基于DCE-MRI建立高分化子宫内膜腺癌肌层浸润的诊断模型研究

陈德全，官彬，冯鹃，蒋明宏

重庆市合川区人民医院 放射科，重庆 401520

引言

标准手术治疗能够显著提高子宫内膜癌患者预后，但全子宫切除会使患者丧失生育能力[1]。受发病率低龄化和育龄推迟影响，越来越多子宫内膜癌患者在治疗时有保育愿望或需求。目前国外指南推荐对病灶无肌层浸润的高分化子宫内膜癌可以考虑保育治疗[2]，如何在术前准确评估肌层浸润情况对手术方案制定具有显著影响，同时肌层浸润深度也是影响子宫内膜癌患者预后的一种关键独立危险因素[3]。常规磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）在形态解剖学成像方面仍存在不足，对肌层浸润情况的评估会受到混杂因素干扰[4]。扩散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）以及动态增强磁共振成像（Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging，DCE-MRI）属于MRI检查的两种关键功能成像技术，可以有效反映分子扩散、组织血流状况，因此在反映子宫内膜癌增生、血流灌注、肌层浸润情况方面更具优势[5]。本研究通过对比研究探讨DWI、DCE-MRI定量参数在评估高分化子宫内膜腺癌肌层浸润方面的诊断价值，以期为更准确评估子宫内膜癌术前临床分期以及肌层浸润深度提供参考。

1 材料与方法

1.1 基本资料

回顾性分析2017年6月至2020年12月我院收治的经术后病理检查确诊为子宫内膜腺癌的126例患者的临床资料，经排除标准排除38例，最后共纳入符合标准患者88例。根据术后病理检查中肿瘤浸润肌层的最深程度结果以及国际妇产科联盟手术病理分期标准，88例患者被分为无肌层浸润组36例、浅肌层浸润组（肌层浸润程度<50%）28例以及深肌层浸润组（肌层浸润程度不低于50%）24例。88例患者的年龄为32～45岁，平均年龄（37.26±2.12）岁，临床症状主要包括无痛性阴道不规则流血。

纳入标准：① 所有患者术前28天内均已行术前常规MRI、DWI、DCE-MRI检查；② 所有患者接受检查前均未接受放化疗等相关治疗；③ 无既往子宫或宫腔手术操作史；④ 术后病理检查结果证实为高分化子宫内膜腺癌；⑤ 患者年龄不超过45岁且未绝经。

排除标准：① 合并MRI检查禁忌证者或对造影对比剂产生过敏症状或存在过敏史者；② 检查时发现存在盆腔金属伪影干扰者；③ 病灶过小（直径不足1 cm）导致感兴趣区域（Region of Interest，ROI）勾画受影响者；④ MRI成像的图像质量过低导致无法准确观察和测量者；⑤ 合并其他恶性肿瘤者。

1.2 MRI、DWI、DCE-MRI检查方法

1.2.1 MRI检查

患者取卧位，采用MR扫描仪（西门子Magnetom Verio 3.0T）对其进行MRI检查。扫描参数如下：T1WI：TR 560 ms，TE 6.8 ms；T2WI：TR 3460 ms，TE 85.6 ms，层厚5 mm，层间隔0.3 mm，视野38 cm×38 cm，矩阵256×384。

1.2.2 轴位DWI

TR 4000 ms，TE 60.3 ms，视野400 mm，矩阵120×120，层厚5 mm，共激励12次，b值取0和700 s/mm2。矩阵130×96，视野38 cm×38 cm。

1.2.3 DCE-MRI

设置TR 4.4 ms，TE 0.9 ms，层厚4 mm，视野38 cm×38 cm，矩阵256×384；在注射对比剂之间首先完成每位患者的3°、6°、9°、12°、15°等方向翻转角的扫描并获取T1 mapping参数；然后在12°翻转角位置进行动态DCE-MRI扫描，注射的对比剂为二乙烯三胺戊乙酸钆，剂量控制为每kg体重注射0.1 mmol对比剂，并控制注射流速为2.0 mL/s，对比剂注射时间为第2个时相扫描开始时刻，然后按照上述流速注入生理盐水20 mL；扫描总时间为320 s，扫描总时相为40个。

1.3 图像处理

MRI扫描检查完成后由3名有5年及以上核磁共振成像工作经验的影像科主任医师或副主任医师阅片并进行图像测量及处理，每位患者均安排3位不同医师进行测量，采用Syngo图像处理工作站对所有DWI原始图像进行处理，参照轴位T2WI勾画出子宫内膜癌病灶的最大层面ROI，该过程注意尽量避免涉及肿瘤液化、坏死或出血区域，取三次测量的表观扩散系数（Apparent Diffusion Coefficient，ADC）平均值作为最后结果。

采用Omni-Kinetics软件处理DCE-MRI图像，构建模型后获得DCE-MRI的定量参数体积转运常数（Ktrans）、速率转运常数（Kep）及体积分数（Ve）的伪彩图；以轴位作为主要测量平面并根据动态增强图像在肿瘤病灶强化最显著区域勾画ROI，该过程注意尽量避免涉及肿瘤液化、坏死或出血区域，取每个参数3次测量值的平均值。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 各组ADC值及DCE-MRI参数比较

深肌层浸润组患者ADC值低于无肌层及浅肌层浸润组（P<0.05），但无肌层浸润组与浅肌层浸润组ADC值无统计学差异（P>0.05）；三组患者DCE-MRI参数（Ktrans、Kep、Ve）之间差异均有统计学意义（P<0.05），均为深肌层浸润组参数值最高，无肌层浸润组参数值最低，见表1。子宫内膜腺癌浅肌层浸润组和无肌层浸润组典型MRI图如图1～2所示。

图1 子宫内膜腺癌浅肌层浸润MRI图

表1 各组ADC值及DCE-MRI参数比较（±s）

表1 各组ADC值及DCE-MRI参数比较（±s）

注：与无肌层浸润组比较，aP<0.05；与浅肌层浸润组比较，bP<0.05。

组别 例数 ADC值/ (×10-3 mm2/s)Ktrans/ (min-1)/ (min-1) Ve Kep无肌层浸润 36 0.43±0.13浅肌层浸润 28 0.71±0.21 0.36±0.12 0.81±0.24 0.68±0.18 0.55±0.14a 0.94±0.26a 0.58±0.17a 0.69±0.20ab F值 - 6.719 43.484 5.716 18.801 P值 - 0.002 <0.001 0.005 <0.001深肌层浸润 24 0.54±0.13ab 0.72±0.19ab 1.05±0.29ab

图2 子宫内膜腺癌无肌层浸润MRI图

2.2 ADC值及DCE-MRI参数诊断结果

根据ADC值及DCE-MRI参数诊断结果以及与病理检查结果对应情况如表2所示。

表2 根据ADC值及DCE-MRI参数诊断病例数结果（n）

2.3 联合诊断模型建立

分别以是否发生子宫内膜腺癌肌层浸润为因变量，赋值发生 =1，未发生 =0，DCE-MRI参数（Ktrans、Kep、Ve）为自变量，进行Logistic回归拟合，得到回归方程为Logit (P)=1.847+0.847Ktrans+0.789Kep+0.612Ve，进一步以回归方程中概率值P拟合联合诊断模型，见表3。

表3 DCE-MRI参数单项及联合检测高分化子宫内膜腺癌肌层浸润诊断模型

2.4 DCE-MRI各参数单独和联合诊断的模型灵敏度、特异度比较

ADC值以0.61×10-3mm2/s为诊断截断值时，诊断高分化子宫内膜腺癌有无肌层浸润灵敏度为46.15%，特异度为 88.89%，ROC 曲线下面积为 0.657（95%CI：0.556～0.758）；Ktrans以0.45/min为诊断截断值时，灵敏度为80.77%，特异 度 为 83.33%，ROC曲 线 下 面 积 为 0.875（95%CI：0.808～0.943）； Kep以0.89/min为诊断截断值时，灵敏度为73.08%，特异度为80.56%，ROC曲线下面积为0.784（95%CI：0.703～0.864）；Ve以0.52为诊断截断值时，灵敏度为76.92%，特异度为72.22%，ROC曲线下面积为0.681（95%CI：0.577～0.785）；Ktrans+ Kep+Ve联合诊断的灵敏度为90.38%显著高于单项检测的灵敏度（P<0.05），特异度为77.78%，约登指数为0.682，ROC曲线下面积为0.918（95%CI：0.872～0.964），显著高于ADC值和 DCE-MRI参数各单项检测（P<0.05），诊断效能最佳，见表4。

表4 DCE-MRI各参数单独和联合诊断模型灵敏度、特异度比较

3 讨论与总结

目前临床上治疗子宫内膜癌的主要方法为手术切除辅以放化疗，而术前肿瘤分期、病理分级以及细胞学类型等均对治疗方案的选择至关重要，因此对该疾病进行全面和准确的评估显得尤为关键[6-7]。以往临床上常应用的宫腔镜活检以及分段刮诊等手段可以有效确诊子宫内膜癌，但无法准确提供肿瘤浸润深度等信息，且对于小病灶容易漏诊[8]。MRI作为目前广泛应用的一种影像学检查手段，可以进行多方位、多参数成像，且对软组织分辨率极高，因此可以完整显现子宫内膜病灶范围、大小以及肌层浸润情况。特别是近年来MRI技术不断发展，DWI、DCE-MRI等功能MRI在子宫内膜癌中的应用与日俱增，有效弥补了常规MRI单纯从解剖形态学方面评估子宫内膜癌肌层浸润深度的不足[9]。

一般子宫内膜癌浸润越深，肿瘤的分级程度越高，细胞分化程度越差，细胞增殖能力越强，直接导致了肿瘤细胞的密度增大及细胞外间隙的缩小，MRI检查表现为水分子扩散运动受限、ADC值下降[10]。但其他多种因素也会对活体组织MRI检查的ADC值造成影响，比如细胞形态、细胞密度、细胞内外空间比例以及外空间纡曲度均可能导致ADC值下降，进而影响单独应用ADC值诊断子宫内膜腺癌肌层浸润深度的灵敏度和特异性。本文研究结果显示子宫内膜癌深肌层浸润组的ADC值明显低于无肌层浸润组及浅肌层浸润组，但无肌层浸润组与浅肌层浸润组ADC值无明显差异。陈基明等[11]研究显示子宫内膜癌深肌层浸润组的ADC值稍低于无肌层浸润组和浅肌层浸润组，但差异不具有统计学意义；但刘佳等[12]的研究反映ADC值与子宫内膜癌肌层浸润程度之间存在显著相关性，且认为ADC值在诊断子宫内膜癌浸润程度上具有较高的诊断价值。不同研究结果之间存在差异可能与设备因素如MRI扫描设备、设置的扫描参数、ROI范围的选取以及肿瘤因素（肿瘤分期和病理分级等）有关；另外，MRI数据处理时选择单一层面ROI分析、肿瘤异质性差异以及合并较为复杂的病理变化如组织水肿或坏死等均可能对ADC值产生影响[13]。本研究ROC曲线分析结果显示ADC值以0.61×10-3mm2/s为诊断截断值时，诊断高分化子宫内膜腺癌有无肌层浸润的灵敏度为46.15%，特异度为88.89%，ROC曲线下面积为0.657（95%CI：0.556～0.758），见图3。提示单独应用ADC值诊断效能不高，主要与ADC值无法有效区分无肌层浸润和浅肌层浸润进而影响检测的灵敏度有关，与上述分析一致。

图3 DCE-MRI各参数单独和联合诊断模型ROC曲线分析图

定量DCE-MRI可以有效反映肿瘤病灶组织的微血管生成情况以及血流灌注水平。一般情况下，肿瘤恶性程度越大，肿瘤对周围组织的侵犯程度越高，肿瘤组织的新生血管越密集且血管通透性越高。肿瘤组织对比剂的回流和漏出比例增加，表现为DCE-MRI的相关灌注参数值升高[14]。本文研究结果显示三组患者间在DCE-MRI参数（Ktrans、Kep、Ve）上差异均有统计学意义，均为深肌层浸润组参数值最高，无肌层浸润组参数值最低，提示DCEMRI定量参数在不同子宫内膜腺癌浸润深度方面具有显著差异，与张禹等[15]的研究结果一致。且相比DCE-MRI各参数单独诊断，Ktrans+ Kep+Ve联合诊断的灵敏度（90.38%）显著高于单项检测的灵敏度，特异度为77.78%，约登指数为 0.682；ROC曲线下面积为 0.918（95%CI：0.872～0.964），具有最高的诊断效能。可能是由于单独应用DCE-MRI各参数检查是否存在子宫内膜癌肌层浸润时，ROI定义以及肿瘤组织血供和肿瘤微环境的复杂性会对各参数值大小产生影响，进而出现较高的假阳性或假阴性结果，而采用联合检查则可以弥补上述单一参数诊断存在的不足，可显著增加诊断的灵敏性并保持一定特异性，进而提高诊断效能[16]。但由于本研究纳入的病例数较少并属于回顾性研究，该结论需要在后续大样本临床研究中进行进一步验证，且本文未对肿瘤病理分级与DCE-MRI定量参数之间的关系进行深入研究，这将成为本研究后续探讨的方向之一。

综上所述，DCE-MRI定量参数相较于DWI参数ADC值预测高分化子宫内膜腺癌肌层浸润的价值更高，且基于DCE-MRI定量参数（Ktrans、Kep、Ve）建立的联合诊断模型对评估子宫内膜腺癌肌层浸润情况更有价值。