体素内不相干运动和动态增强MRI对早期子宫内膜癌与子宫内膜息肉的鉴别诊断

刘旺毅，闫瑞芳，任继鹏，王红霞，谢北辰，韩东明

新乡医学院第一附属医院磁共振科，河南 卫辉 453100；*通信作者 韩东明 625492590@qq.com

子宫内膜癌（endometrial carcinoma，EC）严重威胁着女性身体健康，其中早期（I期）患者约占80%[1]。子宫内膜息肉（endometrial polyp，EP）是常见的宫腔良性病变，其临床表现、影像特征与早期EC存在一定相似之处[2]，但两者治疗及预后存在巨大差异，因此准确的鉴别诊断意义重大。动态增强磁共振成像（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）和体素内不相干运动成像（intravoxel incoherent motion，IVIM）均是反映生物组织血液灌注信息的成像方法[3-4]，目前两者已经应用于乳腺癌[4]、直肠癌[5]、前列腺癌[6]等疾病的诊断与评估。本研究拟对比DCE-MRI和IVIM鉴别早期EC和EP的价值，并探讨不同类型灌注参数的相关性，以期为相关临床诊疗提供新的参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性收集2021年1月—2022年1月于新乡医学院第一附属医院行盆腔MRI检查的女性患者。EC和EP组纳入标准：①病理证实为原发I期EC或EP；②病灶最大直径≥1 cm；③临床资料完整。排除标准：①MRI检查前接受过放、化疗或手术治疗；②扫描序列不完整或图像存在明显伪影；③存在DCE-MRI检查禁忌证。正常组纳入标准：①子宫内膜显示清晰；②盆腔内无恶性病变。排除标准同EC和EP组。最终纳入子宫内膜正常组20例、EP组17例、EC组30例，年龄45～67岁。本研究通过本单位伦理委员会审查（EC-022-002），所有参与者均知情同意。

1.2 检查方法 采用GE Optima MR360 1.5T MR扫描仪和12通道相控阵体线圈，扫描序列包括，斜轴位（垂直于内膜长轴）T1WI-FSE/T2WI-FSE：TR 659/ 6 000 ms，TE 8/95 ms，视野40 cm×40 cm，层厚6 mm，层数20。斜轴位IVIM：TR 2 000 ms，TE 60.5 ms，b=0、20、40、80、160、200、400、600、800、1 000 s/mm2，视野40 cm×40 cm，层厚6 mm，层数依据病变大小确定。采用3D-LAVA序列进行DCE-MRI扫描，扫描前采用高压注射器经肘静脉注射钆喷酸葡胺，剂量0.2 mmol/kg，流速3 ml/s，扫描参数：TR 3.5 ms，TE 1.7 ms，时间分辨率9 s，激励次数0.73，翻转角15°，层厚6 mm，层间距0 mm，矩阵288×192，采集次数40次，扫描时间6 min 8 s。扫描结束后推注10 ml生理盐水。

1.3 图像处理及分析 所有数据传至GE AW 4.6工作站，利用内置的MADC/GenIQ软件分别生成IVIM和DCE-MRI的参数伪彩图。由1名主治医师和1名副主任医师（分别具有7年和15年临床经验）独立阅片，分别在IVIM b=800 s/mm2和DCE-MRI对比度最佳的图像中手动勾画感兴趣区（ROI）。对EC和EP，选取病变最大层面沿病变内侧边缘勾画，尽量避开明显的囊变、出血和坏死等区域。对正常子宫内膜，选取面积最大且显示清晰的层面进行勾画。然后将ROI复制到不同参数伪彩图上，由工作站自动计算出DCE-MRI参数容积转移常数（volume transfer constant，Ktrans）、速率常数（rate transfer constant，Kep）和血管外细胞外容积分数（volume of extravascular extracellular space per unit volume of tissue，Ve），IVIM参数真性扩散系数（diffusion coefficient，D）、假性扩散系数（pseudo diffusion coefficient，D*）和灌注分数（perfusion fraction，f）。

1.4 病理及分组标准 EC组和EP组所有病变标本均送至本院病理科进行脱水、浸蜡、包埋、切片和染色。子宫内膜正常组结合患者临床资料和MRI表现界定。

1.5 统计学方法 采用SPSS 23.0和MedCalc 15.0软件，符合正态分布的计量资料以±s表示，两组比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析；不符合正态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示，组间对比采用U检验。采用组内相关系数（ICC）评价观察者间一致性。采用受试者工作特征（ROC）曲线及曲线下面积（AUC）评估不同参数及成像方式对正常子宫内膜、EP和EC的鉴别诊断效能，诊断效能的差异采用Delong检验；用Logistic回归分析多参数联合诊断，采用Pearson相关评价不同参数间的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一致性分析 2位医师测得D、D*、f、Ktrans、Ve和Kep均具有较高的一致性（ICC=0.872、0.848、0.817、0.897、0.885、0.888），因此取两者的平均值作为最终结果。

2.2 3 组各参数比较 EP组的Ktrans（t=−3.347）和Kep（Z=−1.981）高于正常组（P<0.05）。EC组的Ktrans（t=−4.316、−2.447）和Kep（Z=−5.248、−4.650）均高于正常组和EP组（P均<0.05），D（t=2.884、2.941）、f（t=3.100、2.874）和Ve（t=3.846、4.288）均低于正常组和EP组（P<0.01），其他各参数差异无统计学意义（图1、2，表1）。

表1 子宫内膜正常组、EP组和EC组各参数比较

图1 女，56岁，IA期子宫内膜癌。常规矢状位T2WI示病变呈等、稍高信号（箭，A）；Ktrans值伪彩图示病变呈蓝绿色信号（箭，B）；Kep值伪彩图示病变呈红绿色信号（箭，C）；Ve值伪彩图示病变呈蓝绿色信号（箭，D）；D值伪彩图示病变呈蓝绿色信号（箭，E）；D*值伪彩图示病变呈蓝绿色信号（箭，F）；f值伪彩图示病变呈红绿色信号（箭，G）；病理镜下提示为子宫内膜样腺癌，1级（HE，×100，H）

图2 女，63岁，子宫内膜息肉。常规矢状位T2WI示病变呈等、稍高信号（箭，A）；Ktrans值伪彩图示病变呈蓝绿色信号（箭，B）；Kep值伪彩图示病变呈蓝绿色信号（箭，C）；Ve值伪彩图示病变呈红绿色信号（箭，D）；D值伪彩图示病变呈红黄色信号（箭，E）；D*值伪彩图示病变呈红绿色信号（箭，F）；f值伪彩图示病变呈红绿色信号（箭，G）；病理镜下提示为子宫内膜息肉（HE，×100，H）

2.3 各参数及成像方法鉴别正常子宫内膜、EP和EC的效能 Ktrans和Kep鉴别正常子宫内膜和EP的AUC分别为0.732、0.691，DCE-MRI（Ktrans+ Kep）的AUC为0.735，Ktrans和Kep的AUC差异无统计学意义（Z=0.370，P=0.712）。

Kep、Ve、D、f和Ktrans鉴别EP和EC的AUC依次是0.912、0.820、0.764、0.686、0.682，其中Kep与f和Ktrans的AUC差异有统计学意义（Z=2.344、3.107，P=0.019、0.002）。DCE-MRI（Ktrans+Kep+Ve）和IVIM（D+f）的AUC分别为0.920、0.841，两者差异无统计学意义（Z=1.072、P=0.284）。

Kep、Ktrans、Ve、D和f鉴别正常子宫内膜和EC的AUC依次是0.942、0.850、0.762、0.709、0.699，其中Kep与Ve、D和f的AUC差异有统计学意义（Z=2.773、2.369、2.711，P=0.006、0.018、0.007）。DCE-MRI（Ktrans+Kep+Ve）和IVIM（D+f）的AUC分别为0.958、0.867，两者差异无统计学意义（Z=1.694，P=0.090）（图3，表2）。

表2 各参数鉴别正常子宫内膜、EP和EC的诊断效能

图3 各参数及成像方法鉴别正常子宫内膜、EP和EC的受试者工作特征曲线。A、B为鉴别正常子宫内膜和EP，C、D为鉴别EP和EC，E、F为鉴别正常子宫内膜和EC

2.4 各参数的相关性 Pearson相关分析显示，D与Ktrans和Kep呈负相关（r=−0.251、−0.270，P均<0.05），f与Ktrans和Kep呈负相关（r=−0.289、−0.360，P均<0.05），D*与DCE-MRI各参数均无相关性。

3 讨论

3.1 DCE-MRI鉴别正常子宫内膜、EP和早期EC Ktrans和Kep均是DCE-MRI用于反映微血管通透性特征的定量参数，通常情况下微血管密度越大、通透性越高，Ktrans和Kep越大[7]。Ktrans和Kep不仅能够有效鉴别EC与正常子宫内膜，而且可以评估EC的组织学分级、分期等病理生理特征[8-9]。本研究中，早期EC组的Ktrans和Kep均显著大于正常子宫内膜组和EP组，与上述研究结果类似，其原因可能为早期EC较正常子宫内膜和EP增殖和代谢旺盛，新生血管丰富且管壁不成熟，致使血管内外造影剂交换速率提高，并最终引起Ktrans和Kep增大。Ve是DCE-MRI用于反映血管外细胞外间隙容积的参数，赵娓娓等[10]研究显示，恶性病变由于细胞异型性显著、排列紧密，其细胞外血管外间隙减小，Ve降低。本研究中，正常子宫内膜组和EP组的Ve均显著大于早期EC组，与上述结果一致。然而，郭永梅等[11]认为恶性程度越高的病变由于坏死较多，其Ve增大。王志远等[4]的研究显示良、恶性病变Ve无显著差异。不同研究间Ve的差异可能与纳入研究对象不同，以及Ve稳定性较差且易受病灶水肿和微囊变等因素影响有关[12]。此外，本研究对比正常子宫内膜与EP之间DCE-MRI各参数显示，EP组的Ktrans和Kep显著高于正常子宫内膜，而Ve与正常子宫内膜无显著差异，推测EP组织内较多的新生血管以及与正常子宫内膜差异较小的细胞结构可能是造成其Ktrans和Kep升高而Ve无明显变化的主要原因[13]。

3.2 IVIM鉴别正常子宫内膜、EP和早期EC D值是IVIM用于反映水分子扩散情况的参数，其大小主要受细胞密度的影响[3]。本研究中，早期EC组的D值较EP组和正常子宫内膜组均显著降低，其原因可能是前者细胞增殖更快、密度更大，从而更显著地阻碍了水分子扩散[14]。然而对比EP组和正常子宫内膜组发现，D值并无明显差异，可能与EP为良性病变，其内部细胞形态、密度与正常子宫内膜无明显差异有关。f值主要代表组织灌注部分占整体扩散部分的比例。既往研究显示，由于受到诸多非血流信息的影响，早期EC的f值较EP显著降低[15]。本研究中，正常子宫内膜组和EP组的f值均显著高于早期EC组，与上述研究一致，表明f值可以在早期EC与EP及正常子宫内膜的鉴别中发挥作用。D*是用于反映微血管血流灌注情况的参数，其大小与毛细血管段长度及血流速度成正比。本研究中，早期EC组的D*值较EP组和正常子宫内膜组均无明显差异，其原因为与正常子宫内膜和EP相比，早期EC同时拥有丰富的血液供应和紧密的细胞结构，其中前者能够增加毛细血管段的长度，但后者却会挤压毛细血管进而减小血液流速，两者共同作用最终导致D*值未发生显著变化[16]。然而，田士峰等[15]的研究显示早期EC的D*值较EP显著升高，造成这一差异的主要原因可能是用于IVIM拟合最大b值的不同[17]。此外，本研究还发现D*和f值均不能有效鉴别正常子宫内膜与EP，可能与两组间血流灌注信息差异较小、导致D*和f无法区别有关。

3.3 本研究的局限性 ①本研究为单中心研究，且样本量较小；②IVIM序列易受伪影干扰，部分微小病灶显示欠佳；③划定ROI时避开了囊变/坏死等区域，可能会影响部分参数的测量结果。

总之，DCE-MRI和IVIM均可在鉴别正常子宫内膜、EP和早期EC中发挥作用，当患者有DCE-MRI禁忌证时，IVIM可以作为补充，为临床诊疗提供参考。