MRI ADC直方图在子宫内膜癌诊断及肿瘤浸润评估中的应用

贺 英， 刘晓娟， 王 静， 常建苗

河北北方学院附属第一医院妇科， 河北 张家口 075000

子宫内膜癌是一种临床发病率较高的女性生殖系统恶性肿瘤，其发病率逐年增加，子宫内膜癌发生于子宫内膜上皮，恶性程度高，以手术治疗为主[1,2]。子宫黏膜下肌瘤是向子宫腔突出生长的子宫肌瘤，临床通常采取保守治疗。子宫内膜癌及子宫黏膜下肌瘤在临床治疗前需要重点鉴别[3]。常规磁共振成像(MRI)检查可对子宫肿瘤进行定性分析。值得注意的是，子宫内膜癌和子宫黏膜下肌瘤的MRI影像形态和信号有一部分发生重叠，故有必要在MRI中应用扩散加权成像(DWI)技术来加以鉴别。DWI可很好地检测活体水分子扩散运动[4]，表观扩散系数(ADC)是DWI的定量分析参数，有研究表明[5]，肿瘤分化越差，肿瘤的ADC值越低，因此，通过ADC值的定量评估能很好地鉴别肿瘤分级情况。但是，研究者选取的病灶感兴趣区域(ROI)存在差异，测得的ADC值仅能代表某一层面，易产生偏倚，不能准确反映病灶整体特征，缺乏特异性[6]。而基于直方图特征的影像组学分析是一种简洁方法，目前MRI已广泛用于子宫内膜癌分期、分级方面的评估，但ADC直方图在子宫内膜癌诊断及疾病浸润深度判断方面的报道较少[7,8]。为此，本研究探讨MRI ADC直方图诊断子宫内膜癌及判断肿瘤浸润程度的价值，为更深入进行影像组学大数据分析提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院妇科确诊的98例子宫内膜癌患者作为病例组、100例子宫黏膜下肌瘤患者作为对照组。本研究在实施前与患者均进行充分沟通，签署知情同意书；经我院医学伦理委员会研究决定后实施。纳入标准：子宫内膜癌、子宫黏膜下肌瘤患者的诊断标准参考人民卫生出版社出版的《妇产科学》(第9版)中的标准[9]；患者年龄42～76岁；两组研究对象均经过病理学检查确诊，肿瘤的肌层浸润程度以病理学所见结果为准；MRI检查后2周内患者接受手术治疗；患者无放化疗、免疫学治疗史。排除标准：伴有其他部位恶性肿瘤患者；图像存在较为明显的伪影，不能进行分析者；未经病理学检查证实者。病例组和对照组的年龄、体质量指数(BMI)、初潮年龄、生育史、高血压、糖尿病、绝经情况比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有较好可比性。

1.2 方法

采用Philips Achieva磁共振成像系统。患者呈仰卧位，盆腔固定于8通道体部相控阵线圈内。常规扫描序列为：横断面T1WI、T2WI(视野220 mm×220 mm、240 mm×240 mm；层厚5 mm；层间距1 mm)。轴位DWI使用单次激发SE-EPI序列：层间距1 mm，层厚5 mm，b值为0 s/mm2和800 s/mm2；视野350 mm×403 mm，矩阵152×162，TR 5200 ms，TE 75 ms，翻转角90°，采集次数(NEX)2。

将ADC图像导出为BMP格式，输入计算机Metlab软件，调整窗宽、窗位，并使导出的图像在窗宽、窗位上保持一致。沿病变轴位ADC图像利用MaZ-da软件勾画每一层ROI，在绘制ROI时需要包含整个肿瘤，尽量避免伪影及部分容积效应的影响。软件自动生成ROI的灰度直方图，获得参数：第10百分位数(10th)、第25百分位数(25th)、第50百分位数(50th)、第75百分位数(75th)、第95百分位数(95th)。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 病例组和对照组的ADC直方图对比

病例组患者的ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th、ADC 75th、ADC 95th测定值显著低于对照组患者(P<0.05)。见表1。

表1 病例组和对照组的ADC直方图对比

2.2 ADC直方图参数鉴别诊断子宫内膜癌与子宫黏膜下肌瘤的价值

以ADC 10th、ADC 25th测定值绘制ROC曲线，ADC 10th鉴别诊断子宫内膜癌与子宫黏膜下肌瘤的AUC为0.762；ADC 25th鉴别诊断子宫内膜癌与子宫黏膜下肌瘤的AUC为0.842。见表2。

表2 ADC直方图参数鉴别诊断子宫内膜癌与子宫黏膜下肌瘤的价值

2.3 不同肌层浸润深度的子宫内膜癌患者的ADC直方图对比

98例子宫内膜癌患者，其中58例患者子宫肌层浸润深度<1/2肌层，40例患者子宫肌层浸润深度≥1/2肌层；子宫肌层浸润深度<1/2肌层患者ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th测定值显著高于浸润深度≥1/2肌层患者(P<0.05)。见表3。

表3 不同肌层浸润深度的子宫内膜癌患者的ADC直方图对比

2.4 ADC直方图参数鉴别不同肌层浸润深度子宫内膜癌的价值

以ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th测定值绘制ROC曲线，其中ADC 10th鉴别不同肌层浸润深度子宫内膜癌的AUC最高，为0.856。见表4。

表4 ADC直方图参数鉴别不同肌层浸润深度子宫内膜癌的价值

3 讨论

子宫内膜癌确诊的金标准是子宫内膜活检，但是此方法属于有创操作，所获取的样本量较少，不能够准确反映全容积肿瘤的分级情况，随着DWI技术的应用，ADC值定量评估方法被临床广泛使用[10,11]。ADC值在某些方面只能反映某一层面的肿瘤浸润深度，而ADC直方图分析方法则选取整个肿瘤，综合整个肿瘤的所有体素，获得显示ADC分布特征的曲线和描述肿瘤扩散异质性特征的定量参数[12,13]，基于此，本研究探讨MRI ADC直方图参数在鉴别子宫内膜癌及子宫黏膜下肌瘤的应用价值。

有研究发现，ADC直方图在室管膜瘤分级鉴别中有一定价值，另有研究发现，ADC直方图的峰度能够体现卵巢癌对化疗的反应[14,15]，也有研究曾利用ADC的直方图参数鉴别子宫内膜癌与子宫黏膜下肌瘤，获得很好的实验结果[16]。本研究结果显示，病例组患者的ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th、ADC 75th、ADC 95th测定值显著低于对照组患者(P<0.05)，同时，ADC 10th、ADC 25th鉴别诊断子宫内膜癌及子宫黏膜下肌瘤的效能较高。本研究中，ROI的选取包括肿瘤实质，还包括坏死、囊变、出血等组成部分，通过制作ADC值直方图获取了多个层面的影像数值。说明基于ADC图像的直方图分析方法可为肿瘤的鉴别提供更多定量信息。

目前，大量研究对ADC值与肿瘤的病理特征进行了探索，ADC直方图的分析更加全面、更加精细，能获得准确的数据，且重复性好[17]。本研究证明，ADC值直方图参数可判断子宫内膜癌不同子宫肌层浸润深度，子宫肌层浸润深度较浅肌层浸润的ADC平均值、ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th值较高。本研究分析原因是部分病变体积较小或边缘模糊，在对边缘层面测量ADC值时，难免会因部分容积效应而受到正常组织的影响，以致产生一些极端ADC值。ADC直方图分析具有体现病变异质性的优势，已用于多个系统的诊断，比传统测量所得ADC值更具优势，且重复性及稳定性较好。

本研究结果显示，ADC 10th鉴别诊断不同肌层浸润深度的子宫内膜癌患者的灵敏度和特异度较高。ADC直方图是以测得的ADC值为横坐标，像素为纵坐标，反映所勾画组织中所有的ADC值及相应的频数，ADC直方图可以直观显示ADC值的分布特征。目前文献中基于DWI的ADC值的计算多在病变面积最大层面处勾画ROI，但因肿瘤组织存在异质性，单一ROI的病灶中也存在成分的不同，因此观察者在对不同形状ROI分析时获取的ADC值也不同，因此实验结果存在一定偏移[18]。而ADC直方图是对整个肿瘤进行分析，能够定量反映肿瘤内部全部信息。从理论上讲，位于ADC直方图左侧可反映恶性程度较高及细胞密度较高的组织，而右侧的体素则代表着坏死囊变及水肿组织。ADC直方图最早应用于脑部，有研究曾报道[19]，ADC直方图有利于辨别乳腺浸润性导管癌脉管浸润程度，ADC直方图提取的参数可重复性较好。众所周知，子宫内膜癌与乳腺癌均具有生物学异质性，影像学上也表现出不均质性。本研究认为ADC直方图在子宫内膜癌的诊断及浸润程度的评估上具有很高价值。

以往有研究指出[20]，ADC值在鉴别子宫内膜癌分级价值有限，缺乏特异性。若检查时仅仅针对ADC最大值及最小值进行分析，当分析边缘层面ADC值时，难免会因部分容积效应而受到正常组织的影响，以致产生一些极端ADC值[21]。本研究在以往研究的基础上使用ADC直方图客观地评价肿瘤的整体扩散信息，避免了随机取样的局限性，可以更好地反映肿瘤的浸润程度，发现ADC直方图中ADC 10th、ADC 25th、ADC 50th、ADC 75th、ADC 95th稳定性较高，但本研究纳入病例数较少，且未对ADC直方图与临床分期的相关性等进行深入探讨，尚待进一步研究。

综上，MRI ADC直方图参数对于鉴别诊断子宫内膜癌与子宫黏膜下肌瘤具有重要价值，不同子宫浸润深度的子宫内膜癌患者MRI ADC直方图参数差异明显，术前采用MRI ADC直方图分析子宫内膜癌浸润深度具有重要意义。