卵巢癌中磁共振擴散加權(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、準確的術(shù)前評估及治療效果的評價都會使患者受益。近年來，磁共振擴散加權(quán)成像在卵巢癌的應(yīng)用逐漸增多，本文針對其診斷價值的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景進行闡述。

關(guān)鍵詞：

卵巢腫瘤；磁共振成像；擴散加權(quán)成像

卵巢癌是常見的女性生殖系統(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)前分期及分級對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)測化療療效、發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)病灶對卵巢癌來說也有重大意義。隨著磁共振技術(shù)的發(fā)展，擴散加權(quán)成像在卵巢癌這些方面的應(yīng)用逐漸增多，并有大量研究證實該檢查方法相對于傳統(tǒng)檢查更能滿足臨床需求，對患者的臨床決策有重要價值[1-2]。本文針對DWI技術(shù)在卵巢癌中的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景進行闡述。

1DWI技術(shù)

1.1DWI基本原理

DWI是一種利用組織內(nèi)水分子的自由擴散進行成像的功能影像學方法。組織內(nèi)水分子的隨機熱運動即布朗運動，這種運動與細胞膜、細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)和疏水性大分子相互作用，各種病理學因素都會導(dǎo)致水分子所處微環(huán)境變化并影響水分子運動。DWI可以檢測水分子運動的改變，其圖像對比就是源自組織內(nèi)水分子擴散率的不同[3]。其成像原理是在自旋回波序列180°脈沖的兩側(cè)施加兩個擴散敏感梯度場。第1個梯度脈沖引起質(zhì)子去相位，當沒有水分子運動時，第2個梯度脈沖使質(zhì)子復(fù)相位，但若存在水分子隨機運動，離開原位置的分子無法復(fù)相位，從而引起信號減低。因此，在DWI圖像上，不同的信號強度反映了水分子擴散受限的程度。擴散敏感因子(即b值)是對擴散運動能力檢測的指標，它與施加的擴散敏感梯度場的強度、持續(xù)時間和間距有關(guān)。在低b值(50～100s/mm2)圖像上，僅運動較自由的水分子(如血管、囊腫)表現(xiàn)為信號減低，因此受組織灌注的影響較大。隨著b值增高，運動相對較慢的水分子信號逐漸受抑制，灌注成分被消除，只有水分子擴散受限明顯的組織(如細胞毒性水腫、細胞膜結(jié)構(gòu)增多、液體黏度增加)顯示為高信號。因此高b值(750～1000s/mm2)圖像接近組織內(nèi)真實的擴散情況，常用于女性盆腔腫瘤的研究[4]。在DWI研究中，水分子擴散受限程度常用表觀擴散系數(shù)(apparentdiffusioncoefficient,ADC)量化表示[5]。水分子擴散受限的組織ADC值較低。它的計算需要至少兩個b值，應(yīng)用多b值可以提高計算的準確性。ADC圖是計算DWI圖像上每個像素的ADC值并由此重建出來的圖像，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估，其化療前后的變化還可以評價和預(yù)測療效。

1.2DWI新技術(shù)

隨著DWI技術(shù)的發(fā)展，體素內(nèi)不相干運動模型、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散的成分，將兩部分分別進行研究，從理論上講，不僅能更準確地反映組織內(nèi)水分子的擴散程度，還能在不用對比劑的情況下對其血流灌注進行評估，為疾病診斷提供更加豐富的信息。Bennett等[8]認為，體素內(nèi)擴散成分是非常復(fù)雜的，但評估體素內(nèi)不同擴散系數(shù)的質(zhì)子池數(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)分這些擴散成分的類型，僅用拉伸因子(α)和分布擴散系數(shù)(distributeddiffusioncoefficient,DDC)兩個參數(shù)來描述體素內(nèi)水分子擴散的不均質(zhì)性，對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值。但目前這兩種技術(shù)應(yīng)用于卵巢癌的研究相對較少，它們的價值需要進一步探索和證實。

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%的病灶無法對其良惡性進行鑒別。對于超聲無法確定的病灶，MR憑借其極佳的組織分辨率和多種掃描技術(shù)，較其他影像學檢查有明顯的優(yōu)勢。MR鑒別卵巢良惡性的準確率約91%～93%，結(jié)合動態(tài)增強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議。一般來說，惡性腫瘤因水分子擴散受限，在高b值DWI上顯示為高信號，ADC值減低[11]。但是，許多卵巢良性病變也表現(xiàn)為明顯的擴散受限，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值的測量方法可能會影響對卵巢良惡性腫瘤的鑒別。他們選取整個腫瘤為ROI，計算平均ADC值以及ADC值熵，對比兩者對卵巢良惡性腫瘤的診斷效能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ADC值熵的準確度明顯高于傳統(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，對有明顯異質(zhì)性的卵巢癌來說有重要診斷價值。此外，最新的一項研究[15]發(fā)現(xiàn)ROI的選取方法也會影響ADC值的測量以及鑒別的準確性，方形、圓形、5個小圓形以及手畫ROI所得的最小和平均ADC值有明顯差異。由此可見，卵巢癌DWI參數(shù)的測量技術(shù)具有一定的研究價值。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]曾報道惡性腫瘤的f值較良性者低，與動態(tài)增強研究結(jié)果不符，故關(guān)于IVIM參數(shù)對卵巢腫瘤的評估還需要進一步研究探討。從定性觀察的角度來講，DWI在區(qū)分卵巢病灶的良惡性有一定價值。研究發(fā)現(xiàn)[18]，若病灶的實性成分在高b值DWI上顯示為低信號，則該病變?yōu)閻盒缘目赡苄詷O低，尤其是實性成分在T2加權(quán)像上也顯示為低信號的情況下。相對的，在DWI顯示為高信號，T2加權(quán)像顯示中等信號的病變則可能為惡性。DWI的這種作用可用于除惡性病變外，特別是當患者對釓對比劑有禁忌癥(如孕婦伴有復(fù)雜的附件腫物)時，DWI可以發(fā)揮良好的診斷作用。如今，更多研究傾向于將動態(tài)增強MR和DWI聯(lián)合應(yīng)用。近期有項研究[19]將卵巢病變MR形態(tài)學特征、T2加權(quán)像和DWI信號強度以及動態(tài)增強曲線分析結(jié)果共同作為參考因素，建立了一套評分系統(tǒng)來識別病變良惡性，同時對該方法進行驗證，發(fā)現(xiàn)它識別惡性腫瘤的能力和可重復(fù)性均較高，以后可能會在腫瘤診斷中發(fā)揮作用。

2.2評估術(shù)前分期和細胞減滅術(shù)效果

卵巢癌的分期對指導(dǎo)治療及判斷預(yù)后非常重要。大多數(shù)病人就診時已為晚期，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，可以評估病變的范圍以及手術(shù)的可能性，它檢測腹膜轉(zhuǎn)移灶的敏感度與MR相當(分別為92%和95%)[20]。但是，該檢查對于是否達到最佳細胞減滅術(shù)標準的評估仍存在挑戰(zhàn)，其原因主要是對腹膜轉(zhuǎn)移灶的檢出尚有不足[21-22]。第一，對于直徑小于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，使其對比度下降從而很難被發(fā)現(xiàn)。第二，部分解剖位置較難識別，尤其在沒有腹水的情況下，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)動態(tài)增強MR對小病灶(直徑小于2cm)的檢出可能更有優(yōu)勢，但由于小病灶數(shù)量限制，該研究并沒有得到有統(tǒng)計學意義的結(jié)果[23]。近年來，人們逐漸意識到DWI可以彌補傳統(tǒng)CT和MR的不足，在卵巢癌分期中具有潛在的優(yōu)勢。多項研究[24]顯示，DWI對腹膜轉(zhuǎn)移灶的診斷具有較高的敏感度和特異度。這是因為腫瘤細胞密度、膜結(jié)構(gòu)增加等因素共同造成轉(zhuǎn)移灶水分子擴散受限，ADC值減低，在DWI上顯示為高信號，增加了與周圍組織的對比度，促進了小病灶的檢出。同時，由于腹水、小腸、脂肪信號被壓制，腹膜轉(zhuǎn)移灶的邊界顯示更清晰，對部分特殊解剖位置病灶的檢出也有很大價值。Michielsen等[25]對32例卵巢癌患者進行分析，對比了CT、PET/CT和全身DW-MRI3種檢查技術(shù)對卵巢癌分期的診斷效能(三者準確度依次為75%、71%、91%)，他們發(fā)現(xiàn)DW-MRI準確度較CT和PET/CT高的原因主要是提高了對小腸漿膜面、腸系膜病灶的檢出，對于腹部以外的病灶，DW-MRI同F(xiàn)DG/PET-CT診斷效能相當。在這項研究中，DWI聯(lián)合傳統(tǒng)MRI對病變進行評估，為解剖學標志的識別提供參考。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)對小腸的短T1信號進行壓制，提高了小腸與腹膜轉(zhuǎn)移灶的對比，有助于病灶的檢出。DWI在卵巢癌腹膜轉(zhuǎn)移灶中的作用對預(yù)測手術(shù)效果也有一定價值。Espada等[27]建立了一套評分系統(tǒng)對34位卵巢癌患者的腹膜轉(zhuǎn)移灶進行評估，并將DW-MRI與腹腔探查術(shù)結(jié)果作對比，得出DW-MRI預(yù)測次優(yōu)化細胞減滅術(shù)的準確度可達91%，與腹腔探查術(shù)有相近的預(yù)測價值。但是，該研究缺乏與CT、PET/CT的直接對比，以后還有待補充。目前，已有部分卵巢癌中心將DWI聯(lián)合傳統(tǒng)MRI作為評估治療方案的常規(guī)檢查。

2.3在分級中的應(yīng)用

卵巢癌的病理分級也是影響預(yù)后和治療選擇的重要因素。但是目前影像學對卵巢癌分級的研究相對較少，這可能與以往對卵巢癌缺乏一個統(tǒng)一的分級標準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)分級理論將卵巢癌分G1、2、3三級，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)計學意義(P分別為0.013、0.010)。原因主要是分化較差的腫瘤細胞增殖旺盛，細胞數(shù)目增多，致使細胞間隙縮小，水分子擴散受限更明顯。然而，值得一提的是，過去常用的WHO和國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（FIGO）分級系統(tǒng)僅依據(jù)腫瘤組織結(jié)構(gòu)特征進行分級，可重復(fù)性差，可能會對相關(guān)研究結(jié)果造成一定的影響[29]。近年來，隨著分子遺傳學和病理學的發(fā)展，人們對卵巢癌發(fā)病機制及分級的認識有了突破性進展，最新的研究[30]將卵巢上皮性癌分為Ⅰ型(低級別)和Ⅱ型(高級別)兩種類型，即卵巢癌的二元論模型，包括對腫瘤發(fā)生機制、免疫表型、形態(tài)學特征、生物學行為等多方面的理解，對臨床治療的選擇及判斷預(yù)后有更重要的指導(dǎo)意義。影像學應(yīng)及時跟進卵巢癌的臨床與病理新進展，與新分級相關(guān)的研究需引起重視。

2.4評價和預(yù)測化療反應(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，盡早識別對化療不敏感的患者，對提高卵巢癌療效及避免不必要的藥物毒性有重要價值。一般來說，對卵巢癌化療反應(yīng)的評估主要依賴于檢測CA125水平和腫瘤體積，后者通常依據(jù)RECIST標準由CT評估[31]。然而，這兩種指標的預(yù)測價值比較有限，能夠說明化療反應(yīng)性的變化多出現(xiàn)較晚，致使化療無反應(yīng)者不能及時改變治療策略。近幾年，研究發(fā)現(xiàn)，DWI可以早期預(yù)測卵巢癌化療反應(yīng)。Kyriazi等[32]應(yīng)用直方圖分析方法分別測量了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)測治療反應(yīng)，而臨床上判定為對化療有反應(yīng)者的ADC值在化療第一和第三療程后均會升高，無反應(yīng)者則沒有變化。在所有ADC值直方圖參數(shù)中，識別化療反應(yīng)效能最好的是第25百分位數(shù)，有可能意味著腫瘤內(nèi)擴散受限程度偏高的部分對細胞毒性治療更敏感。Sala等[33]報道卵巢癌原發(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，這些都會影響化療藥物的運輸和治療效果。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)評估了22位卵巢癌患者對化療的反應(yīng)[34]。在化療3個療程后，有反應(yīng)者卵巢病灶的ADC值較無反應(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)了卵巢癌生物學的異質(zhì)性。影像學上的異質(zhì)性可能會是今后卵巢癌研究比較活躍的一個領(lǐng)域，與腫瘤病理學與遺傳學的聯(lián)系也有待探索。

2.5對術(shù)后復(fù)發(fā)的診斷價值

對于復(fù)發(fā)的卵巢癌，二次細胞減滅術(shù)已不再常規(guī)實行，僅局灶可切除的腫塊才考慮二次細胞減滅術(shù)，這就更需要影像學對其進行良好的評估[2]。目前，CT常規(guī)用于檢測卵巢癌復(fù)發(fā)，MR和PET/CT在判斷困難的情況下起補充作用。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，因為有研究顯示[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)的研究報道。隨著治療水平的改進，對復(fù)發(fā)病灶的早期識別會逐漸引起重視，DWI在其中的應(yīng)用價值也亟待研究證實。

3結(jié)語

綜上所述，DWI已很好地應(yīng)用于卵巢腫瘤的定性診斷，大量能證實該技術(shù)價值的研究也已展開。近年來，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)，這或許會是今后卵巢癌研究中的熱點問題。另外，早期識別化療反應(yīng)性的研究利用DWI的優(yōu)勢開發(fā)了它在卵巢癌應(yīng)用中的新潛能，對個性化治療具有重大意義。但是，DWI關(guān)于病理分級和復(fù)發(fā)腫瘤的研究還有待補充，隨著卵巢癌發(fā)病機制的研究進展和治療方式的改進，DWI有可能會發(fā)揮重要作用。

參考文獻：

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作者:王豐 劉劍羽 單位:北京大學第三醫(yī)院放射科