新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院核磁共振科 (河南 衛(wèi)輝 453100)
任繼鵬 孟 楠 周鳳梅 殷慧佳 王雪佳 韓東明
卵巢腫瘤發(fā)病隱匿,種類繁多[1],輕則長期影響生活質(zhì)量,重則短期危及生命健康。據(jù)統(tǒng)計(jì),進(jìn)展期卵巢癌患者的5年生存率僅有30%,病死率高居?jì)D科惡性腫瘤之首[2],因此準(zhǔn)確的早期診療對(duì)病患的生存及預(yù)后意義非凡[3]。血清糖類抗原125(carbohydrate antigen 125,CA125)是臨床公認(rèn)的惡性卵巢腫瘤主要相關(guān)抗原[4],但近期眾多研究表明,部分良性卵巢腫瘤的CA125水平亦有所上升[5]。擁有單指數(shù)、雙指數(shù)[6]和拉伸指數(shù)[7]等多種數(shù)學(xué)模型的體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion, IVIM)成像,是一種新興的定量磁共振成像技術(shù),能夠使用多個(gè)參數(shù)分別從擴(kuò)散、灌注、異質(zhì)性等角度反映病變特點(diǎn),并已在前列腺癌[8]、乳腺癌[9]的診療及預(yù)后評(píng)估領(lǐng)域獲得認(rèn)可。本研究旨在探討多模型IVIM聯(lián)合CA125對(duì)卵巢腫瘤的定性診斷價(jià)值,以期為臨床診療提供新的參考。
1.1 研究對(duì)象收集2016年9月~2017年6月在新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院行MRI檢查的卵巢腫塊患者。納入標(biāo)準(zhǔn):①患者及家屬知情同意;②卵巢病變者;③掃描后1周內(nèi)行手術(shù)/病理檢查獲得明確病理結(jié)果;排除標(biāo)準(zhǔn):①檢查前接受過放化療;②掃描序列不完整或圖像存在明顯運(yùn)動(dòng)/金屬偽影。符合納入標(biāo)準(zhǔn)的卵巢惡性腫瘤患者共31例,年齡(56±12)歲;良性腫瘤患者30例,年齡(59±11)歲。
1.2 檢查方法應(yīng)用3.0T MR掃描儀(Discovery MR750,GEHealthcare,USA)和8通道相控陣體線圈對(duì)患者進(jìn)行盆腔MRI掃描。掃描序列包括常規(guī)冠狀位、矢狀位、軸位TIWI/T2WI序列(FOV:36×28cm,層厚6.0 mm,層間距2.0mm),軸位多b值DWI序列(SE-EPI序列,F(xiàn)OV:36×28cm,層厚5mm,層間距1mm,b=0,20,40,80,160,200,400,600,800,1000,NEX=2,2,2,2,2,4,4,6,6)。
血清CA125測定方法:抽取未經(jīng)治療患者的空腹靜脈血,采用電化學(xué)化學(xué)發(fā)光免疫分析法檢測。
1.3 圖像處理及分析
1.3.1 圖像后處理方法:將多b值DWI圖像傳至美國GE AW 4.6工作站,利用Functool工具包中的MADC軟件進(jìn)行后處理。由2名不知病理結(jié)果的高年資MR診斷醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行雙盲分析,觀察病灶形態(tài)及信號(hào)特點(diǎn),并測量單指數(shù)模型參數(shù)(ADC-stand值)、雙指數(shù)模型參數(shù)(ADC-slow、ADC-fast和f值)、拉伸指數(shù)模型參數(shù)(DDC和α值)。
1.3.2 ROI的選取方法:手動(dòng)選取ROI,在腫瘤實(shí)性部分勾畫3個(gè)形狀、大小近似的ROI,面積一般為50mm2左右,獲取每個(gè)ROI的平均參數(shù)值,每位觀察者測量2次,取平均值,最終結(jié)果取兩位觀察者的平均值。參考標(biāo)準(zhǔn):①選取腫塊最大的橫斷層面,盡量包括腫塊DWI明顯高信號(hào)區(qū)域;②ROI邊緣與病灶邊緣保持一定距離,以避免容積效應(yīng);③所有ROI的選擇盡量避開肉眼可見的囊變、出血和壞死區(qū)域。
1.4 統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較良性腫瘤組與惡性腫瘤組IVIM序列各參數(shù)值及CA125水平的差異;采用Pearson雙側(cè)檢驗(yàn)法分析良、惡性腫瘤組IVIM序列各參數(shù)值和CA125水平的相關(guān)性;利用受試者工作特征(ROC)曲線評(píng)價(jià)各參數(shù)值的診斷效能及最佳診斷閾值,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。計(jì)算MR常規(guī)平掃+IVIM+CA125水平對(duì)卵巢囊實(shí)性腫瘤良、惡性診斷的敏感性、特異性、準(zhǔn)確度、約登指數(shù)。
2.1 病理結(jié)果良性腫瘤31例,包括漿液性囊腺瘤8例,粘液性囊腺瘤6例,平滑肌瘤3例,成熟性囊性畸胎瘤4例,異位妊娠4例,卵巢囊腫2例,黃體血腫1例,輸卵管結(jié)核3例;惡性腫瘤30例,包括高級(jí)別漿液性癌15例,浸潤性導(dǎo)管癌2例,子宮內(nèi)膜樣腺癌4例,轉(zhuǎn)移癌6例,惡性畸胎瘤1例,黑色素瘤1例,顆粒細(xì)胞瘤1例。
2.2 惡性腫瘤組和良性腫瘤組各DWI模型的參數(shù)IVIM序列掃描后經(jīng)后處理軟件擬合得出的各參數(shù)偽彩圖見圖1。惡性腫瘤組的ADC-stand、ADC-slow、DDC和α值均低于良性腫瘤組,血清CA125水平普遍高于良性腫瘤組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05),惡性腫瘤組ADC-fast和f值與良性腫瘤組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(表1)。
表1 惡性腫瘤組和良性腫瘤組的多模型IVIM參數(shù)及CA125水平測量結(jié)果
2.3 三種模型各參數(shù)以及CA125的診斷效能ADC、ADC-slow、DDC及α值鑒別良、惡性腫瘤的AUC分別為0.988、0.985、0.946和0.742,診斷閾值分別為1.230×10-3mm2/s、0.913×10-3mm2/s、1.230×10-3mm2/s和0.693。
2.4 各類方法與病理結(jié)果比較以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn),MR常規(guī)平掃+IVIM+CA125水平診斷結(jié)果的靈敏度為93.33%,特異度為93.54%;準(zhǔn)確度93.44%,約登指數(shù)86.87%。見表3。
IVIM序列是近年來興起的一種定量MR掃描新技術(shù),它將數(shù)個(gè)乃至數(shù)十個(gè)b值不同的DWI序列整合成一個(gè)整體,利用不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下水分子在不同b值時(shí)信號(hào)衰減程度各異的原理[10],依據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)理論,衍生出單指數(shù)、雙指數(shù)和拉伸指數(shù)三種模型。這三種模型共有6個(gè)參數(shù),分別是反映擴(kuò)散信息的ADC-Stand、ADC-Slow、DDC,反映灌注信息的ADC-Fast、f以及反映組織異質(zhì)性的α。本研究中,卵巢良性病變實(shí)性部分的ADC-Stand、ADC-Slow、DDC值普遍高于惡性病變實(shí)性部分,且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,與眾多研究結(jié)果一致[11]。推測原因,可能是由于惡性病變細(xì)胞密度較良性病變高,細(xì)胞間隙縮小,進(jìn)而導(dǎo)致水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限,相應(yīng)參數(shù)值降低。同時(shí)本研究進(jìn)行了上述三個(gè)參數(shù)的相關(guān)性分析,結(jié)果顯示在反映水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方面,三者之間具有較強(qiáng)的一致性(良性病變組:r=0.920、0.854、0.855,P均<0.05;惡性病變組:r=0.746、0.507、0.548,P均<0.05),且ADC-Slow值均明顯低于ADC-Stand值(P<0.05),這也證實(shí)了單指數(shù)模型IVIM難以真實(shí)反映組織內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)情況的局限性。ADC-Fast、f均是用于反映組織灌注信息的參數(shù),本研究中,卵巢良惡性病變組的ADCFast和f值并無明顯差異,這與Gaing B等[12]的研究結(jié)果略有不同。分析其原因,可能與低b值選取個(gè)數(shù)較少[13],惡性病變微血管受壓較良性病變顯著,長T2的組織信號(hào)干擾[14]等因素有關(guān)。拉伸因子α可以反映組織成分的復(fù)雜程度,其取值范圍在0到1之間,α越趨向1,病變成分越單一;α愈趨向0,病變成分越復(fù)雜。本研究中惡性病變組α值普遍低于良性病變組,且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明惡性病變由于細(xì)胞異型性較大且增殖較快,易使自身出現(xiàn)缺血、壞死等改變,從而增加了組織異質(zhì)性,這與Liu X[15]等的研究結(jié)果一致。
表2 多模型IVIM參數(shù)鑒別卵巢良惡性腫瘤的效能
表3 三種方法分別與病理結(jié)果比較
CA125是一種大分子糖蛋白,因能夠被卵巢漿液性囊腺單抗OC125識(shí)別,故被公認(rèn)為一種重要的卵巢癌相關(guān)抗原,進(jìn)而在卵巢癌的診斷、監(jiān)測以及治療等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[16]。正常情況下,CA125在上皮細(xì)胞內(nèi)少量合成并儲(chǔ)存,且由于細(xì)胞基膜的阻擋,幾乎不能夠分泌進(jìn)入血液。但在惡性腫瘤的發(fā)生與發(fā)展過程中,由于細(xì)胞密度增加,彼此間壓力增大且各種炎性因子相互作用,繼而引發(fā)細(xì)胞產(chǎn)生CA125高表達(dá)連鎖反應(yīng)[17],同時(shí)由于基膜結(jié)構(gòu)被破壞,大量CA125被釋放進(jìn)入血液及各種體液,從而造成體內(nèi)CA125水平顯著升高。本研究中惡性腫瘤組CA125水平顯著高于良性腫瘤組,與上述理論一致。同時(shí),本研究還進(jìn)行了CA125水平與ADC-Stand、ADC-Slow、DDC和α值之間的相關(guān)性分析,結(jié)果顯示在惡性腫瘤組中,CA125水平與ADC-Stand、ADC-Slow、DDC值顯示出一定的負(fù)相關(guān)(r=-0.773、-0.519、-0.507,P均<0.05),與α值則并未顯示出明顯的相關(guān)性。分析其原因,CA125與卵巢癌的分級(jí)密切相關(guān)[18],隨著病變惡性程度的提高CA125水平不斷升高;ADC-Stand、ADC-Slow、DDC值與腫瘤惡性程度密切相關(guān),腫瘤組織侵襲性越強(qiáng),增殖越快,細(xì)胞密度越大,上述三個(gè)數(shù)值越低。故CA125水平與ADC-Stand、ADCSlow、DDC值顯示出一定的負(fù)相關(guān)。雖有研究表明α值亦與腫瘤惡性程度密切相關(guān)[15],但在本研究中其與CA125水平并未顯示出明確相關(guān)性,其可能原因如下:①惡性腫瘤內(nèi)大量腫瘤細(xì)胞壞死,導(dǎo)致異質(zhì)性增加的同時(shí),使CA125的分泌受到一定影響;②本實(shí)驗(yàn)興趣區(qū)的選擇避開了出血、囊變和壞死等部位,人為降低了腫瘤的異質(zhì)性。
本研究的局限性:①卵巢病變類型及病例數(shù)目均較少,實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)存在一定的誤差,今后需要擴(kuò)大樣本量進(jìn)行更加細(xì)化的研究;②由于目前業(yè)內(nèi)關(guān)于卵巢腫瘤的IVIM序列最優(yōu)b值數(shù)量及取值尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),故本研究中相關(guān)取值可能需要進(jìn)一步的優(yōu)化。③本研究中ROI的選擇人為避開了病變的囊變、壞死等區(qū)域,這種選擇可能會(huì)對(duì)組織的異質(zhì)性造成影響,進(jìn)而使α值的診斷效能出現(xiàn)偏差。
通過上述討論分析,IVIM聯(lián)合CA125可以作為卵巢腫瘤定性診斷較為理想的檢查、檢測組合,兩者之間能夠互為補(bǔ)充,有效提高卵巢癌診斷的各項(xiàng)性能指標(biāo),故可以作為一種較為全面的卵巢腫瘤評(píng)價(jià)手段應(yīng)用于臨床中,幫助臨床醫(yī)生制定更加科學(xué)合理的診療方案。
[1]K u r m a n R J,C a r c a n g i u ML,Herrington CS,et al.WHO classification of tumours of female reproductive organs[M].Fouth ed.Lyon:IARC Press,2014.
[2]Salani R,Bristow RE.Surgical manangement of epithelial ovarian cancer[J].Clin 0bstet Gynecol,2012,55(1):75-95.
[3]Kaijser J,Bourne T,Valentin L,et al.Improving strategies for diagnosing ovarian cancer:A summary of the International Ovarian Tumor Analysis(IOTA)studies[J].Ultrasound Obstet Gynecol,2013,41(1):9-20.
圖1-8 女,50歲,高級(jí)別漿液性癌;圖1 軸位DWI常規(guī)視野(b=600s/mm2),示病變呈高信號(hào);圖2 矢狀位不壓脂T2WI圖像,示盆腔后部不規(guī)則腫塊;圖3 ADC-stand偽彩圖示病變部位以綠色為主夾雜斑片狀藍(lán)色信號(hào);圖4 ADC-slow偽彩圖示病變部位信號(hào)呈藍(lán)綠色混雜信號(hào);圖5 ADC-fast偽彩圖示病變內(nèi)可見紅/藍(lán)/綠三色混雜信號(hào);圖6 f偽彩圖示病變部位呈紅黃色混雜信號(hào);圖7 DDC偽彩圖示病變部位呈黃/藍(lán)/綠混雜信號(hào);圖8 α偽彩圖示病變部位呈藍(lán)綠色混雜信號(hào)。圖9 各參數(shù)值的ROC曲線。
[4]Gadducci A,Menichetti A,Guiggi I,et al.Correlation between CA125 levels after sixth cycle of chemotherapy and clinical outcome in advanced ovarian carcinoma[J].Anticancer Res,2015,35(2):1099-1104.
[5]Nakagawa N,Koda H,Nitta N, et al.Reactivity of CA199 And CA125 in histological subtypes of epithelial ovarian Tumors and ovarian endometriosis[J].Acta Medica Okayama,2015,69(4):227-235.
[6]Le Bihan D,Breton E,Lallemand D,et al.MR imaging of intravoxel incoherent motions:application to diffusion and perfusion in neurologic disorders[J].Radiology,1986,161(2):401-407.
[7]Bennett KM,Schmainda KM, Bennett RT,et al.Characterization o f c o n t i n u o u s l y distributedcortical water diffusion rates with a stretched-exponential model[J]Magn Reson Med,2003,50(4):727-734.
[8]葉錦棠,蔡文超,王岳,等.體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)成像對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值[J].放射學(xué)實(shí)踐,2014,29(5):474-476.
[9]鄒雪雪,秦東京,姜興岳,等.DCEMRI聯(lián)合IVIM-DWI鑒別診斷乳腺良惡性病變[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2016,32(4):534-538.
[10]Sumi M,Nakamura T.Head and neck tumors:assessment of perfusion?related parameters and diffusion coefficients based on the intravoxel incoherent motion model[J].AJNR Am J Neuroradiol,2013,34(2):410-416.
[11]Woo S,Lee JM,Yoon JH,et al.Intravoxel incoherent motion diffusion weighted MRimaging of hepatocellular carcinoma:correlation with enhancement degree and histologic grade[J].Radiology,2014,270(3):758-767.
[12]Gaing B,Sigmund EE,Huang WC,et al.Subtype differentiation o f r e n a l t u m o r s u s i n g voxelbased histogram analysis of intravoxel incoherent motion parameters[J].Invest Radiol,2015,50(3):144-152.
[13]Guiu B,Petit JM,Capitan V,et al.Intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging in nonalcoholic fatty liver disease: a 3.0-t MR study[J].Radiology,2012,265(1):96-103.
[14]Sumi M,Van Cauteren M,Sumi T,et al.Salivary gland tumors:use of intravoxel incoherent motion MR imaging for assessment of diffusion a n d p e r f u s i o n f o r t h e differentiation of benign from malignant tumors[J].Radiology,2012,263(3):770-777.
[15]Liu X,Zhou L,Peng W,et al.Comparison of stretched exponential and monoexponential model diffusion weighted imaging in prostate cancer and normal tissues[J].J Magn Resonmaging,2015,42(4):1078-1085.
[16]Gadducci A,Menichetti A,Guiggi I,et al.Correlation between CA125 levels after sixth cycle of chemotherapy and clinical outcome inadvanced ovarian carcinoma[J].Anticancer Res,2015,35(2):1099-1104.
[17]Karaca O,Guler GB,Guler E,et al.Serum carbohydrate antigen 125 levels in nonischemic dilated cardiomyopathy: a useful biomarker for prognosis a n d f u n c t i o n a l m i t r a l regurgitation[J].Congestive heart failure(Greenwich,Conn.),2012,18(3):144-150.
[18]Felder M,Kapur A,Gonzalez-B o s q u e t J,e t a l.M U C 1 6(CA125):tumor biomarker tocancer therapy,a work in progress[J].Mol Cancer,2014,13(1):129.