ROI可能更簡單、方便。
Inoue等[13]將ADC圖建立在腫瘤容積測定上來研究病理級別、肌層浸潤及淋巴轉(zhuǎn)移,這種方法能減少樣本偏差,使測量結(jié)果更準(zhǔn)確,也是目前關(guān)于DWI方面的研究熱點(diǎn)之一。
3.1正常子宮在DCE-MRI中的影像學(xué)特點(diǎn)正常子宮的DCE-MRI影像特點(diǎn)分為以下3型[14]:內(nèi)膜下強(qiáng)化帶型、結(jié)合帶早期強(qiáng)化型、全肌層強(qiáng)化型,并且強(qiáng)化方式與月經(jīng)周期有關(guān),其中內(nèi)膜下強(qiáng)化帶型多見于增生期,結(jié)合帶早期強(qiáng)化型和全肌層強(qiáng)化型多見于分泌期和經(jīng)期子宮。
3.2DCE-MRI在EC中的應(yīng)用
3.2.1診斷EC在DCE上相對于肌層呈低信號,尤其在實(shí)質(zhì)期和延遲期較明顯[15],且DCE還可對腫瘤進(jìn)行半定量及定量分析。Ippolito等[16]研究顯示,EC的相對強(qiáng)化率、最大強(qiáng)化率和最大相對強(qiáng)化率明顯低于肌層,而達(dá)峰時(shí)間明顯高于肌層,由此更加準(zhǔn)確地區(qū)別腫瘤和正常肌層。
3.2.2腫瘤分級、分型經(jīng)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描后處理得到的灌注圖像,其灌注參數(shù)能定量評估組織的血供,有助于EC的分級和分型。Ippolito等[17]研究發(fā)現(xiàn),G1期腺癌的相對強(qiáng)化率、最大強(qiáng)化率和最大相對強(qiáng)化率明顯比G2期或G3期高,但G2期和G3期之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Haldorsen等[18]研究發(fā)現(xiàn),子宮內(nèi)膜腺癌的腫瘤微血管血流量(blood flow,F(xiàn)b)和攝取分?jǐn)?shù)高于非腺癌,且II型內(nèi)膜癌比I型具有更低的Fb值。此外,F(xiàn)ukunaga等[19]也認(rèn)為II型內(nèi)膜癌強(qiáng)化程度比I型更高。
3.2.3監(jiān)測療效和判斷預(yù)后Haldorsen等[20]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)腫瘤Fb值和血液到血管外細(xì)胞外間隙的轉(zhuǎn)移常數(shù)(Ktrans)值較低時(shí),腫瘤放化療效果較差,這是因?yàn)镵trans值可以反映腫瘤的灌注和毛細(xì)血管通透性,低Ktrans值代表低灌注,低灌注的腫瘤放化療效果差。Haldorsen等[18]發(fā)現(xiàn)腫瘤微血管增殖越快,F(xiàn)b值越低,而此時(shí)腫瘤惡性程度越高,故低Fb值提示EC患者生存率低。
4.1DTI在正常子宮中的研究DTI是由DWI在多個(gè)線性方向上施加擴(kuò)散敏感梯度而形成的圖像,能更全面地反映水分子擴(kuò)散的各向異性,其測量參數(shù)常用FA值表示[21]。Fujimoto等[22]發(fā)現(xiàn)子宮結(jié)合帶的FA值高于外肌層和子宮內(nèi)膜,并經(jīng)后處理得到纖維示蹤圖(fiber tractography,F(xiàn)T),F(xiàn)T圖能顯示子宮纖維束的方向和排列等情況。
He等[23]對不同年齡段的健康女性進(jìn)行子宮3層結(jié)構(gòu)的活體研究,以此動(dòng)態(tài)觀察FA和ADC值在不同月經(jīng)周期中的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)從經(jīng)期到黃體期,子宮內(nèi)膜的FA值明顯下降,而ADC值明顯升高,無論處于哪個(gè)月經(jīng)周期中,F(xiàn)A和ADC值在子宮3層結(jié)構(gòu)中差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但均與年齡無關(guān)。由于樣本量不足和經(jīng)期宮腔內(nèi)容物的差異,該研究尚待進(jìn)一步完善。
4.2DTI在EC中的應(yīng)用Toba等[24]首次通過DTI技術(shù)對EC離體標(biāo)本進(jìn)行研究,對于有肌層浸潤的標(biāo)本,其鄰近腫瘤的肌層中存在高FA值區(qū)域,而僅內(nèi)膜受侵的標(biāo)本則不存在該區(qū)域,組織病理學(xué)分析發(fā)現(xiàn)高FA值區(qū)域緊緊排列著基質(zhì)細(xì)胞,由此可推斷該FA值升高與肌層浸潤有關(guān)。Zhang等[25]首次通過DTI技術(shù)評估EC活體子宮的淺肌層浸潤,發(fā)現(xiàn)淺肌層的腫瘤區(qū)域ADC值低于正常區(qū)域,F(xiàn)A值高于正常區(qū)域,并且FA值比ADC值敏感度更高,更能反映淺肌層浸潤。在FT圖上發(fā)現(xiàn)肌層浸潤區(qū)域的纖維排列紊亂,這是由于基質(zhì)細(xì)胞增殖所致。該研究為回顧性研究,掃描參數(shù)及當(dāng)時(shí)環(huán)境條件各有差異,這可能會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性,加上樣本量不足,且僅為淺肌層浸潤患者,未來需要前瞻性大樣本研究進(jìn)一步證實(shí)以上研究結(jié)果,還可更深層次地研究DTI參數(shù)與深肌層浸潤、宮頸受累、腫瘤分化級別以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系。
5.1MRS在正常子宮中的研究MRS是一種通過監(jiān)測活體組織代謝物質(zhì)的改變來反映其生物學(xué)特性的無創(chuàng)性影像學(xué)檢查方法,目前對于子宮的MRS研究主要圍繞膽堿(choline,Cho)峰、2 ppm處的物質(zhì)、肌酸(creatine,Cr)峰、脂質(zhì)(lipids,Lips)峰及乳酸(lactate,Lac)峰等進(jìn)行。Cho峰可反映細(xì)胞膜的合成和降解水平;Takcuchi等[26]認(rèn)為在2 ppm處存在的N-乙酰黏液性化合物可能有助于卵巢黏液性腫瘤的診斷;Cr峰主要反映能量代謝情況;Lips峰與細(xì)胞膜中磷脂膜脂質(zhì)的破壞有關(guān);Lac峰的出現(xiàn)常表明氧化磷酸化受到抑制或無氧酵解增加[27]。
5.2MRS在EC中的應(yīng)用Takeuchi等[28]認(rèn)為子宮體惡性腫瘤的Cho峰明顯高于良性病灶,且Cho的水平與腫瘤惡性程度呈正相關(guān)。當(dāng)Cho使用7.00 mmol/L作為界值時(shí),診斷EC的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為91%、100%、100%、83%,這可能是因?yàn)镃ho可反映細(xì)胞膜代謝的活性,在惡性腫瘤中含量升高與腫瘤形成和腫瘤細(xì)胞增殖有關(guān)。Han等[29]在以上研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究EC的臨床病理類型、臨床分期及病理級別與Cho信噪比的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)EC的最大膽堿峰信噪比(the signal-to-noise ratio of choline-containing compounds,ChoSNR)明顯高于良性病灶,II型EC的最大ChoSNR明顯高于I型,并且可以用最大ChoSNR鑒別EC和良性病灶以及I、II型EC,但卻不能鑒別EC的病理級別、類型及分期。然而,最大ChoSNR會(huì)隨著臨床分期升高而增大,也會(huì)隨著腫瘤直徑增大而增大。該研究首次使用從多體素MRS得到的ChoSNR來鑒別EC和良性病灶,因受到樣本量和多體素MRS成像缺點(diǎn)等的影響,未來可在此基礎(chǔ)上做更完善的研究。
常規(guī)MRI能通過觀察T2WI上結(jié)合帶是否中斷直觀判斷肌層是否受侵,但當(dāng)內(nèi)膜變薄或合并其他子宮病變時(shí),結(jié)合帶常顯示不清。DCE-MRI能根據(jù)子宮3層結(jié)構(gòu)之間的強(qiáng)化差異動(dòng)態(tài)觀察EC是否具有肌層浸潤[30],可在一定程度上彌補(bǔ)絕經(jīng)后婦女T2WI上結(jié)合帶顯示不清、腫瘤與周圍正常結(jié)構(gòu)對比差等缺陷,但DCE-MRI需注射對比劑,不適用于肝、腎功能不全患者。DWI能夠通過ADC值定量判斷子宮病變的良惡性和EC的病理級別等,但由于DWI組織分辨率較差,對子宮解剖細(xì)節(jié)顯示欠清,難以分辨結(jié)合帶信號,而T2WI恰好彌補(bǔ)了這一不足。DTI在DWI基礎(chǔ)上引入張量概念,可通過FA值、ADC值及FT圖準(zhǔn)確反映EC肌層侵犯情況。MRS是目前唯一能夠無創(chuàng)推測活體組織化學(xué)物質(zhì)含量的方法,能通過子宮組織代謝信息的變化來鑒別病變,但對EC的診斷、分期及預(yù)后等的報(bào)道較少,有待今后更多此類研究深入探索其臨床價(jià)值。
綜上所述,多模態(tài)MRI在盆腔中的應(yīng)用越來越廣,尤其是在EC研究方面具有巨大的探索價(jià)值,它可使各單一模態(tài)MRI結(jié)果互補(bǔ),從而更好地指導(dǎo)臨床進(jìn)行診斷與治療。
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(本文編輯張春輝)
10.3969/j.issn.1005-5185.2016.10.022
R737.33;R730.42
國家臨床重點(diǎn)??平ㄔO(shè)項(xiàng)目(國衛(wèi)辦醫(yī)[2013]544號)。
重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科重慶400016
呂發(fā)金E-mail: fajinlv@163.com
2016-03-01
2016-05-17