T2 mapping成像评估宫颈癌病理学特征

李淑健，程敬亮，张 勇，刘 洁，杨 梦，张斐斐

(郑州大学第一附属医院磁共振科，河南 郑州 450052)

宫颈癌占所有女性恶性肿瘤的12%，是引起包括中国在内的发展中国家女性癌症死亡的第二大原因[1]。淋巴血管间隙浸润(lymphovascular space invasion， LVSI)指在淋巴管和/或血管内发现癌细胞，为肿瘤细胞扩散的关键步骤，也是影响宫颈癌预后的重要高危因素[2]。病理是诊断宫颈恶性肿瘤和进行分型的金标准，但采样的局限性往往导致低估肿瘤恶性特征，如分级和LVSI等。目前已有多种MRI新技术用于观察宫颈癌的病理特征，如单b值和多b值DWI、动态增强(dynamic contrast-enhanced， DCE)定量分析技术、MRS等[3]，但除单b值DWI外，多受扫描时间过长、图像后处理复杂、重复性低等因素限制而难以在临床广泛开展。近年来，T2 mapping成像逐渐用于体部肿瘤[4-6]，通过测量图像体素中的横向弛豫时间(即T2值)而实现定量分析生物的组织特性，具有较高稳定性和可重复性。本研究比较宫颈癌与正常子宫肌层、宫颈癌不同病理类型、级别和LVSI状态间T2值的差异，探讨宫颈癌T2 mapping成像特点，并与传统DWI加以对照，评估该技术在宫颈癌中的应用前景。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年10月—2018年12月我院经病理证实的109例宫颈癌患者。纳入标准：①MR检查前未经任何治疗；②MR检查后1周内接受手术治疗，手术病理证实为宫颈癌；③病灶最大径≥1 cm。排除标准：①图像质量不能满足要求；②宫颈腺鳞癌、小细胞肿瘤、神经内分泌肿瘤等少见肿瘤；③经病理检查不能确定病理分级、LVSI状态者。最终纳入57例，年龄27～69岁，中位年龄47岁，均为单发病例；其中15例因子宫萎缩、宫腔大量积液、子宫体受累等原因无法测量子宫正常肌层，故共纳入57个病灶样本和42个正常子宫肌层样本。57例中，鳞癌46例，腺癌11例；高分化5例、中分化34例、中低分化4例、低分化14例，将高分化和中分化归为中高分化组(n=39)，中低分化和低分化归为低分化组(n=18)；LVSI阳性19例，LVSI阴性38例；根据国际妇产科协会2009年诊断标准，ⅠB期27例，ⅡA期28例，ⅡB期2例。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Skyra 3.0T MR扫描仪，18通道体部线圈。检查前禁饮食4～6 h，待膀胱适度充盈时开始扫描，扫描范围自髂骨翼上缘至双侧股骨颈水平。平扫MR序列：轴位TSE序列T1W，TR 450 ms，TE 18 ms，矩阵314×448，信号采集次数2；矢状位TSE序列T2W，TR 3 100 ms，TE 145 ms，矩阵240×320，信号采集次数3；冠状位TSE序列T2W，TR 3 210 ms，TE 151 ms，矩阵288×384，信号采集次数2；层厚均为4 mm，层间距0.8 mm，FOV 22 cm×22 cm。DWI采用轴位脂肪抑制分段读出平面回波序列，TR 3 910 ms，TE 57 ms，层厚4 mm，层间距0.8 mm，b值为0、800 s/mm2，FOV 30 cm×30 cm，矩阵109×192，信号采集次数2。T2 mapping采用radial TSE序列，TR 5 720 ms，TE为22、33、44、55、66、77、88、99 ms，反转角145°，回波链22，层厚4 mm，层间距0.8 mm，信号采集次数1，FOV 22 cm×22 cm，扫描时间共4 min。

1.3 图像分析 采用Siemens Syngo Via 后处理工作站，自动生成ADC图和T2 mapping伪彩图。参考T1WI和T2WI，于ADC图、T2 mapping伪彩图上判定病变范围，去除病变最上和最下层面，在其余层面沿肿瘤边缘手动勾画ROI，尽量避开病灶内囊变、坏死区，保证ADC图和T2 mapping伪彩图的ROI形状、位置一致，测量全部肿瘤层面的T2值和ADC值，取其平均值。于远离病变3 cm以上的正常肌层放置椭圆形ROI，同时避开肌瘤、出血、腺肌症累及区域，测量正常肌层的T2值和ADC值。

1.4 统计学分析 采用SPSS 21.0统计分析软件。以Kolmogorov-Smirnov法检验计量资料是否符合正态分布，符合正态分布的数据以±s表示。采用独立样本t检验比较宫颈癌病变与正常肌层、鳞癌与腺癌、不同病理级别和不同LVSI状态间T2值和ADC值。以Medcalc 19.0统计软件绘制ROC曲线，评价其诊断效能；采用DeLong检验比较AUC。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

肿瘤病灶与正常肌层间T2值和ADC值差异均有统计学意义(P均<0.001)；鳞癌与腺癌间T2值和ADC值差异均无统计学意义(P均>0.05)；低分化组T2值和ADC值均低于中高分化组(P均<0.05)；LVSI阳性组T2值明显低于LVSI阴性组(P=0.002)，LVSI阳性组与LVSI阴性组间ADC值差异无统计学意义(P=0.675)；见表1及图1、2。

表1 不同宫颈癌T2值和ADC值比较(±s)

表1 不同宫颈癌T2值和ADC值比较(±s)

组别T2值(ms)ADC值(×10-3 mm2/s)组织类型 肿瘤(n=57)88.45±12.010.74±0.12 正常肌层(n=42)77.43±14.611.20±0.58 t值4.559-15.946 P值<0.001<0.001病理类型 鳞癌(n=46)88.73±11.510.72±0.14 腺癌(n=11)86.50±14.200.76±0.12 t值0.619-0.832 P值0.5380.411病理级别 中高分化(n=39)92.17±12.340.77±0.10 低分化(n=18)82.89±10.520.66±0.11 t值2.4283.073 P值0.0200.004LVSI 阴性(n=38)98.09±14.030.75±0.12 阳性(n=19)83.34±9.070.73±0.11 t值3.5620.423 P值0.0020.675

T2值、ADC值诊断低分化与中高分化宫颈癌的ROC曲线AUC分别为0.709、0.747(图3)，差异无统计学意义(Z=0.345，P=0.730)；T2=84.07 ms时，诊断敏感度和特异度分别为76.0%和66.7%； ADC=0.74×10-3mm2/s时，诊断敏感度和特异度分别为64.0%和80.0%。T2值预测宫颈癌LVSI的ROC曲线AUC为0.856(图4)，T2=89.64 ms时，诊断敏感度和特异度分别为83.3%和80.0%。

3 讨论

T2WI是临床评估宫颈癌病变浸润、宫旁受累和治疗反应的重要常规MR序列，多用于定性研究[7]。T2 mapping技术实现了对生物组织的潜在病理生理过程的直接量化，既往多用于评估关节软骨病变[8]，近年来开始应用于软组织损伤、心肌病变及Graves眼病等[9-11]，在体部肿瘤方面主要用于前列腺癌的诊断和侵袭性评估[5]。本研究中T2 mapping成像采用radial多层面多回波TSE序列，利用K空间放射状填充方式采集图像，对呼吸、肠道蠕动引起的运动伪影不敏感，尤其适用于体部成像[12]，扫描1次同时生成T2WI和T2 mapping伪彩图，可兼顾定性诊断和定量分析。Hoang等[13]在2种3.0T MR扫描仪上使用不同的非标准化T2 mapping成像方案，发现不同生物组织间的T2值无明显差异，并因此认为T2值作为反映组织特性的定量参数可能不依赖于MR扫描参数和MR机型，具有较高准确性和可重复性。

图1 患者49岁，宫颈中分化鳞癌，LVSI阳性 A.T2WI； B.T2 mapping伪彩图，病灶T2值为84.10 ms； C.ADC图，病灶ADC值为0.87×10-3 mm2/s 图2 患者52岁，宫颈中分化鳞癌，LVSI阴性 A.T2WI； B.T2 mapping伪彩图，T2值为95.95 ms； C.ADC图，病灶ADC值为0.61×10-3 mm2/s

图3 T2值、ADC值诊断低分化与中高分化宫颈癌的ROC曲线 图4 T2值预测宫颈癌LVSI状态的ROC曲线

本研究结果发现宫颈癌病灶的T2值高于正常肌层(P<0.001)，与T2WI上病灶信号较高相符，考虑与肿瘤的高细胞密度、富血供、微坏死区有关，以上多种因素均导致病变的T2弛豫时间延长。腺癌和低分化宫颈癌的预后较差[14]。本研究进一步探究T2值在病理分型和分级中的应用，发现T2值对鉴别宫颈癌病理亚型(鳞癌和腺癌)不敏感(P=0.538)，但在区分肿瘤分化程度方面具有一定价值：低分化组T2值低于中高分化组(P=0.020)。Mai等[5]发现前列腺癌的T2值低于正常组织并与肿瘤侵袭性呈负相关，与本研究结果一致。有学者[15]认为宫颈腺癌T2WI信号强度高于鳞癌；Ma等[16]发现宫颈癌放化疗期间T2WI信号强度的纵向变化与宫颈癌患者的无病生存率相关。然而，由于T2WI信号强度和T2值并无线性关系，本研究尚不能与上述研究结果直接类比。此外，本研究发现低分化组ADC值低于中高分化组(P=0.004)，选择ADC值作为T2值的对比参数是因为考虑到DWI作为功能序列已广泛用于肿瘤研究，且多项研究[14,17]结果显示ADC值能够反映宫颈癌的分化程度。本研究中T2值诊断低分化与中高分化宫颈癌的AUC为0.709，稍低于ADC值的0.747，差异无统计学意义(P=0.730)，提示T2值与ADC值在检出低分化宫颈癌方面具有相似的诊断效能。

LVSI阳性患者的远处转移率和局部复发率较高。LVSI是侵袭性宫颈癌预后不良的独立危险因素，影响手术方式和后续辅助治疗方案，是目前宫颈癌预后研究的热点；但由于病理活检取材受限，术前难以准确评估LVSI。Chen等[2]发现肿瘤体积以及可切除病灶最大直径有助于预测LVSI；Yang等[18]认为肿瘤最小ADC值能够预测LVSI；Wu等[19]通过影像组学分析发现T2WI信号强度和DCE定量参数(Ktrans、Ve)能够预测LVSI，其中T2WI信号强度预测LVSI的AUC为0.710，敏感度和特异度为60.0%和84.0%。本研究中宫颈癌LVSI阳性组T2值明显低于LVSI阴性组(P=0.002)，而2组间ADC值差异无统计学意义(P=0.675)，与Wu等[19]的研究结果基本一致；而Wu等[19]基于T2WI信号强度的影像组学分析，本研究仅通过T2 mapping序列直接测定，操作相对简单，影响因素少。在诊断效能方面，T2值预测LVSI的AUC为0.856，敏感度和特异度分别为83.3%和80.0%，提示T2值能够预测宫颈癌LVSI，但部分结果存在重叠。笔者认为T2值作为独立指标尚不能完全确定或排除LVSI，仍需结合其他定量参数对LVSI进行综合评估。

本研究的局限性：①样本量有限；②为避免年龄、种族、体质和其他环境因素造成的个体差异，本研究参考既往文献[1]，选择同一宫颈癌患者的正常子宫肌层而非正常人的子宫颈或子宫肌层作为对照；③本研究为初步研究，仅与肿瘤平均ADC值对比，有待深入开展与其他定量参数如DCE、DWI非单指数模型等相关参数的对照分析。

综上所述，定量T2 mapping成像可在一定程度上反映宫颈癌组织分化程度，且预测LVSI状态优于ADC值。