磁共振成像技术在宫颈癌中的临床应用进展

袁 鑫，张 俊

（1.扬州大学医学院附属泰州市中医院；2.南京医科大学附属泰州人民医院，江苏 泰州 225300）

宫颈癌（Cervical Cancer, CC）是起源于宫颈上皮细胞的恶性肿瘤，是女性癌症死亡的第二大常见原因[1]，主要致病因素是人乳头瘤病毒（Human papillomavirus, HPV）。影像学检查的作用主要有疾病诊断、临床分期、疗效评估及预测治疗效果等。国际妇产科医师联合会（International Federation of Obstetricians and Gynaecologists,FIGO）指出肿瘤大小、浸润程度、淋巴结转移、浸润邻近组织可作为宫颈癌临床分期的重要标准[2]。常规CT 扫描、超声检查对于肿瘤的早期发现、肿瘤的良恶性判断等方面存在一定的局限性，PET-CT检出淋巴结转移敏感性高，但对于子宫颈原发肿瘤诊断价值较低且费用昂贵。磁共振成像具有优越的软组织分辨率、多角度和多参数的复合成像，是宫颈癌的首选检查手段，在宫颈癌的治疗策略中起着关键作用[3]。

随着磁共振设备硬件和软件的不断发展，功能成像技术应运而生，它可以无创性地从分子水平观察肿瘤组织的形态特征、细胞生物活性、血管通透性、组织缺血缺氧状态等，已经成为肿瘤早期发现、临床诊断和治疗疗效评估的有力武器。目前磁共振检查主要包括常规磁共振成像、扩散加权成像（Diffusion weighted imaging,DWI）、对比增强动态磁共振成像（Dynamic Enhanced Magnetic Resonance Imaging, DCE -MRI）等，本文就以上三种成像技术在宫颈癌的临床应用进展进行综述。

1 常规磁共振成像技术的诊断应用

磁共振成像具有高软组织分辨率和多方向、多序列、多参数成像的优点，这些特点使盆腔脏器结构解剖层次得到很好的展示，能清楚显示宫颈内、宫颈外的癌组织浸润情况，还能清楚显示盆腔淋巴结是否有转移。与此同时，磁共振常规成像还可提供宫颈癌放化疗前后的优质解剖对比图像，揭示肿瘤坏死、脂肪间隙纤维化、宫旁浸润、盆腔淋巴结等治疗反应的有效信息[4]。目前常用的序列包括T1WI、T2WI 序列，T2WI-FS（脂肪抑制）序列等。在T2WI-FS 序列图像上宫颈癌肿瘤病变组织一般多为高信号，可以与正常宫颈纤维基质低信号形成良好自身对比，可作为宫颈癌观察的重要序列。Choi 等人[5]对115例宫颈癌患者行术前或活检前的MRI 检查并进行前瞻性研究，根据MRI 影像学表现进行相应的肿瘤分期，组织病理学检查结果与MRI 图像特征的相关性分析表明，MRI 对宫颈癌术前分期的准确率为77%。Manfredi 等人[6]的大样本多中心临床研究也证实了这一点，大样本数据显示MRI 评价宫旁浸润的准确度为93.4%、敏感度为37.8%、特异度为98.4%；评价阴道受累的准确度为82.4%、敏感度为86.7%、特异度为80.7%；评价淋巴结转移的准确度为96.8%、敏感度为94.4%、特异度为97.1%。Kaur等人[7]进行图像数据与病理对照测量研究，发现T2WI上测量的肿瘤大小与大体标本的测量结果具有良好的一致性，约70%～90%的宫颈癌病灶经MRI 测得的大小与手术切除标本结果相差在0.5cm以内。

2 DWI技术在宫颈癌诊断中的应用

DWI 是利用分子的热运动检测不同方向水分子的运动情况以及范围，是唯一可以观察水分子在体内组织中的微观运动的非侵入性成像技术，通过施加梯度场强脉冲，我们可以观察水在组织细胞内外的跨膜运动，探测细胞间水分子运动引起的信号差异进行数模转换形成图像。表观扩散系数（ADC 值）被用来量化水分子运动的变化，是一种定量数值指标[3]。经过国内外学者的研究发现，目前DWI技术已经成熟运用到中枢神经系统，消化系统及乳腺疾病磁共振检查中，特别是对超早期脑梗死的检出有明显的优势。

DWI 图像中的组织信号强度与组织细胞密度和细胞间隙大小密切相关。研究表明[8]，细胞密度越大，细胞间隙变小，组织间压力升高以及组织内部微环境的变化，致使水分子的活动受到限制,从而使得组织扩散受限，在DWI 表现为高信号，ADC 值为相对低数值，这样与周围正常组织形成良好对比，反之组织扩散能力减弱，DWI 为低信号，ADC 值便为相对高数值。因此，DWI 是能间接反映组织内水分子的微观运动，能够反映组织含水量变化的生理学特征，这也就为磁共振发现早期肿瘤组织提供了可能和依据，由此我们可以推断宫颈癌病变组织的DWI 图像、ADC 值大小与正常宫颈基质纤维以及宫颈炎症性病变存在差异，在DWI 图像中，宫颈癌组织的信号高于正常宫颈组织，但是ADC值比正常宫颈组织低。

根据病理学标准，宫颈癌的病理类型包括鳞癌、腺癌和混合癌，其中以鳞状细胞癌最为常见。目前鳞癌的发生率呈下降趋势，而腺癌的比例却逐渐增多[9]。有研究表明[10]，宫颈癌组平均ADC值为（0.963±0.153×10-³mm²/s）低于正常组织的平均值（1.673±0.112×10-³mm²/s）。同时多个研究结果[11-13]将宫颈鳞癌的平均ADC 值范围（0.881±0.132） ×10-3mm²/s～（1.110±0.175） ×10-³mm²/s）用来区分恶性病变组织与正常组织。刘洁等学者[14]研究发现，宫颈鳞癌的平均ADC值小于腺癌，并且平均ADC 值与肿瘤级别呈负相关性。然而Tuna 等[15]研究则表明，鳞癌与腺癌的ADC 值没有明显的差异，肿瘤的级别与平均ADC 值也没有明显的相关性，但早期宫颈癌的平均ADC 值明显低于晚期宫颈癌，这种数值差异很大程度上是由于腺癌细胞（尤其是分化良好的腺癌细胞）分泌粘液，细胞内外含水量增加密度，而ADC 值与细胞密度密切相关，所以腺癌的ADC 值通常会较高。通过以上的数据和研究表明扩散加权成像定量参数ADC 值对正常宫颈组织与宫颈癌，以及宫颈癌的各种病理类型具有一定的鉴别能力。

宫颈癌病人经过规范的放化疗治疗后，肿瘤组织会发生缺氧，组织细胞会发生坏死、肿胀，从而间接引起细胞外间液增多，因此我们可以将细胞外液的ADC 值作为定量参数与癌组织细胞经过放化疗后变化是否具有相关性作为观察肿瘤放化疗效果的评价依据。施润君[16]等学者的数据研究中发现宫颈癌肿瘤组织扩散系数的增加可预测宫颈癌同步放化疗的治疗效果，研究数据显示宫颈癌部分缓解组的ADC 平均值为0.93×10-³mm²/s，完全缓解组的ADC平均值为0.80×10-³mm²/s，两者间的数值变化差异具有统计学意义（P＜0.05）。由此我们可以认为ADC平均值或ADC值的动态变化是宫颈癌治疗效果评价的重要影像学指标之一。

3 DCE-MRI 技术在宫颈癌不同临床分期中的应用

动态增强扫描技术（DEC-MRI）是利用静脉注射顺磁性对比剂Gd-DTPA后对人体病变部位进行连续多层扫描，在快速注射造影剂后，带有造影剂的血液通过组织会引起组织松弛率T1*或T2*的变化，从而导致组织信号强度的变化。经过计算机数据后处理后便可以得出代表血流动力学变化肿瘤增强-时间信号曲线（TIC曲线），半定量参数值（初始增强时间、峰值时间、最大上升斜率、信号强化率、最大下降斜率）及定量参数值（对比剂体积Ktrans、反流速率常量Kep=Ktrans/Ve、渗漏空间Ve）等等。宫颈癌病灶动脉期明显强化，30～60s可达强化峰值，此时病灶表现最为明显，与周围正常软组织的信号对比度最大，静脉期和延迟期造影剂缓慢廓清，但正常组织也存在造影剂廓清改变，二者廓清速率不同又存在信号差异，肿瘤病灶较大时周围常可见强化环可使肿瘤边缘显示清楚，该环在组织学上为周围基质组织的炎性反应或肿瘤压迫所致，可作为评判肿瘤侵犯范围的重要标志[17]。

宫颈癌组织的不同临床分期与肿瘤组织的灌注和细胞密度血管丰富程度有关。顾忠毅[18]等学者已经确定Ktrans和Kep值在FIGO宫颈癌的临床分期中具有一定的相关性。随着患者临床分期的增加，病灶组织的侵袭性也随之不断加深，微血管成分增高从而使得Ktrans、Kep水平上升。赵博等学者[19]研究表明，MRI 灌注程度与宫颈癌微血管密度相关，低灌注区主要由少量纤维组织组成，MRI 高灌注区主要由多量的上皮癌细胞成分组成，这也就与宫颈癌肿瘤组织明显强化相对应起来。同时他也发现宫颈病灶组织内的血供随着分期的不断增加有升高趋势，主要体现在微血管的生成和通透性不断增加，非成熟的血管比例越来越多，肿瘤强化也就逐渐增强，从而使得宫颈癌灌注定量参数值Ktrans、Kep、Ve水平不断升高。周延[20]等学者也认为肿瘤随着病理分级的升高，肿瘤血管生长活跃更加旺盛，微血管的密度及比重更加明显。武霞等学者[21]在宫颈癌放化疗后动态增强扫描中发现宫颈癌病灶灌注定量参数与肿瘤放化疗后生长情况存在一定的联系，他发现放化疗前后的灌注参数由高数值变为低数值预示着肿瘤缩小，纤维化，提示预后良好，而灌注参数放化疗前后期不变化或数值增高则提示预后不佳，甚至有肿瘤复发的可能。但也有研究发现，不同临床分期患者的Ve水平差异无统计学意义（P＞0.05），其原因仍处于初步探索阶段，需要进一步研究和确认[22]。

4 总结及展望

综上所述，我们可以看到功能磁共振成像弥补了常规核磁共振扫描的不足，在宫颈癌的诊断、治疗和预后评估方面有着巨大的价值和明显的优势，DWI 可以提示肿瘤组织中细胞内外水分子运动情况，DCE-MRI 可以为肿瘤的灌注、缺血缺氧及生物活性情况提供重要数据，虽然影像工作者在这些方面的发展做了大量的研究工作，但发展的道路仍漫长，还有很多临床工作需要开展及探究，比如感兴趣区的高精密测量、药物代谢动力学模型的选择、ADC值标准化的统一、DCE-MRI参数的设立统一标准等等一系列问题都还有待去研究。在未来的影像学发展进程中，随着这一系列问题的解决和功能影像学技术的不断进步和成熟，多中心、大样本量的科学研究，设备仪器的越来越先进，我们有理由坚信功能磁共振将为宫颈癌患者提供更全面、精准和具有指导意义的信息，使得宫颈癌患者能早期发现，得到及时有效的治疗，让更多的患者受益。