米紅蘭，程杰軍，殷 霞，朱 莉，林 聰，路 青

1. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院放射科，上海 200127；2. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院婦產(chǎn)科，上海 200127

淋巴脈管浸潤（lymphovascular space invasion，LVSI）是淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的重要前奏[1-2]，是早期宮頸癌局部復(fù)發(fā)和伴癌生存的高危因素之一[3-4]。2018 FIGO（International Federation of Gynecology and Obstetrics）分期將有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的宮頸癌單獨(dú)歸為Ⅲ C期，而LVSI不影響分期；但對于早期無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的宮頸癌患者，如果LVSI存在，仍需要考慮盆腔淋巴結(jié)清除術(shù)[5]。因此，術(shù)前確定LVSI情況有助于為早期宮頸癌制定最優(yōu)治療決策。然而，目前LVSI的確定主要依靠術(shù)中或術(shù)后病理，治療前并無有效評估方法。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）已逐漸成為宮頸癌治療前常規(guī)的檢查手段，常規(guī)MRI可用于宮頸癌灶的形態(tài)和侵犯范圍的評估，但對于癌灶的細(xì)微結(jié)構(gòu)和功能代謝難以顯示[6]。體素不相干運(yùn)動（intravoxel incoherent motion，IVIM）MRI與動態(tài)對比增強(qiáng)（dynamic contrast enhancement，DCE）MRI是2種功能成像方法，可用于無創(chuàng)評估組織的代謝和微循環(huán)等生物學(xué)信息，已成功應(yīng)用于宮頸癌的診斷和療效預(yù)測[7]，然而其對于早期宮頸癌LVSI的評估效能仍不明確。因此，本研究嘗試通過分析IVIM MRI和DCE MRI相關(guān)參數(shù)和指標(biāo)與早期宮頸癌LVSI狀態(tài)的關(guān)系，為早期宮頸癌術(shù)前精準(zhǔn)個體化評估提供參考依據(jù)，從而幫助臨床制定更好的治療策略。

1 對象與方法

1.1 研究對象

收集2017年5月—2019年1月于上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院婦產(chǎn)科行宮頸癌手術(shù)的病例。患者納入標(biāo)準(zhǔn)：①FIGO分期在Ⅱ B期以下。②行根治手術(shù)和盆腔淋巴結(jié)清除術(shù)，且進(jìn)行了術(shù)前IVIM MRI和DCE MRI檢查。③ 術(shù)前無放射治療、化學(xué)治療、錐切。④術(shù)后病理資料完整。共納入85例宮頸癌患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①成像質(zhì)量差或缺失序列（n=3）。②MRI檢查和手術(shù)間隔超過14 d（n=5）。③病灶過小，少于5個像素或范圍少于2層圖像（n=6）。④病理結(jié)果顯示已有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（n=15）。經(jīng)過排除后，本研究最后納入56例患者。在納入的患者中（截至2019年6月），2例患者宮頸癌術(shù)后復(fù)發(fā)（其中1例已死亡），1例患者發(fā)生肝臟轉(zhuǎn)移，這3例患者均是當(dāng)時術(shù)后病理結(jié)果為LVSI陽性、無明確淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者；2例患者失去聯(lián)系；其余患者未發(fā)生宮頸癌復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移、死亡。

1.2 淋巴脈管浸潤病理判定

所有手術(shù)標(biāo)本均按標(biāo)準(zhǔn)病理程序處理。LVSI被定義為腫瘤細(xì)胞存在于無肌壁結(jié)構(gòu)、有內(nèi)皮細(xì)胞環(huán)繞的空間內(nèi)[2]。預(yù)先根據(jù)既往病理結(jié)果排除有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例，余56例患者的標(biāo)本切片再次由2名具有5年以上婦科腫瘤判定經(jīng)驗(yàn)的病理科醫(yī)師按照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。病理科醫(yī)師對既往結(jié)果不知情，產(chǎn)生分歧時，2名醫(yī)師結(jié)合既往病理記錄進(jìn)行協(xié)商確定最后結(jié)論。由于使用常規(guī)光學(xué)顯微鏡難以區(qū)分血管和淋巴管，且缺乏可重復(fù)性，本研究中沒有嘗試區(qū)分腫瘤存在于淋巴管還是血管[2]。

1.3 MRI檢查方法

所有MRI掃描均使用3.0T 德國西門子Skyra MR掃描儀，搭配18通道相控陣體線圈進(jìn)行?；颊哐雠P位，頭先進(jìn)。掃描包括常規(guī)軸位T1加權(quán)成像（T1 weighted image，T1WI）、軸位T2WI、軸位壓脂T2WI、矢狀位T2WI成像序列，功能成像包括軸位IVIM和軸位容積插值屏氣檢查（volume interpolated breath-hold examination，VIBE）DCE序列，軸位為垂直于宮頸長軸，主要序列參數(shù)設(shè)置見表1。IVIM序列共設(shè)置9個b值，分別為0、20、50、100、150、200、500、1 000、1 500 s/mm2，激勵次數(shù)分別為 1、1、1、2、2、2、2、3、3，采集時間為 9 min 40 s。采用隨機(jī)軌跡時間分辨率成像（time-resolved imaging with interleaved stochastic trajectories，TWIST）行 宮 頸軸位的VIBE DCE 掃描，平均激勵次數(shù)為1，翻轉(zhuǎn)角度15°，第一期5.6 s，其余每期2.3 s，共130期，掃描時間約5 min。第一期結(jié)束后使用高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注入馬根維顯對比劑，劑量為0.1 mmol /kg、流率為4 mL/s，對比劑注射結(jié)束后用同樣速率注入生理鹽水20 mL。

表1 MRI掃描參數(shù)Tab 1 MRI scanning parameters

1.4 圖像處理與分析

在PACS瀏覽器上聯(lián)合常規(guī)MRI和DCE MRI圖像測量腫瘤的最大徑和腫瘤對于宮頸肌層的浸潤深度（比例），并按照閾值分別為4 cm（腫瘤最大徑）、1/2[腫瘤浸潤宮頸肌層深度（比例）]進(jìn)行分組。另將IVIM MRI和DCE MRI圖像分別導(dǎo)入IMAge/enGINE軟件[8]和西門子TISSUE 4D軟件中。DCE MRI圖像經(jīng)過Tofts 模型進(jìn)行計算處理。感興趣區(qū)繪制參考常規(guī)MRI圖像（包括T1WI和T2WI）和ADC圖像，分別在b值為1 000 s/mm2的DWI圖像上和DCE顯示宮頸癌輪廓最佳的圖像上選取腫瘤最大橫截面進(jìn)行勾畫，盡可能包含整個腫瘤區(qū)域，同時避開壞死、囊變區(qū)和血管。在DWI圖像上勾畫的感興趣區(qū)可自動復(fù)制到對應(yīng)IVIM參數(shù)圖上。最終通過軟件分別自動獲得真彌散系數(shù)（D）、假彌散系數(shù)（D*）、灌注分?jǐn)?shù)（f）和容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)（Ktrans）、速率常數(shù)（Kep）、血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)（Ve）的值。所有圖像感興趣區(qū)勾畫及測量分別由具有3年和16年盆腔MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立完成。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。通過計算組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficients，ICC）評價觀察者間對腫瘤各測量值的一致性。ICC＞0.75認(rèn)為是觀察者間具有一致性[9]。LVSI陽性組和LVSI陰性組的分類資料以實(shí)際例數(shù)描述，使用χ2檢驗(yàn)評估LVSI陽性組與LVSI陰性組之間宮頸癌病理類型、分化程度、FIGO分期、腫瘤最大徑及肌層浸潤深度（比例）的差異；如單位例數(shù)小于5，則采用確切概率法計算。LVSI陽性組和LVSI陰性組、不同病理類型、不同分化程度、不同F(xiàn)IGO分期之間的定量資料以±s表示。如符合正態(tài)分布，則采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析；如不符合正態(tài)分布，則采用秩和檢驗(yàn)分析。進(jìn)一步對LVSI陽性組和LVSI陰性組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)與病理類型和分化程度共同納入Logistic 回歸分析中進(jìn)行多因素分析；并進(jìn)行受試者操作特征曲線（receiver operator characteristic curve，ROC curve，ROC曲線）分析評估其對LVSI狀態(tài)的診斷效能。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病例基本特征

56例早期宮頸癌患者中，有LVSI者25例（44.64%），無LVSI者31例（55.36%）。患者臨床和病理特征見表2。LVSI陽性組與LVSI陰性組患者的年齡、FIGO分期、病理類型、腫瘤分化程度、腫瘤最大徑比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 LVSI陽性組與LVSI陰性組患者的臨床、病理和常規(guī)MRI測量指標(biāo)比較Tab 2 Comparison of clinical parameters, pathological parameters and conventional MRI measuring parameters between LVSI positive group and LVSI negative group

2.2 MRI表現(xiàn)

癌灶在T1WI上呈稍低信號，在T2WI 及壓脂T2WI上呈稍高信號，在IVIM較高b值上呈高信號彌散受限，在DCE上呈均勻或不均勻早期強(qiáng)化，后期強(qiáng)化多弱于周圍宮頸實(shí)質(zhì)，病灶內(nèi)囊變/壞死區(qū)無強(qiáng)化（圖1）。2名放射醫(yī)師對腫瘤最大徑和肌層浸潤深度（比例）測量一致性較好，ICC分別為0.919和0.896。LVSI陽性組與LVSI陰性組間腫瘤最大徑的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，肌層浸潤深度（比例）的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000），且LVSI陽性組中約88%的病例肌層浸潤深度（比例）≥1/2，而LVSI陰性組僅有32%的病例肌層浸潤深度（比例）≥1/2（表 2）。

圖1 早期宮頸癌患者的MRI圖像Fig 1 MRI images of early cervical cancer patients

2.3 單因素分析不同F(xiàn)IGO分期、不同術(shù)后病理結(jié)果組間IVIM與DCE定量參數(shù)的差異

2名放射醫(yī)師對癌灶定量參數(shù)測量結(jié)果一致性較好，IVIM相關(guān)參數(shù)的ICC分別為D值（0.917）、D*值（0.853）、f值（0.880），DCE相 關(guān) 參 數(shù) 的ICC分 別 為Ktrans值（0.923）、Kep 值（0.896）、Ve 值（0.852）。f值、Ve值在鱗癌與腺癌組間比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.006，P=0.010）；而IVIM與DCE相關(guān)參數(shù)在中至高分化與低分化組間以及FIGO Ⅰ B與Ⅱ A期組間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。LVSI陽性組的D*值、Ktrans值顯著低于LVSI陰性組（P=0.004，P=0.003），f值、D值、Kep值、Ve值在LVSI陽性組和LVSI陰性組之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（表3、圖2）。

表3 不同F(xiàn)IGO分期、不同術(shù)后病理結(jié)果之間IVIM與DCE定量參數(shù)的差異Tab 3 Comparison of IVIM and DCE quantitative parameters among different FIGO stages and postoperative pathologies

圖2 早期宮頸癌患者的IVIM、DCE MRI圖像和病理圖像Fig 2 IVIM、DCE MRI images and pathological images of early cervical cancer patients

2.4 Logistic回歸分析及ROC曲線分析

將病理類型和分化程度以及單因素分析LVSI狀態(tài)中差異有統(tǒng)計學(xué)意義的定量參數(shù)（D*、Ktrans）和指標(biāo)[肌層浸潤深度（比例）]共同納入Logistic回歸分析中；由于Ktrans與D*為連續(xù)變量，且兩者數(shù)值上相差6個數(shù)量級，因此將其進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后再納入回歸分析中。結(jié)果顯示肌層浸潤深度（比例）與Ktrans是早期宮頸癌發(fā)生LVSI的獨(dú)立相關(guān)因素，P值分別為0.005和0.046，而D*參數(shù)P值為0.054。納入ROC曲線分析后，肌層浸潤深度（比例）獲得最高曲線下面積（area under the curve，AUC）值0.760，其次為D*值、Ktrans值；肌層浸潤深度（比例）和Ktrans值聯(lián)合診斷AUC為0.839，準(zhǔn)確度為76.8%；納入D*值后診斷效能進(jìn)一步提高，AUC值為0.874，敏感度為84.2%，特異度為90.3%，準(zhǔn)確度為87.5%（表4、圖3）。

表4 診斷早期宮頸癌LVSI狀態(tài)的ROC曲線分析Tab 4 ROC curve analysis of diagnosis of LVSI status for early cervical cancer

圖3 診斷早期宮頸癌LVSI狀態(tài)的ROC曲線Fig 3 ROC curve of diagnosis of LVSI status for early cervical cancer

3 討論

本研究通過IVIM和DCE功能MRI對56例早期宮頸癌患者LVSI情況進(jìn)行評估，結(jié)果顯示，癌灶肌層浸潤深度（比例）和Ktrans是早期宮頸癌發(fā)生LVSI的獨(dú)立關(guān)聯(lián)因素，聯(lián)合D*可提高診斷LVSI狀態(tài)的效能，AUC可達(dá)0.874，敏感度為84.2%，特異度為90.3%，準(zhǔn)確度為87.5%。

LVSI的存在提示腫瘤具有較高的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的可能性，與患者預(yù)后密切相關(guān)，即使對于術(shù)中前哨淋巴結(jié)活檢陰性的早期宮頸癌患者也不能掉以輕心[2,10-11]，因此治療前確定LVSI的存在與否對于患者治療方案的制定大有裨益。目前，雖然MRI常規(guī)成像是術(shù)前分期、治療過程中評估療效的首選方法，但對于尚無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的宮頸癌，很難判斷腫瘤是否已經(jīng)侵犯到淋巴脈管。IVIM和DCE功能MRI成像因可反映組織內(nèi)細(xì)胞密度、微觀水分子擴(kuò)散、微循環(huán)灌注等，使得進(jìn)一步探索腫瘤微觀結(jié)構(gòu)和功能成為可能。

DCE定量參數(shù)分析主要用于評價腫瘤組織微灌注情況[12]。Ktrans代表對比劑從血管進(jìn)入組織間隙的速度，與血流速度、血管通透性、血管床面積等因素有關(guān); Kep代表組織中對比劑從血管外細(xì)胞外間隙向微血管內(nèi)回流的速度，反映腫瘤血管通透性、腫瘤血管密度; Ve代表除細(xì)胞及血管之外的容積分?jǐn)?shù)，反映血管外細(xì)胞外間隙的容積。有研究[12-13]認(rèn)為DCE定量參數(shù)與LVSI情況無關(guān)，但其LVSI陽性例數(shù)僅分別為6例和4例，結(jié)論并不可靠。本研究發(fā)現(xiàn)Ktrans值與LVSI的發(fā)生有關(guān)，該結(jié)果與Wu等[14]的研究一致。在腫瘤生長過程中，腫瘤細(xì)胞的增殖逐漸超過瘤內(nèi)血管生成，從而導(dǎo)致腫瘤內(nèi)形成灌注不良的低氧區(qū)[15-18]。Ellingsen等[19]對裸鼠皮下和肌肉內(nèi)的人宮頸癌移植瘤行DCE MRI檢測發(fā)現(xiàn)，Ktrans值與腫瘤內(nèi)低氧細(xì)胞的比例呈負(fù)相關(guān)；而腫瘤內(nèi)低氧狀態(tài)是影響腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的主要因素[20]。因此，較低Ktrans值可能體現(xiàn)腫瘤相對乏氧的狀態(tài)，進(jìn)而更有可能發(fā)生LVSI。另外，本研究結(jié)果顯示，影像指標(biāo)中病灶浸潤宮頸肌層深度（比例）可用于輔助評估宮頸癌的LVSI情況，而DCE成像除了可提取定量參數(shù)外，對于病灶邊界的顯示具有優(yōu)于T2WI的特點(diǎn)，有利于準(zhǔn)確勾勒病灶范圍。

截至目前，國內(nèi)外對于IVIM MRI成像評估宮頸癌LVSI情況的研究尚少。IVIM的優(yōu)勢在于無需使用任何造影劑即可用于評估腫瘤的微觀特征，包括組織內(nèi)的擴(kuò)散和灌注情況。該模型可計算出3個參數(shù)：D、D*、f。D代表真彌散系數(shù)，與細(xì)胞密度相關(guān)；D*為偽擴(kuò)散系數(shù)，與血流相關(guān)；f為與微循環(huán)相關(guān)的灌注比例，反映不成熟血管的生成和微血管系統(tǒng)的通透性[21-23]。本研究中，IVIM參數(shù)僅D*與LVSI狀態(tài)有一定關(guān)聯(lián)性，雖然有研究指出D*較大程度地依賴圖像信噪比，取值范圍大，其測值欠穩(wěn)定[24]，但在本研究中2名醫(yī)師所測D*值一致性較好（ICC=0.853），且ROC曲線分析顯示其聯(lián)合肌層浸潤深度（比例）和Ktrans能增強(qiáng)診斷LVSI狀態(tài)的效能。本研究也發(fā)現(xiàn)，LVSI陽性組中IVIM參數(shù)f值、DCE參數(shù)Ve值低于LVSI陰性組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。f值、Ve值與Ktrans值均反映腫瘤的灌注情況，這或許也更證實(shí)了LVSI的發(fā)生與低灌注相關(guān)。

另外，在本研究中雖然f、Ve在鱗癌與腺癌組間有顯著差異，統(tǒng)計學(xué)分析結(jié)果顯示病理類型與患者LVSI狀態(tài)無顯著關(guān)聯(lián)，且患者臨床指標(biāo)（年齡、FIGO分期）以及癌灶分化程度均不能用于輔助判斷宮頸癌是否存在LVSI。

本研究有幾個局限性：①本研究是單中心回顧性研究，得出的結(jié)論需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量以及聯(lián)合多設(shè)備、多中心研究予以驗(yàn)證。②由于需要足夠圖像像素來保證IVIM及DCE參數(shù)測量的可靠性，一些較小病灶的病例被排除，因此整體結(jié)果可能被低估或高估，未來更高分辨率的MRI有望縮小該限制。③本研究發(fā)現(xiàn)個別患者的腸道氣體較多，與其鄰近的宮頸癌灶在IVIM圖像上有輕微形變和偽影，因此進(jìn)一步優(yōu)化成像技術(shù)和/或做好患者腸道準(zhǔn)備，將使IVIM成像更具臨床應(yīng)用價值。

綜上所述，癌灶肌層浸潤深度（比例）和DCE定量參數(shù)中Ktrans值有助于判斷早期宮頸癌是否發(fā)生LVSI，聯(lián)合IVIM定量參數(shù)中 D*值可提高診斷LVSI的效能，有利于術(shù)前早期宮頸癌個體化治療策略的制定。