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临床研究
扩散加权成像对宫颈癌分期与疗效预测的价值
贺中云 方向军 黄亮 何卫红 郭岗 田强

贺中云,方向军,黄亮,等.扩散加权成像对宫颈癌分期与疗效预测的价值.磁共振成像, 2014, 5(5): 362-366. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2014.05.010.


[摘要] 目的 探讨扩散加权成像(DWI)表现及表观扩散系数(ADC)值在宫颈癌分期、放化疗短期疗效预测中的应用价值。材料与方法 对68例治疗前的宫颈癌患者,行常规MRI及DWI检查,将常规MRI分期、常规MRI结合DWI分期与病理分期进行对照,比较两种方法对宫颈癌分期准确性的差异。测量宫颈癌各期的ADC值,分析ADC值与宫颈癌分期的相关性。对38例行放化疗的宫颈癌患者进行追踪复查,将疗效分为完全缓解组(CR)组和部分缓解组(PR)组,比较两组患者放化疗前的ADC值的差异。结果 (1)常规MRI序列漏诊1例Ib期,常规MRI结合DWI检出全部病例,常规MRI对IIa期分期符合率85%,而与DWI联合应用符合率达95%,但两种方法无统计学意义。(2)对宫颈癌各期的ADC值进行比较,P>0.05,无统计学意义,宫颈癌的分期与ADC值无相关性。(3)38例行放化疗的宫颈癌患者,25例CR组治疗前ADC均值1.02×10-3 mm2/s ,13例PR组治疗前ADC均值1.14×10-3 mm2/s,采用t检验法比较两组ADC值,P<0.05,具有统计学意义,CR组ADC值低于PR组。结论 常规MRI序列联合DWI对于宫颈癌的检出及分期更准确,ADC值对放化疗短期疗效有一定的预测价值。
[Abstract] Objective: To investigate the potential value of diffusion weighted imaging (DWI) and the apparent diffusion coefficient (ADC) for staging and predicting short-term treatment response to nonsurgical therapy (chemo- and/or radiotherapy) of patients with cervical cancer.Materials and Methods: Sixty-eight patients with cervical cancer underwent DWI in addition to routine MR imaging at MRI before therapy. The staging accuracy by routine MRI sequences and routine MRI combined with DWI was compared with surgical specimens as the reference standard. All ADCs were calculated from b=0, 800 s/mm2 and the correlation between ADC and histologic stages of cervical cancer was evaluated. Thirty-eight patients were followed up after nonsurgical therapy and divided into complete response (CR) group and partial response (PR) group according to the results of follow-up. Difference of ADC between the two groups was compared with student’s t test.Results: (1) One stage Ib case of missed diagnosis occurred as routine MRI adopted and all cases of cervical cancer were found out by routine MRI combined with DWI. The accuracy of routine MRI for staging IIa was 85%and the combined use of routine MRI and DWI made accuracy 95%, yet there was not statistically significance between the two methods. (2) ADC value of each stage of cervical cancer was compared and no statistically significance was found (P>0.05). There was no correlation between ADC values and all stages. (3) The mean pre-therapy ADC value of CR group (n=25) and PR group (n=13) was 1.02×10-3 mm2/s and 1.14×10-3 mm2/s respectively. There was a statistically significant difference between the two groups (P<0.05).Conclusions: Routine MRI combined with DWI has high accuracy for detecting and staging of cervical cancer. ADC could predict short-term treatment response to nonsurgical therapy for patients with cervical cancer.
[关键词] 宫颈肿瘤;磁共振成像,弥散
[Keywords] Cervix neoplasms;Diffusion magnetic resonance imaging

贺中云 湖南省株洲市三三一医院放射科,株洲 412002

方向军* 南华大学附属第二医院放射科,衡阳 421001

黄亮 南华大学附属第二医院放射科,衡阳 421001

何卫红 南华大学附属第二医院放射科,衡阳 421001

郭岗 福建省厦门市第二医院放射科,厦门 361021

田强 湖南省株洲市三三一医院放射科,株洲 412002

通讯作者:方向军,E-mail:fangxiangjun118@163.com


基金项目: 湖南省科技厅基金资助项目 编号:2011SK3188
收稿日期:2014-04-28
接受日期:2014-06-26
中图分类号:R445.2; R737.33 
文献标识码:A
DOI: 10.3969/j.issn.1674-8034.2014.05.010
贺中云,方向军,黄亮,等.扩散加权成像对宫颈癌分期与疗效预测的价值.磁共振成像, 2014, 5(5): 362-366. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2014.05.010.

       宫颈癌是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤,对于其治疗方案的选择及预后的判断,取决于肿瘤的分期。目前宫颈癌临床分期标准基本上采用国际妇产科联盟(FIGO)制定的分期方案,以妇科检查和细胞学检查为主,准确性较低,2012年FIGO分期最新修订标准鼓励应用影像技术进行肿瘤评估[1]。MRI以其良好的软组织分辨力及多方向成像,能够准确的显示病变及周围结构情况,成为宫颈癌首选的影像学检查方法,MRI常规T1WI增强扫描及T2WI是宫颈癌的分期的主要序列[2]。随着扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)在体部的广泛应用,测量ADC值对病变组织水分子扩散运动进行定量分析,DWI在恶性肿瘤中的应用价值受到越来越多的肯定,其中全身扩散加权成像对发现全身恶性肿瘤患者的原发灶及远处转移灶非常敏感,能更早、更准确地对肿瘤的诊断、分期、预后和综合疗效评估提供指导意义[3]。笔者通过对宫颈癌患者MRI表现、DWI特点、ADC值等进行对比分析,探讨DWI对宫颈癌分期及疗效预测的价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       搜集2011年7月至2013年6月期间经手术或活检病理确诊宫颈癌患者68例,其中鳞癌64例,腺癌4例。年龄34-70岁,平均(46.0土10.8)岁,其中30例(Ib期3例,IIa期20例,IIb期7例)行手术治疗,其余38例IIb期及以上行放化疗。临床分期按照2009年FIGO的标准[4]。入组患者就诊前均未进行任何肿瘤相关治疗。

1.2 设备与成像参数

       MR检查采用GE 1.5 T超导型磁共振成像仪,体部相控阵线圈,检查前适当充盈膀胱,扫描序列包括常规MRI平扫、增强扫描、DWI。DWI:采用单次激发平面回波成像(SE-EPI),TR 4000 ms,TE 77.8 ms,层厚5 mm,间距1 mm,激励次数4,FOV 36 cm×36 mm,矩阵128×128,b值取800 s/mm2

1.3 图像后处理及分类

       利用AV4.3工作站的Functool软件包对68例图像进行后处理,获得宫颈癌治疗前的DWI图和ADC图,在DWI图上观察宫颈癌病灶信号特点、病变范围、宫旁组织浸润情况、盆腔内淋巴结、盆壁软组织及骨质信号等,测量病灶的ADC值,测量三次取平均值作为最终测量值。在未知任何临床及手术病理的情况下,用常规MR序列与DWI+常规MR序列分别对入组的68例进行分期,分期标准按照FIGO标准。

1.4 治疗前的ADC值测量

       对38例行放化疗的宫颈癌患者治疗前的ADC值进行测量,ROI的选择尽可能的包括肿瘤的大部分范围;复查随访,测量病灶大小、信号改变,评价其治疗的效果后进行分组,按照实体瘤的疗效评价标准(response evaluation criteria in solid tumors,RECIST)[5],将本组病例分为完全缓解(CR)组25例和部分缓解(PR)组13例。

1.5 统计学分析

       采用SPSS 17.0统计软件进行统计分析。(1)以病理分期为标准,比较DWI结合MRI常规序列与单纯常规MRI序列对宫颈癌分期的差异,用卡方检验法,P<0.05为差异具有统计学意义。(2)采用Spearman相关分析方法,对宫颈癌各期的ADC值进行比较,分析宫颈癌ADC值与FIGO分期的相关性,P<0.05为差异具有统计学意义。(3)采用t检验法对38例行放化疗的宫颈癌患者CR组与PR组治疗前的ADC值进行比较,分析ADC值与放化疗疗效的相关性,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

       68例宫颈癌MRI常规序列分期与DWI结合MRI常规序列分期与病理分期对照(表1),常规MRI分期Ib期漏诊1例,而DWI+常规MR序列对Ib期病灶全部检出。20例IIa期中有3例常规MRI诊断有宫旁浸润过度诊断为IIb期,符合率85%,而与DWI联合应用符合率达95%。因III~IV期均被两种方法检出,仅对IIa期、IIb期进行分析,两者无统计学差异(P>0.05)。经手术病理证实的转移性淋巴结,常规MR共检出18个,DWI检出25个。

       对68例宫颈癌各期的ADC值进行比较,各期ADC值见表2。采用Spearman相关分析方法,对宫颈癌各期的ADC值进行比较,差异无统计学意义(P >0.05),宫颈癌的分期与ADC值无相关性。

       38例行放化疗的宫颈癌患者,25例CR组治疗前ADC均值1.02×10-3 mm2/s,13例PR组治疗前ADC均值1.14×10-3 mm2/s,采用t检验法比较两组ADC值,差异有统计学意义(t=3.77,P<0.05),治疗前ADC值CR组低于PR组,但有两例PR组ADC值与CR组有重叠(图1图2图3图4)。

图1  宫颈鳞癌患者,手术病理分期IIa期。A:常规MR T2WI,示宫旁间隙模糊,见团片状稍高信号影与肿块分界不清;B:DWI清晰显示肿瘤范围,宫旁间隙清晰,未受累
图2  宫颈癌患者,盆腔右侧淋巴结转移。A:盆腔右侧见一肿大淋巴结影,T2WI呈等信号,与周围组织无明显信号差别,易漏诊;B:DWI盆腔右侧肿大淋巴结呈明显高信号
图3  为宫颈鳞癌IVa患者。A:T2WI示邻近膀胱壁增厚、受侵;B:ADC伪彩图,所测ADC值为0.98×10-3 mm2/s
图4  为宫颈癌IIa期患者。A:T2WI示宫颈周围结构清晰,未受累;B:ADC伪彩图,所测ADC值为0.97×10-3 mm2/s,与图3所测ADC值近似
Fig. 1  Cervical squamous carcinoma patients, surgical pathologic stage type IIa. A: Conventional MR T2WI, parametrial show flake slightly high signal is no clear boundary between shadow and mass. B: DWI show the range of the tumor, parametrial is clear , not invasion.
Fig. 2  Cervical carcinoma patients with pelvic lymph node metastasis on the right side. A: Pelvic swelling lymph node on the right side, T2WI signal, such as with the surrounding tissue has no obvious difference signal, easy missed diagnosis. B: Pelvic swelling lymph nodes on the right side show obviously high signal on DWI.
Fig. 3  Patients with cervical squamous cell carcinomas type Iva stage. A: T2WI in neighboring bladder wall thickening, invaded. B: The ADC pseudo color map, ADC values is 10-3 mm2/s.
Fig. 4  Patients with Cervical carcinoma type IIa stage. A: T2WI show the range of the tumor clearly, parametrial is clear, not invasion. B: The ADC pseudo color map, ADC values is 10-3 mm2/s.
表1  68例宫颈癌MRI常规序列分期与DWI结合MRI常规序列分期与病理分期对照
Tab. 1  Routine MRI stage compare to DWI combined with routine MRI stage in 68 cases with histopathologically proven of Cervical carcinoma
表2  68例宫颈癌各期的ADC值比较
Tab. 2  Compare the ADC values of each period of 68 cases of cervical carcinoma

3 讨论

3.1 DWI对宫颈癌分期中的应用与价值

       在常规MRI扫描中,T1WI增强扫描与T2WI是评估宫颈癌分期的主要序列,尤其是T2WI。在T2WI上,肿瘤呈稍高信号,与宫颈低信号的基质层具有良好的对比,能清晰地显示病灶的形态、大小和宫颈基质受侵的深度,因此,T2WI对宫颈癌的诊断敏感性很高。然而,当病灶体积较小或呈条形生长时,常规T2WI易漏诊[6]。而DWI反映的是肿瘤内水分子的扩散运动,恶性肿瘤组织细胞增殖旺盛,细胞密度较高,细胞外间隙水分子扩散运动受限等一系列因素造成恶性肿瘤内水分子的有效运动减低,在DWI上均表现为高信号。当b值越大时,组织T2透过效应越小,DWI越能更真实地反应组织的扩散情况,本研究采用b值=800 s/mm2,发现宫颈癌在DWI上均呈明显高信号,而背景组织被抑制,更突出显示了病灶,本组1例Ib期病例,因病灶体积较小,T2WI信号改变不明显而造成漏诊,但被DWI检出。68例仅有1例Ib期被常规MR漏诊,但所有病例均被DWI检出,说明DWI对肿瘤的敏感性非常高,能够减少早期宫颈癌的漏诊率。有无宫旁浸润是IIa与IIb的分期标准,也是决定治疗方案的关键因素,20例IIa期病例中,常规MR上有3例被过度诊断为IIb期,而DWI和常规MR相结合分析则对分期更准确(图1),常规MR之所以过度分期,源于T2WI上宫旁组织炎性反应及水肿均成高信号,难以确定肿瘤的大小及浸润范围,而在DWI上肿瘤呈明显高信号,宫旁的炎性反应及水肿呈相对稍高信号,对肿瘤本身的大小及浸润范围显示更明确,故常规MRI结合DWI有助于确定肿瘤有无宫旁浸润[7],提高IIa与IIb期的分期准确性,从而更合理地选择治疗方案。III、IV期病例,两种方法均能进行准确分期。

       有关ADC值鉴别良恶性肿瘤的报道较多[8],认为当b值≥500 s/mm2时,良恶性病变的平均ADC值均有统计学意义,且良性病变的ADC值明显高于恶性病变的ADC值。转移性淋巴结与非转移性淋巴结因病理组织成分不同,水分子扩散运动受限程度不同,对于盆腔转移性淋巴结,DWI因呈明显高信号,ADC图呈低信号,较具特征性,均能被检出,通过ADC值的测量分析,容易鉴别其良恶性。常规MR因良、恶性肿大淋巴结信号区别不大,且与周围肿瘤组织分界不清等因素,对淋巴结的检出及与转移性淋巴结与非转移性淋巴结鉴别有一定的困难(图2)。虽然盆腔淋巴结是否转移并不决定宫颈癌的分期,但与宫颈癌预后和治疗密切相关。DWI对病灶的检出及转移性淋巴结与非转移性淋巴结的鉴别等方面具有优势。

3.2 ADC值与宫颈癌分期的相关性

       对于ADC值与宫颈癌分期的相关性,国内外学者研究报道结果不一,余深平等[9]研究结果表明不同分期的宫颈癌ADC值无统计学差异,ADC值与临床分期无相关性,而凌人男等[10]研究认为非浸润性宫颈癌较浸润性宫颈癌的ADC值偏低。本研究经过各期之间的ADC值比较,并未得出其与分期有相关性的统计学证据,II期与IV期的ADC值没有明显统计学差异(图3图4)。原因可能为宫颈癌的临床分期主要是根据肿瘤范围、周围受侵情况来划分的,与肿瘤本身的病理级别无一定的相关性,而影响ADC值的因素与肿瘤组织细胞密度、病理分级、血流状况等相关[11],与肿瘤组织的受侵范围无必然联系,所以ADC值的大小与宫颈癌的分期无明显相关性。

3.3 DWI对宫颈癌早期放化疗疗效的预测价值

       中晚期宫颈癌的主要治疗手段为同步放化疗,部分IIb期患者可以先采用放化疗控制肿瘤后再行手术治疗,但由于肿瘤组织对放化疗敏感性的不同,同一病期的患者疗效也可能不同。研究表明,肿瘤内氧含量是决定其放疗敏感性的关键因素之一,而氧含量的多少取决于肿瘤的血供,肿瘤血供丰富,血流灌注高的区域对放疗敏感,当肿瘤处于乏氧状态,出现液化、坏死时,细胞密度减低,对放疗的敏感性下降。肿瘤组织内部的这些微环境的改变,仅从常规的形态学上的检查往往难以显示。DWI是目前惟一能观察活体水分子微观运动的成像方法,反映的是水分子的扩散运动状态,其ADC值提供了量化的指标。ADC值主要与细胞的密度、细胞外间隙大小相关,当肿瘤为低氧代谢、酸性、血供较少时,易出现更多的坏死,细胞的密度减低,细胞外间隙增大,ADC值升高。血供丰富的肿瘤,细胞密度大,周围间隙小,水分子的扩散运动明显受限,ADC值相对减低。在测量ADC的ROI选择时,应尽可能地选择较大的病灶范围,其ADC值应包括其内继发出血、坏死、囊变等成分,以全面反应肿瘤的整体状态[12]。ADC值的测定可以明确区分宫颈癌与正常组织,以及对宫颈癌的组织学类型及分化程度的判定非常有价值[13]。同时DWI可用于评价宫颈癌同步放化疗反应及疗效[14]。本研究分析38例放化疗的患者25例CR组ADC均值1.02×10-3 mm2/s,13例PR组ADC均值1.14×10-3 mm2/s,差异具有统计学意义,CR组治疗前ADC值低于PR组。提示肿瘤治疗前ADC值相对较低者,对放化疗敏感,而ADC值较高者意味着较多的坏死,可能存在对放化疗不敏感,为临床医生制定治疗方案提供一些参考。

3.4 本组研究存在一定的局限性

       第一,样本量小,尤其是腺癌例数少,未对不同病理类型的ADC值进行相关性分析;第二,仅对放化疗患者短期内的疗效追踪复查,未对进行手术患者的预后进行追踪。国外有学者研究表明,治疗后宫颈癌的ADC值优于治疗前的ADC值对预后的判断[15]

       综上所述,DWI对宫颈癌Ib期的检出及IIa与IIb的分期有一定的帮助,对转移性淋巴结与非转移性淋巴结具有鉴别诊断的优势,但DWI因对组织的分辨力较低,不能作为宫颈癌分期的主要的依据,需与常规MRI多序列相结合,才能够提高宫颈癌的诊断率与分期的准确性。宫颈癌的肿瘤ADC值对于放化疗效果有一定的预测能力。

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