卵巢癌中磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像探究范文

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《磁共振成像雜志》2016年第8期

摘要：

卵巢癌是致死率最高的婦科惡性腫瘤，早期診斷、準(zhǔn)確的術(shù)前評(píng)估及治療效果的評(píng)價(jià)都會(huì)使患者受益。近年來(lái)，磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在卵巢癌的應(yīng)用逐漸增多，本文針對(duì)其診斷價(jià)值的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：

卵巢腫瘤；磁共振成像；擴(kuò)散加權(quán)成像

卵巢癌是常見(jiàn)的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，也是致死率最高的婦科腫瘤。卵巢癌的早期診斷、術(shù)前分期及分級(jí)對(duì)治療方案的選擇及判斷預(yù)后非常重要。由于耐藥類型的存在和復(fù)發(fā)也是其預(yù)后較差的重要因素，早期預(yù)測(cè)化療療效、發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)病灶對(duì)卵巢癌來(lái)說(shuō)也有重大意義。隨著磁共振技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)散加權(quán)成像在卵巢癌這些方面的應(yīng)用逐漸增多，并有大量研究證實(shí)該檢查方法相對(duì)于傳統(tǒng)檢查更能滿足臨床需求，對(duì)患者的臨床決策有重要價(jià)值[1-2]。本文針對(duì)DWI技術(shù)在卵巢癌中的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景進(jìn)行闡述。

1DWI技術(shù)

1.1DWI基本原理

DWI是一種利用組織內(nèi)水分子的自由擴(kuò)散進(jìn)行成像的功能影像學(xué)方法。組織內(nèi)水分子的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)與細(xì)胞膜、細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)和疏水性大分子相互作用，各種病理學(xué)因素都會(huì)導(dǎo)致水分子所處微環(huán)境變化并影響水分子運(yùn)動(dòng)。DWI可以檢測(cè)水分子運(yùn)動(dòng)的改變，其圖像對(duì)比就是源自組織內(nèi)水分子擴(kuò)散率的不同[3]。其成像原理是在自旋回波序列180°脈沖的兩側(cè)施加兩個(gè)擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)。第1個(gè)梯度脈沖引起質(zhì)子去相位，當(dāng)沒(méi)有水分子運(yùn)動(dòng)時(shí)，第2個(gè)梯度脈沖使質(zhì)子復(fù)相位，但若存在水分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，離開原位置的分子無(wú)法復(fù)相位，從而引起信號(hào)減低。因此，在DWI圖像上，不同的信號(hào)強(qiáng)度反映了水分子擴(kuò)散受限的程度。擴(kuò)散敏感因子(即b值)是對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力檢測(cè)的指標(biāo)，它與施加的擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和間距有關(guān)。在低b值(50～100s/mm2)圖像上，僅運(yùn)動(dòng)較自由的水分子(如血管、囊腫)表現(xiàn)為信號(hào)減低，因此受組織灌注的影響較大。隨著b值增高，運(yùn)動(dòng)相對(duì)較慢的水分子信號(hào)逐漸受抑制，灌注成分被消除，只有水分子擴(kuò)散受限明顯的組織(如細(xì)胞毒性水腫、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)增多、液體黏度增加)顯示為高信號(hào)。因此高b值(750～1000s/mm2)圖像接近組織內(nèi)真實(shí)的擴(kuò)散情況，常用于女性盆腔腫瘤的研究[4]。在DWI研究中，水分子擴(kuò)散受限程度常用表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparentdiffusioncoefficient,ADC)量化表示[5]。水分子擴(kuò)散受限的組織ADC值較低。它的計(jì)算需要至少兩個(gè)b值，應(yīng)用多b值可以提高計(jì)算的準(zhǔn)確性。ADC圖是計(jì)算DWI圖像上每個(gè)像素的ADC值并由此重建出來(lái)的圖像，在病變部位放置感興趣區(qū)即可獲得其ADC值。ADC值的測(cè)量已應(yīng)用于卵巢癌的定性、腫瘤異質(zhì)性以及惡性程度的評(píng)估，其化療前后的變化還可以評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)療效。

1.2DWI新技術(shù)

隨著DWI技術(shù)的發(fā)展，體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)模型、拉伸指數(shù)模型等新型定量分析技術(shù)開始應(yīng)用于臨床研究[6]。Le等[7]提出，IVIM模型可以分離組織灌注和擴(kuò)散的成分，將兩部分分別進(jìn)行研究，從理論上講，不僅能更準(zhǔn)確地反映組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散程度，還能在不用對(duì)比劑的情況下對(duì)其血流灌注進(jìn)行評(píng)估，為疾病診斷提供更加豐富的信息。Bennett等[8]認(rèn)為，體素內(nèi)擴(kuò)散成分是非常復(fù)雜的，但評(píng)估體素內(nèi)不同擴(kuò)散系數(shù)的質(zhì)子池?cái)?shù)目是極其困難的，他提出的拉伸指數(shù)模型則可以避免區(qū)分這些擴(kuò)散成分的類型，僅用拉伸因子(α)和分布擴(kuò)散系數(shù)(distributeddiffusioncoefficient,DDC)兩個(gè)參數(shù)來(lái)描述體素內(nèi)水分子擴(kuò)散的不均質(zhì)性，對(duì)通常具有扭曲血管結(jié)構(gòu)和明顯異質(zhì)性的腫瘤組織具有潛在的診斷價(jià)值。但目前這兩種技術(shù)應(yīng)用于卵巢癌的研究相對(duì)較少，它們的價(jià)值需要進(jìn)一步探索和證實(shí)。

2DWI在卵巢癌中的應(yīng)用

2.1在定性診斷中的應(yīng)用

疑有卵巢病變的患者首選超聲檢查，然而，即使結(jié)合臨床情況和CA125水平，仍有約20%的病灶無(wú)法對(duì)其良惡性進(jìn)行鑒別。對(duì)于超聲無(wú)法確定的病灶，MR憑借其極佳的組織分辨率和多種掃描技術(shù)，較其他影像學(xué)檢查有明顯的優(yōu)勢(shì)。MR鑒別卵巢良惡性的準(zhǔn)確率約91%～93%，結(jié)合動(dòng)態(tài)增強(qiáng)圖像則診斷效能更高[9-10]。DWI鑒別良惡性卵巢腫瘤的作用尚存在爭(zhēng)議。一般來(lái)說(shuō)，惡性腫瘤因水分子擴(kuò)散受限，在高b值DWI上顯示為高信號(hào)，ADC值減低[11]。但是，許多卵巢良性病變也表現(xiàn)為明顯的擴(kuò)散受限，包括子宮內(nèi)膜瘤、成熟囊性畸胎瘤、纖維卵泡膜瘤、退化的纖維瘤[12]。盡管多項(xiàng)研究顯示卵巢惡性腫瘤的ADC值較良性者低[13]，兩者卻有著明顯的重疊。然而，Kierans等[14]發(fā)現(xiàn)，ADC值的測(cè)量方法可能會(huì)影響對(duì)卵巢良惡性腫瘤的鑒別。他們選取整個(gè)腫瘤為ROI，計(jì)算平均ADC值以及ADC值熵，對(duì)比兩者對(duì)卵巢良惡性腫瘤的診斷效能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ADC值熵的準(zhǔn)確度明顯高于傳統(tǒng)用的平均ADC值，且良惡性腫瘤數(shù)據(jù)重疊較少，其原因主要是ADC值熵反映了病灶的異質(zhì)性，對(duì)有明顯異質(zhì)性的卵巢癌來(lái)說(shuō)有重要診斷價(jià)值。此外，最新的一項(xiàng)研究[15]發(fā)現(xiàn)ROI的選取方法也會(huì)影響ADC值的測(cè)量以及鑒別的準(zhǔn)確性，方形、圓形、5個(gè)小圓形以及手畫ROI所得的最小和平均ADC值有明顯差異。由此可見(jiàn)，卵巢癌DWI參數(shù)的測(cè)量技術(shù)具有一定的研究?jī)r(jià)值。另外值得注意的是，DWI還可提供組織微循環(huán)的信息，即IVIM模型中的灌注相關(guān)成分。已有研究顯示f值可以反映卵巢腫瘤血供[16]，但其區(qū)分良惡性病變的數(shù)據(jù)還比較缺乏。Carter等[17]曾報(bào)道惡性腫瘤的f值較良性者低，與動(dòng)態(tài)增強(qiáng)研究結(jié)果不符，故關(guān)于IVIM參數(shù)對(duì)卵巢腫瘤的評(píng)估還需要進(jìn)一步研究探討。從定性觀察的角度來(lái)講，DWI在區(qū)分卵巢病灶的良惡性有一定價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)[18]，若病灶的實(shí)性成分在高b值DWI上顯示為低信號(hào)，則該病變?yōu)閻盒缘目赡苄詷O低，尤其是實(shí)性成分在T2加權(quán)像上也顯示為低信號(hào)的情況下。相對(duì)的，在DWI顯示為高信號(hào)，T2加權(quán)像顯示中等信號(hào)的病變則可能為惡性。DWI的這種作用可用于除惡性病變外，特別是當(dāng)患者對(duì)釓對(duì)比劑有禁忌癥(如孕婦伴有復(fù)雜的附件腫物)時(shí)，DWI可以發(fā)揮良好的診斷作用。如今，更多研究?jī)A向于將動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MR和DWI聯(lián)合應(yīng)用。近期有項(xiàng)研究[19]將卵巢病變MR形態(tài)學(xué)特征、T2加權(quán)像和DWI信號(hào)強(qiáng)度以及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)曲線分析結(jié)果共同作為參考因素，建立了一套評(píng)分系統(tǒng)來(lái)識(shí)別病變良惡性，同時(shí)對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)它識(shí)別惡性腫瘤的能力和可重復(fù)性均較高，以后可能會(huì)在腫瘤診斷中發(fā)揮作用。

2.2評(píng)估術(shù)前分期和細(xì)胞減滅術(shù)效果

卵巢癌的分期對(duì)指導(dǎo)治療及判斷預(yù)后非常重要。大多數(shù)病人就診時(shí)已為晚期，常伴腹盆腔多發(fā)種植轉(zhuǎn)移，CT作為術(shù)前分期的常規(guī)檢查，可以評(píng)估病變的范圍以及手術(shù)的可能性，它檢測(cè)腹膜轉(zhuǎn)移灶的敏感度與MR相當(dāng)(分別為92%和95%)[20]。但是，該檢查對(duì)于是否達(dá)到最佳細(xì)胞減滅術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)估仍存在挑戰(zhàn)，其原因主要是對(duì)腹膜轉(zhuǎn)移灶的檢出尚有不足[21-22]。第一，對(duì)于直徑小于1cm的病灶，CT敏感度明顯降低，原因在于種植于小腸漿膜面及實(shí)質(zhì)臟器被膜的小病灶與鄰近組織結(jié)構(gòu)密度相似，使其對(duì)比度下降從而很難被發(fā)現(xiàn)。第二，部分解剖位置較難識(shí)別，尤其在沒(méi)有腹水的情況下，如右膈下區(qū)域、網(wǎng)膜、腸系膜根部、小腸漿膜面的病灶常常被掩蓋。有研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MR對(duì)小病灶(直徑小于2cm)的檢出可能更有優(yōu)勢(shì)，但由于小病灶數(shù)量限制，該研究并沒(méi)有得到有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)果[23]。近年來(lái)，人們逐漸意識(shí)到DWI可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)CT和MR的不足，在卵巢癌分期中具有潛在的優(yōu)勢(shì)。多項(xiàng)研究[24]顯示，DWI對(duì)腹膜轉(zhuǎn)移灶的診斷具有較高的敏感度和特異度。這是因?yàn)槟[瘤細(xì)胞密度、膜結(jié)構(gòu)增加等因素共同造成轉(zhuǎn)移灶水分子擴(kuò)散受限，ADC值減低，在DWI上顯示為高信號(hào)，增加了與周圍組織的對(duì)比度，促進(jìn)了小病灶的檢出。同時(shí)，由于腹水、小腸、脂肪信號(hào)被壓制，腹膜轉(zhuǎn)移灶的邊界顯示更清晰，對(duì)部分特殊解剖位置病灶的檢出也有很大價(jià)值。Michielsen等[25]對(duì)32例卵巢癌患者進(jìn)行分析，對(duì)比了CT、PET/CT和全身DW-MRI3種檢查技術(shù)對(duì)卵巢癌分期的診斷效能(三者準(zhǔn)確度依次為75%、71%、91%)，他們發(fā)現(xiàn)DW-MRI準(zhǔn)確度較CT和PET/CT高的原因主要是提高了對(duì)小腸漿膜面、腸系膜病灶的檢出，對(duì)于腹部以外的病灶，DW-MRI同F(xiàn)DG/PET-CT診斷效能相當(dāng)。在這項(xiàng)研究中，DWI聯(lián)合傳統(tǒng)MRI對(duì)病變進(jìn)行評(píng)估，為解剖學(xué)標(biāo)志的識(shí)別提供參考。此外，一些研究[25-26]將短T1反轉(zhuǎn)恢復(fù)技術(shù)應(yīng)用于DWI，可以提高圖像信噪比、減少偽影，這種技術(shù)對(duì)小腸的短T1信號(hào)進(jìn)行壓制，提高了小腸與腹膜轉(zhuǎn)移灶的對(duì)比，有助于病灶的檢出。DWI在卵巢癌腹膜轉(zhuǎn)移灶中的作用對(duì)預(yù)測(cè)手術(shù)效果也有一定價(jià)值。Espada等[27]建立了一套評(píng)分系統(tǒng)對(duì)34位卵巢癌患者的腹膜轉(zhuǎn)移灶進(jìn)行評(píng)估，并將DW-MRI與腹腔探查術(shù)結(jié)果作對(duì)比，得出DW-MRI預(yù)測(cè)次優(yōu)化細(xì)胞減滅術(shù)的準(zhǔn)確度可達(dá)91%，與腹腔探查術(shù)有相近的預(yù)測(cè)價(jià)值。但是，該研究缺乏與CT、PET/CT的直接對(duì)比，以后還有待補(bǔ)充。目前，已有部分卵巢癌中心將DWI聯(lián)合傳統(tǒng)MRI作為評(píng)估治療方案的常規(guī)檢查。

2.3在分級(jí)中的應(yīng)用

卵巢癌的病理分級(jí)也是影響預(yù)后和治療選擇的重要因素。但是目前影像學(xué)對(duì)卵巢癌分級(jí)的研究相對(duì)較少，這可能與以往對(duì)卵巢癌缺乏一個(gè)統(tǒng)一的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及化療的不確定性有關(guān)。相關(guān)研究顯示，DWI可以反映卵巢癌的惡性程度。Oh等[28]采用世界衛(wèi)生組織(WHO)分級(jí)理論將卵巢癌分G1、2、3三級(jí)，兩兩比較ADC值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)G2和G3組ADC值均低于G1組，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P分別為0.013、0.010)。原因主要是分化較差的腫瘤細(xì)胞增殖旺盛，細(xì)胞數(shù)目增多，致使細(xì)胞間隙縮小，水分子擴(kuò)散受限更明顯。然而，值得一提的是，過(guò)去常用的WHO和國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（FIGO）分級(jí)系統(tǒng)僅依據(jù)腫瘤組織結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分級(jí)，可重復(fù)性差，可能會(huì)對(duì)相關(guān)研究結(jié)果造成一定的影響[29]。近年來(lái)，隨著分子遺傳學(xué)和病理學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)卵巢癌發(fā)病機(jī)制及分級(jí)的認(rèn)識(shí)有了突破性進(jìn)展，最新的研究[30]將卵巢上皮性癌分為Ⅰ型(低級(jí)別)和Ⅱ型(高級(jí)別)兩種類型，即卵巢癌的二元論模型，包括對(duì)腫瘤發(fā)生機(jī)制、免疫表型、形態(tài)學(xué)特征、生物學(xué)行為等多方面的理解，對(duì)臨床治療的選擇及判斷預(yù)后有更重要的指導(dǎo)意義。影像學(xué)應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)卵巢癌的臨床與病理新進(jìn)展，與新分級(jí)相關(guān)的研究需引起重視。

2.4評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)化療反應(yīng)性

在卵巢癌的綜合治療中，化療起著至關(guān)重要的作用。但臨床研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤耐藥類型的存在卻是限制卵巢癌療效的一大難題。因此，盡早識(shí)別對(duì)化療不敏感的患者，對(duì)提高卵巢癌療效及避免不必要的藥物毒性有重要價(jià)值。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)卵巢癌化療反應(yīng)的評(píng)估主要依賴于檢測(cè)CA125水平和腫瘤體積，后者通常依據(jù)RECIST標(biāo)準(zhǔn)由CT評(píng)估[31]。然而，這兩種指標(biāo)的預(yù)測(cè)價(jià)值比較有限，能夠說(shuō)明化療反應(yīng)性的變化多出現(xiàn)較晚，致使化療無(wú)反應(yīng)者不能及時(shí)改變治療策略。近幾年，研究發(fā)現(xiàn)，DWI可以早期預(yù)測(cè)卵巢癌化療反應(yīng)。Kyriazi等[32]應(yīng)用直方圖分析方法分別測(cè)量了42位卵巢癌患者治療前、化療第一和第三療程后的ADC值，結(jié)果顯示，治療前的ADC值不能預(yù)測(cè)治療反應(yīng)，而臨床上判定為對(duì)化療有反應(yīng)者的ADC值在化療第一和第三療程后均會(huì)升高，無(wú)反應(yīng)者則沒(méi)有變化。在所有ADC值直方圖參數(shù)中，識(shí)別化療反應(yīng)效能最好的是第25百分位數(shù)，有可能意味著腫瘤內(nèi)擴(kuò)散受限程度偏高的部分對(duì)細(xì)胞毒性治療更敏感。Sala等[33]報(bào)道卵巢癌原發(fā)灶、網(wǎng)膜餅和腹膜轉(zhuǎn)移灶的ADC值及VSF值(即IVIM模型中的f值)是不同的。其中，原發(fā)灶A(yù)DC值最高，網(wǎng)膜餅的VSF值最高，腹膜轉(zhuǎn)移灶的ADC值和VSF值均為最低。他們認(rèn)為，這些不同可能有助于解釋不同病灶區(qū)域?qū)χ委煼磻?yīng)的差異，并可能反映了組織血供和缺氧的情況，這些都會(huì)影響化療藥物的運(yùn)輸和治療效果。隨后，該研究組又應(yīng)用包括DWI、DCE-MRI及磁共振波普分析在內(nèi)的多參數(shù)MRI技術(shù)評(píng)估了22位卵巢癌患者對(duì)化療的反應(yīng)[34]。在化療3個(gè)療程后，有反應(yīng)者卵巢病灶的ADC值較無(wú)反應(yīng)者明顯升高(P=0.021)，然而網(wǎng)膜餅和腹膜轉(zhuǎn)移灶治療前后的ADC值無(wú)明顯變化。因此，他們得出結(jié)論，不同部位的腫瘤治療前的ADC值基線和治療后ADC值的變化均有差異，體現(xiàn)了卵巢癌生物學(xué)的異質(zhì)性。影像學(xué)上的異質(zhì)性可能會(huì)是今后卵巢癌研究比較活躍的一個(gè)領(lǐng)域，與腫瘤病理學(xué)與遺傳學(xué)的聯(lián)系也有待探索。

2.5對(duì)術(shù)后復(fù)發(fā)的診斷價(jià)值

對(duì)于復(fù)發(fā)的卵巢癌，二次細(xì)胞減滅術(shù)已不再常規(guī)實(shí)行，僅局灶可切除的腫塊才考慮二次細(xì)胞減滅術(shù)，這就更需要影像學(xué)對(duì)其進(jìn)行良好的評(píng)估[2]。目前，CT常規(guī)用于檢測(cè)卵巢癌復(fù)發(fā)，MR和PET/CT在判斷困難的情況下起補(bǔ)充作用。然而，在患者術(shù)后早期，由于炎性組織的影響，單憑傳統(tǒng)成像和PET/CT診斷復(fù)發(fā)特異性較低。在這種情況下，DWI可能有助于鑒別，因?yàn)橛醒芯匡@示[35]，ADC值較高通常提示為水腫和炎癥成分，ADC值較低常提示為腫瘤。但是，目前尚未有關(guān)于DWI應(yīng)用于卵巢癌復(fù)發(fā)的研究報(bào)道。隨著治療水平的改進(jìn)，對(duì)復(fù)發(fā)病灶的早期識(shí)別會(huì)逐漸引起重視，DWI在其中的應(yīng)用價(jià)值也亟待研究證實(shí)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，DWI已很好地應(yīng)用于卵巢腫瘤的定性診斷，大量能證實(shí)該技術(shù)價(jià)值的研究也已展開。近年來(lái)，關(guān)于DWI在腹膜轉(zhuǎn)移灶中作用逐漸受到重視，由于轉(zhuǎn)移灶的范圍和位置與手術(shù)范圍及效果息息相關(guān)，這或許會(huì)是今后卵巢癌研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題。另外，早期識(shí)別化療反應(yīng)性的研究利用DWI的優(yōu)勢(shì)開發(fā)了它在卵巢癌應(yīng)用中的新潛能，對(duì)個(gè)性化治療具有重大意義。但是，DWI關(guān)于病理分級(jí)和復(fù)發(fā)腫瘤的研究還有待補(bǔ)充，隨著卵巢癌發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展和治療方式的改進(jìn)，DWI有可能會(huì)發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者:王豐 劉劍羽 單位:北京大學(xué)第三醫(yī)院放射科