子宫内膜癌（endometrial carcinoma，EC）是常见的女性生殖系统恶性肿瘤，其发病率逐年上升并且出现年轻化趋势，在我国北京、上海等经济发达地区及欧美等发达国家已成为最常见的妇科恶性肿瘤^[1,2]。手术是子宫内膜癌的首选治疗方法，根据手术分期以及术后病理是否有高危因素决定下一步辅助治疗，晚期患者可行肿瘤细胞减灭术。不同临床分期其手术方式不同，影像学可全面评估肿瘤分期，是制订手术方式的必要依据。2015年欧洲肿瘤学会／欧洲放射肿瘤学会／欧洲妇科肿瘤学会（ESMO-ESGO-ESTRO）共识会议^[3]强调了术前影像学评估子宫内膜癌对于制订手术方案的重要性，对于低风险(IA期、G1~ 2级、子宫内膜样腺癌）患者可避免进行淋巴结清扫术上达成共识。

       术前刮宫可获得关于肿瘤分级相关信息，但存在取样不足、肿瘤位于宫底或宫角等易漏诊部位，造成与术后病理结果不一致^[4]，诊刮病理组织学分级诊断符合率报道波动范围很大（约35.2%～71.4%)^[5,6,7]。常规MRI可以提供肿瘤的大小、侵犯范围等重要信息，Emlik等^[8]认为单独使用T2WI区分深、浅肌层侵犯的准确性约75.5%。但仍然存在很多限制因素，如绝经后结合带模糊、合并子宫肌瘤或子宫腺肌症等，导致对子宫内膜癌肌层侵犯深度的误判。此外，肿瘤的微环境是肿瘤发生发展的重要影响因素，而常规MRI无法反映肿瘤的微循环信息。扩散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI）联合表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）通过定量评价活体组织内部水分子扩散运动情况，在一定程度上反映了组织内部微观结构，弥补了常规MRI的不足。然而，基于单指数模型计算得出的ADC值受肿瘤内部毛细血管微循环灌注的影响，不能如实反映肿瘤灌注信息^[9]。体素内不相干运动（intravoxel incoherent motion，IVIM）扩散加权成像基于"双指数模型"理论基础^[10]，能够定量分离肿瘤内部扩散和灌注两种成分，可以更加准确地反映水分子的扩散，同时获得灌注相关信息，更加全面地反映肿瘤微观情况。IVIM成像在评价头颈部肿瘤、直肠癌、前列腺癌、宫颈癌的恶性程度、分级、疗效评估等方面的已得到广泛应用^[11,12,13]。目前，尚无关于IVIM成像在子宫内膜癌方面的研究，笔者旨在初步探讨IVIM参数值在术前评估子宫内膜癌病理分级、肌层浸润中的价值。

1　材料与方法

1.1　研究对象

       自2016年9月至2017年4月搜集刮宫怀疑为子宫内膜癌于我院就诊的患者，行盆腔常规MRI平扫，多b值DWI及多期动态增强扫描。入组标准：(1) MRI检查前无任何肿瘤相关治疗；(2）无丁溴东莨菪碱使用禁忌证；(3）手术病理证实为子宫内膜癌；排除标准：(1）病灶最大径<1 cm影响ROI勾画；(2)图像有明显伪影、质量欠佳不能满足诊断要求；(3）合并其他恶性肿瘤；(4）手术之前行化放疗等辅助治疗。

1.2　病理资料

       所有入组病例均于我院行广泛／次广泛子宫+双附件切除术，部分行盆腔、腹主动脉旁淋巴结清扫术。病理科医师依据2009年国际妇产科联盟（International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO）手术-病理分期标准对手术标本诊断评价。肿瘤组织学特征评价内容包括：肿瘤分型、分级（高分化G1、中分化G2、低分化G3)、肌层浸润深度[局限于内膜内、浅肌层(<50%)、深肌层(≥50%)]、宫颈侵犯、脉管浸润、宫外受侵（宫旁组织、双侧卵巢及输卵管）、淋巴结转移情况。

1.3　MRI扫描方法

       采用美国GE Discovery 750 3.0 T MR扫描仪和8通道相控阵线圈。检查前禁饮食4 h，无禁忌证患者于检查前肌内注射丁溴东莨菪碱20 mg以减少胃肠蠕动伪影。患者取仰卧位，足先进，扫描范围自髂前上棘水平至耻骨联合水平。MRI平扫序列包括：(1）轴位T1WI：采用肝脏快速容积采集序列(liver acquisition with volume acceleration，LAVA-Flex)，TR 4.3 ms，TE 2.5 ms，层厚3.0 mm，层间隔0 mm；(2)轴位脂肪抑制快速恢复快速自旋回波T2WI (fat-supress fast-recovery fast spin echo T2WI，FSE T2WI-FS)：TR 4752.0 ms ，TE 85.0 ms ，层厚5.0 mm，层间隔1.0 mm；(3）矢状位FSE T2WI：沿子宫长轴方向扫描，TR 4616.0 ms，TE 85.0 ms，层厚4.0 mm，层间隔1.0 mm；(4）轴位小FOV FSE T2WI：垂直于子宫体长轴方向扫描，TR 5500.0 ms，TE 102.0 ms，层厚3.0 mm，层间隔0 mm；(5）多b值DWI序列：采用自由呼吸平面回波成像序列行轴位扫描，扫描范围、层厚及层距复制横断位脂肪抑制T2WI序列，TR 4000 ms，TE 71.5 ms，带宽250.0 kHz，矩阵128 × 128，FOV 38 cm × 38 cm，b值（激励次数NEX）分别为0 (2)、10 (2)、25 (2)、50 (2)、75 (2)、100 (1)、150 (1)、200 (1)、400 (1)、800 (1)、1000 (4)、1500 (6)、2000 (6) s/mm²，扫描时间为6 min；(6)动态增强扫描采用矢状位三维容积快速多期动态扫描序列：TR 4.5 ms，TE 2.7 ms，层厚3.0 mm，共采集40期图像，时间分辨率为8 s／期。(7)随后行其他体位增强扫描：TR 3.7 ms，TE 1.7 ms，层厚3.0 mm。

1.4　图像后处理及数据测量

       将原始数据导入GE AW4.6工作站，使用Funtiontool MADC软件对IVIM DWI序列进行后处理，基于单指数模型得到ADC值、基于双指数模型得到多b值参数：慢速表观扩散系数D值(slow apparent diffusion coefficient)、快速表观扩散系数D^* (fast apparent diffusion coefficient）及灌注分数f (fraction of fast apparent diffusion coefficient)。由2名具有5年以上影像诊断经验、且对病理结果未知的放射科医生分别进行感兴趣区（region of interest，ROI）勾画。首先在b=1000 s/mm²的图像上选择肿瘤的最大层面，沿肿瘤的边缘手动勾画ROI，同时结合轴位T2WI及增强图像，避开出血、坏死及囊变区（图1，2)。

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图1  患者55岁，子宫内膜样腺癌G2级，FIGO IA期，侵犯浅肌层。横断位T2WI脂肪抑制序列（A)显示宫腔内T2稍高信号结节，多b值DWI序列(B)，b=1000 s/mm²，显示病变呈高信号，ADC map (C）显示ADC值=0.739 × 10^-3 mm²/s，D map (D）显示D值=0.569 × 10^-3 mm²/s，D^* map (E）显示D^*值=8.11 × 10^-3 mm²/s，f map (F)显示f值=0.205
图2  患者53岁，子宫内膜样腺癌G3级，FIGO IA期；横断位T2WI脂肪抑制序列(A）显示宫腔内T2稍高信号结节，多b值DWI序列（B)，b=1000 s/mm²，显示病变呈高信号，ADC map (C）显示ADC值＝0.621 × 10^-3 mm²/s，D map (D）显示D值=0.526 × 10^-3 mm²/s，D^* map (E）显示D^*值=3.84 × 10^-3 mm²/s，f map (F）显示f值=0.150
Fig. 1  The patient, 55 y, has been diagnosed endometrial cancer of G2 with the superfacial myometrial invasion, FIGO IA. Axial T2WI with fat suppressed (A) showed the tumor with slightly high signal intensity. IVIM-DWI with b value equal to 1000 s/mm² (B) showed the tumor with high signal intensity. ADC map (C), D map (D), D^* map (E) and f map (F) showed the value were 0.739×10^-3 mm²/s, 0.569×10^-3 mm²/s, 8.11×10^-3 mm²/s and 0.205.
Fig. 2  The patient, 53 y, has been diagnosed endometrial cancer of G2 with the superfacial myometrial invasion, FIGO IA. Axial T2WI with fat suppressed (A) showed the tumor with slightly high signal intensity. IVIM-DWI with b value equal to 1000 s/mm² (B) showed the tumor with high signal intensity. ADC map (C)，D map (D), D^* map (E) and f map (F) showed the value were 0.621 × 10^-3 mm²/s, 0.526 × 10^-3 mm²/s, 3.84 × 10^-3 mm²/s and 0.150.

1.5　统计学分析

       使用SPSS 21.0及Medcalc 15统计软件。通过组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC)评价两位观察者测量参数的一致性。通过K-S检验对计量资料进行正态性检验，符合正态性分布者使用±s表示，不符合正态分布者使用中位数（M）及最大值、最小值表示。采用Spearman相关分析评价各定量参数与病理分级之间的相关性。采用单因素ANVOA检验（正态分布）或Kruskal- Wallis H检验（非正态分布）比较不同病理级别子宫内膜癌组别之间各定量参数的差异，组间差异有统计学意义者使用Bonferroni法进行组内两两比较(P<0.017认为有统计学意义）。深浅肌层浸润深度组别之间各定量参数的差异采用独立样本t检验（正态分布）或Mann-Whitney U检验（非正态分布）比较。绘制不同病理分级、不同肌层浸润深度组间差异有统计学意义的定量参数诊断G3级子宫内膜癌、子宫内膜癌深肌层浸润的ROC曲线，并比较各定量参数值ROC曲线下面积（area under curve，AUC)，计算最有意义参数的最佳阈值及诊断效能，P≤0.05认为有统计学意义。

2　结果

2.1　研究对象临床病理资料

       共搜集51例符合入组标准子宫内膜癌患者，其中排除8例患者（病灶小于1.0 cm影响ROI勾画者4例、图像质量差影响诊断者2例、合并乳腺癌者1例、术前行化疗者1例），最终43例患者纳入研究。

       患者中位年龄53岁（年龄范围：39~ 75岁），其中绝经前14例，绝经后29例；MRI检查与手术间隔时间为3~ 35 d，中位时间12 d。在43例患者中，G1级13例，G2级16例，G3级14例；肌层侵犯深度<50％者30例，≥50％者13例。

2.2　观察者间一致性

       两名观察者间IVIM测量参数一致性很高。其中ADC值的一致性最高(ICC，0.974；95%CI：0.953~ 0.986)，f值一致性最低(ICC，0.921；95%CI：0.859~ 0.956)。

2.3　不同子宫内膜癌病理分级IVIM参数值特征（表1)

       ADC值、D值及f值与子宫内膜癌病理分级之间均呈负相关(r=-0.604、-0.448及-0.448， P=0.000、0.002及0.003)，D^*值与子宫内膜癌病理分级之间无明显相关性(r=0.220 ，P=0.157)。

       ADC值在G1与G3、G2与G3之间的差异有统计学意义，D值、f值在G1与G3之间的差异有统计学意义。D^*值在不同病理分级之间的差异无统计学意义，所有参数在G1与G2之间差异均无统计学意义。将G1组与G2组合并，与G3组比较，ADC值、D值及f值在两组之间的差异均有统计学意义，相应AUC值分别为0.825 (95%： CI：0.679~ 0.924；P=0.000]、0.805 (95%CI：0.656~ 0.910；P=0.000）及0.693 (95%CI：0.534~ 0.825；P=0.023)，但三者之间的差异无统计学意义(ADC值和D值：P=0.655；ADC值和f值：P=0.065；f值和D值：P=0.275)。以ADC值< 0.796 × 10^-3 mm²/s作为阈值，诊断子宫内膜癌G3的敏感度、特异度及准确率分别为71.43%、89.66%及83.72%。

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表1  不同病理分级子宫内膜癌ADC值、IVIM参数值结果
Tab. 1  Histological grade comparison of ADC and IVIM-derived parameters

2.4　不同肌层浸润深度IVIM参数特征（表2)

       ADC值、D值、D^*值及f值在不同肌层浸润深度(<50％和≥50%）中的差异均具有统计学意义，相应AUC分别为0.878 (95%CI：0.742~ 0.958； P=0.000)、0.879 (95%CI：0.744~ 0.959； P=0.000)、0.736 (95%CI：0.579~ 0.858；P=0.002)及0.704 (95%CI：0.545~ 0.833；P=0.013)，其中ADC值与f值、D值与f值的AUC之间的差异有统计学意义(P=0.009、0.037)，但ADC值与D值之间的差异无统计学意义(P=0.971)。以D值<0.631 × 10^-3 mm²/s作为阈值，诊断深肌层浸润的敏感度、特异度及准确率分别为100%、76.67%、83.72%。

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表2  子宫内膜癌不同肌层浸润深度ADC值及IVIM参数值结果
Tab. 2  The myometrial invasion comparison of ADC and IVIM-derived parameters

3　讨论

3.1　IVIM扩散相关参数D值、ADC值在子宫内膜癌病理分级、肌层浸润中的价值

       理论上，随着肿瘤分化程度降低，级别升高，肿瘤内部细胞密度增加，细胞间隙减小，正常结构逐渐消失；同时细胞核异型性更显著，核仁增大、数目增多，造成细胞内外水分子扩散受限运动更加明显，因此，反映扩散程度的ADC值、D值会减低。目前，已有研究报道将ADC值、D值应用于部分恶性肿瘤病理分级^{[14,15,16,17]}，其应用价值得到一定程度认可。Woo等^[16]研究原发性肝癌病理分级与IVIM相关参数之间的关系，结果表明ADC值、D值与原发性肝癌之间呈负相关(r=-0.448、-0.604，P值均<0.01)，高级别原发性肝癌ADC值、D值均明显低于低级别者(P值均<0.05)，且D值诊断效能高于ADC值（AUC：0.838和0.728；P=0.026)。Zhu等^[18]研究结果表明D值与肾透明细胞癌病理分级呈明显负相关(r=- 0.677，P<0.05)，并且D值的诊断效能高与D^*值及f值(AUC ：0.934和0.837、0.793，P<0.05)。本研究显示，ADC值、D值随子宫内膜癌分化程度降低呈下降趋势，与子宫内膜癌病理分级呈负相关(r=-0.541、-0.466，P<0.01)，与既往研究一致，ADC值、D值诊断内膜癌G3级的ROC曲线下面积分别为0.825、0.805，提示ADC值、D值在鉴别子宫内膜癌分级上具有较高价值。

       ADC值、D值诊断深肌层浸润的ROC曲线下面积分别为0.878、0.879，提示ADC值、D值有助于术前客观评价肿瘤肌层浸润深度。本研究结果与Husby等^[19]一致，Husby等^[19]回顾性分析105例子宫内膜癌患者ADC值与肌层侵犯之间的关系，结果显示子宫内膜癌深肌层浸润平均ADC值明显低于无肌层浸润或浅肌层浸润者（0.75 × 10^-3 mm²/s和0.85 × 10^-3 mm²/s，P<0.001)。理论上D值不受毛细血管微灌注的影响，可以更真实准确地反映组织内部水分子扩散受限，本研究中D值与肌层浸润深度相关性略高于ADC值，提示D值可能较ADC值能更准确地反映肿瘤的肌层浸润深度。

3.2　IVIM灌注相关参数D*值、f值在子宫内膜癌病理分级、肌层浸润中的价值

       随着肿瘤病理分级升高，肿瘤内部毛细血管数量、密度、结构发生变化，肿瘤内部微灌注情况不尽相同，因此，理论上，IVIM灌注参数D^*值和f值可以通过反映肿瘤内部微灌注情况间接反映肿瘤的病理分级。Shen等^[17]对胶质瘤病理分级与IVIM相关参数进行研究，结果表明，高级别胶质瘤D^*值、f值明显高于低级别胶质瘤(P<0.001)，f值鉴别高、低级别胶质瘤的诊断效能高于D^*值(0.881和0.835)。王丰等^[20]基于整个肿瘤体积计算得平均f值在高级别卵巢癌明显低于低级别卵巢癌，二者之间的平均D^*值差异无统计学意义。本研究结果与其一致，本研究显示，f值与内膜癌病理分级之间呈负相关(r=-0.448，P=0.003)，诊断子宫内膜癌G3级和深肌层浸润的ROC曲线下面积分别为0.700、0.699. f值是灌注分数，可能间接反映肿瘤血供情况，Iima等^[21]基于动物模型研究显示，f值可以反映肿瘤内部血管生成情况。肿瘤生长、侵袭、转移依赖于肿瘤内部新生血管的形成，其中血管内皮生长因子（VEGF)发挥着关键作用。Kuiper等^[22]研究发现子宫内膜癌VEGF表达水平与组织分级呈正相关，Kamat等^[23]研究表明VEGF过表达与子宫内膜癌手术-病理分期呈正相关，这似乎与笔者研究结果矛盾。但Williams等^[24]发现随着肿瘤恶性程度增高，虽然VEGF表达增加以促进血管生成，满足肿瘤生长、侵袭所需的氧气和营养物质，但血管生成导致血管网易破碎、不规则，从而进一步加重肿瘤的缺血缺氧和坏死，因此，仅仅评价肿瘤新生血管形成情况并不一定能够真实地反映肿瘤内部微循环灌注情况。同时，如何利用f值更加准确地反映肿瘤微灌注情况尚需与其他相关病理指标和动态增强扫描结果进行相关性研究证实。

       D^*值与子宫内膜癌病理级别之间无明显相关性，在不同病理级别之间的差异无统计学意义，D^*值在不同肌层浸润深度之间差异具有统计学意义(2.26~ 61.6 × 10^-3 mm²/s和5.72~ 20.2 × 10^-3 mm²/s， P=0.014)，但存在很大范围重叠，因此其临床实用价值仍待大样本研究。

       本研究中IVIM各参数值在观察者之间及测量的可重复性上均显示出高度可信度，表明IVIM成像技术定量参数的临床可靠性较高。

3.3　本研究的局限性

       首先样本量较小，且深肌层浸润者例数少；其次，以肿瘤最大层面勾画感兴趣区，不能全面反映肿瘤组织特点。以肿瘤体积代替肿瘤最大层面勾画感兴趣区可能可以更好地反映肿瘤整体情况，但是，勾画体积复杂且容易导致误差增大，临床实用价值低；最后，因IVIM无创无需注射对比剂，本研究未与动态增强扫描等功能成像序列对照。

       综上所述，IVIM扩散加权成像技术作为一种非侵入检查方法，定量、直观地提供肿瘤的扩散及灌注信息，其中灌注参数一定程度上反映了子宫内膜癌进展、侵袭过程中血流灌注减少的本质，有助于术前客观评价子宫内膜癌病理分级及肌层侵犯深度。