王克扬,梁宇霆,李 彪,王新莲,梁 颖,孟 颖,马 娇,彭珊珊,韩茜茜
(首都医科大学附属北京妇产医院放射科,北京 100006)
论著·临床研究 doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2016.30.004
妇科恶性肿瘤和良性病变的腹盆部脂肪组织分布研究*
王克扬,梁宇霆△,李 彪,王新莲,梁 颖,孟 颖,马 娇,彭珊珊,韩茜茜
(首都医科大学附属北京妇产医院放射科,北京 100006)
目的 采用定量CT(QCT)对妇科恶性肿瘤患者和良性病变患者的腹盆部脂肪组织含量及分布特征进行前瞻性研究。方法 对80例妇科恶性肿瘤患者和80例妇科良性病变患者采用64排螺旋CT及QCT体模进行腹盆部CT扫描,用QCT分析软件测量并计算总脂肪组织(TAT)、内脏脂肪组织(VAT)、皮下脂肪组织(SAT)的面积和体积(TFV、VFV、SFV)及VFV/SFV(V/S)值,分别比较恶性肿瘤和良性病变间、恶性肿瘤不同临床分期间、不同肿瘤类别间各项体积的差异,以及不同部位脂肪组织(AT)体积与总AT体积的相关性。结果 (1)恶性肿瘤组腹部和(或)盆部的TFV、VFV、SFV均高于良性病变组,除腹盆部VFV外,两组间AT体积比较,差异均有统计学意义(P<0.05);(2)恶性肿瘤早期组的腹盆部各项AT体积与中晚期组或良性病变组比较,差异均有统计学意义(P<0.05),早期组较高,后两组间比较,差异无统计学意义(P>0.05);两恶性肿瘤组的V/S值与良性病变组比较,差异均有统计学意义(P<0.05),良性病变组较高,早期组与中晚期组间差异无统计学意义(P>0.05);(3)内膜癌组与宫颈癌组的腹盆部各项AT体积间差异无统计学意义(P>0.05),内膜癌组略高;(4)所有病例的腹部或盆部的VFV、SFV与腹盆部TFV均呈正相关,以腹部SFV相关性最高。结论 妇科恶性肿瘤患者比良性病变患者更肥胖,尤其早期恶性肿瘤患者,其SAT的增多较VAT更明显,且与TAT相关性更高,是肥胖的主要组成部分。
定量体层摄影术;校准体模;脂肪组织;脂肪分布;妇科恶性肿瘤
肥胖和超重人数持续增加是重大公共卫生问题,与糖尿病、心脑血管病、睡眠呼吸紊乱和某些肿瘤相关[1]。近年对脂肪组织(adipose tissue,AT)含量及分布与肥胖并发症相关性的研究多集中在代谢性疾病方面,而在妇科肿瘤(gynecologic tumor)方面研究极少[2-3]。女性随年龄增长较男性更易出现肥胖,且在不同年龄段好发不同类型肿瘤,激素调节在其中发挥着重大作用。腹部AT总量和分布可能在肥胖程度不同的人之间存在差异,即使AT总量相同,分布也可能不同,并与一些疾病相关,如内脏型肥胖比均匀型肥胖更能预测代谢综合征的发生[4-5]。多排螺旋CT是目前测定脂肪组织分布的金标准[6-7]。近年出现的定量CT(quantitative computed tomography,QCT)不仅广泛用于测量骨密度,还能便捷准确地对体质成分如AT直接测量。本研究采用QCT测量腹盆部AT体积,探索脂肪含量和分布特点与妇科恶性肿瘤的关系。
1.1 一般资料 2015年11月至2016年2月招募在北京妇产医院就诊、临床怀疑腹盆部病变需行CT检查的女性患者。设立恶性肿瘤组和良性病变组。恶性肿瘤组入组标准:近期发现妇科恶性肿瘤且未经治疗;良性病变组入组标准:各种妇科良性肿瘤、炎症、子宫内膜异位症、生殖系统畸形等,无患有妇科恶性肿瘤的病史、影像、实验室和病理检查证据。根据临床分期,在恶性肿瘤组内设立早期组和中晚期组。宫颈癌早期包括Ⅰ期和Ⅱa期,中晚期包括Ⅱb期、Ⅲ期和Ⅳ期;内膜癌、卵巢癌、外阴癌和肉瘤的早期包括Ⅰ期和Ⅱ期,中晚期包括Ⅲ期和Ⅳ期;内膜非典型增生或宫颈上皮内瘤变伴浸润癌归为早期。排除标准:有恶性肿瘤病史并经治疗者,随访到研究结束仍未取得病理结果者,患脂肪萎缩症、长期服用激素类或降脂类药物者,患甲状腺功能亢进或减退等代谢性疾病者,扫描野未包全腹部者,妊娠或短期计划怀孕者。所有患者在检查前均被告知其腹盆部CT检查的平扫数据将被用于腹盆部脂肪含量及分布的测定分析,对扫描剂量、图像质量及诊断结果不会产生影响,最终出具一份常规CT报告及一份定量CT体脂分析报告,并签署知情同意书。本研究获得北京妇产医院伦理委员会的批准。
共招募194例患者,按入组及排除标准最终纳入160例,其中,恶性肿瘤组80例(早期组44例,中晚期组36例),包括子宫内膜癌24例、宫颈癌32例、卵巢癌6例、外阴癌6例、内膜癌肉瘤1例、子宫内膜非典型增生伴浸润癌3例、宫颈上皮内瘤变伴浸润癌8例;良性病变组80例,包括附件囊肿18例、卵巢囊腺瘤11例、子宫腺肌症23例、各种良性病变合并子宫肌瘤38例、滋养细胞疾病6例、盆腔附件炎症并输卵管积水4例、生殖系统畸形2例。记录患者直立体位时的身高(cm,测量误差小于或等于0.1 cm)、检查前体质量(kg,测量误差小于或等于0.1 kg),并计算体质指数(BMI)=体质量/身高2。
1.2 方法
1.2.1 CT扫描技术 所有病例均采用GE Medical Systems Optima CT660扫描仪(GE,Milwaukee,WI,USA)和Mindways CT校准体模型号3(Mindways Software Ins,Austin,TX,USA)进行腹盆部CT平扫和(或)增强扫描。平扫前将体模纵向放置于检查床上,凹面朝上,检查前常规校准。检查时辅助使用泡沫垫和充胶袋以增加患者舒适度,并消除患者与体模间的空气间隙。然后受检者仰卧于检查床,头部与体模标注“Head”端相一致,身体制动,双手举过头顶,体模覆盖臀部、腰部和下背部,其下缘与臀部下缘平齐。一次屏气完成腹盆部扫描,扫描范围自横膈顶至会阴区下缘,扫描时间平均5.0 s。扫描参数:床高167.5 cm、120 kVp、200 mAs、扫描角0.0、扫描视野(SFOV)500 mm、层厚1.250 mm、层间隔1.250 mm、像素大小0.781 mm2、准直器小于20、螺距0.8、矩阵512×512。
1.2.2 QCT测量腹部脂肪 将平扫序列的全部容积数据传至装有骨密度分析系统QCT PRO软件的QCT自带工作站进行后处理。应用软件的SlicePick功能,在侧位定位像上用单线模式从膈顶至盆底范围依次选择13个待测层面(包括膈下1个层面、T10~L5椎体下缘水平层面、骶1至耻骨联合上缘间等距离的4个层面);同时使用双线模式和测距工具测量相邻层面之间的垂直距离作为层间距(cm)。选定待测层面后进入Tissue Composition功能,通过一系列功能模块去除体外影像、优化组织分割阈值,激活闭合曲线自动勾勒腹壁肌肉外缘并手动精确调节,最终得到的测量结果包括本层的总脂肪面积(total fat area,TFA)、闭合曲线内的内脏脂肪面积(visceral fat area,VFA),并计算出闭合曲线外的皮下脂肪面积(subcutaneous fat area,SFA)=TFA-VFA(图1)。
A:侧位像上用单线模式选择L1椎体下缘水平为待测层;B:L1椎体下缘水平横断位图像,绿框完整包括校准体模5个人工圈画感兴趣区(ROI);C:去除体模、床板及体外物后,闭合曲线自动勾勒腹壁肌肉外缘并手动调节,曲线外为SAT、内为VAT,黄色为肌肉和软组织脏器,粉色和绿色为骨骼,蓝色为脂肪;D:双线模式下两个黄十字间的垂直距离为层间距。
图1 QCT脂肪测量步骤
依次完成13层测量后,根据文献[8]公式计算相邻两层间的AT体积(cm3)=[上层TFA+(上层TFA×下层TFA)1/2+下层TFA]×层间距/3,将所有相邻层面间的AT体积相加即得出腹盆部AT总体积(total fat volume,TFV)。同样方法利用VFA和SFA算出腹盆部的内脏脂肪体积(visceral fat volume,VFV)、皮下脂肪体积(subcutaneous fat volume,SFV)及二者比值(V/S)。以L5椎体下缘水平为界划分腹部与盆部,分别计算腹部、盆部的TFV、VFV、SFV及V/S。所有测量工作均由两名有经验的放射科医生分别测量后取平均值。
2.1 恶性肿瘤组和良性病变组基本资料比较 恶性肿瘤组和良性病变组的平均年龄分别为(51.5±9.8)、(50.8±4.9)岁,差异无统计学意义(t=0.403,P=0.688),见图2。两组平均BMI分别为(26.2±5.4)、(25.1±4.3)kg/m2,差异无统计学意义(t=1.042,P=0.301),因而比较两组间各项脂肪体积时未校正身高和体质量。
2.2 恶性肿瘤组和良性病变组腹盆部AT体积比较 所有病例中AT的CT值范围为-204~-43 HU。两组间腹盆部的TFV和SFV、腹部的TFV、VFV和SFV、盆部的TFV、VFV和SFV的差异均有统计学意义(P<0.05);且上述各项AT体积,恶性肿瘤组均高于良性病变组。两组间只有腹盆部VFV的差异无统计学意义(P>0.05),恶性肿瘤组略高于良性病变组,见表1。
图2 恶性肿瘤组与良性病变组年龄、BMI箱式统计图
2.3 恶性肿瘤早期组、中晚期组与良性病变亚组间腹盆部AT体积比较 3组间腹盆部TFV、VFV、SFV的总体差异均有统计学意义(P<0.05),各项指标由大到小均依次为早期组、中晚期组、良性亚组;组间两两比较,早期组与中晚期组差异均有统计学意义(t值分别为2.703、2.850、2.466,P值分别为0.027、0.018、0.048)、早期组与良性亚组的差异均有统计学意义(t值分别为4.081、3.028、4.330,P值分别为0.000、0.011、0.000),而中晚期组与良性亚组的差异无统计学意义(t值分别为1.236、0.092、1.853,P值分别为0.665、1.000、0.207)。3组间腹盆部V/S的总体差异有统计学意义(P<0.05),由大到小均依次为良性亚组、早期组、中晚期组;组间两两比较,早期组与中晚期组的差异无统计学意义(t=0.113,P=1.000),而早期组与良性亚组、中晚期组与良性亚组的差异均有统计学意义(t值分别为-2.903、-2.871,P值分别为0.016、0.017),见表2。
2.4 恶性肿瘤组不同病种间腹盆部AT体积比较 由于入组的卵巢和外阴的恶性肿瘤病例数明显少于内膜和宫颈的恶性肿瘤病例数,因此,只比较内膜癌组和宫颈癌组的差异。两组各项AT体积的差异均无统计学意义(P>0.05),内膜癌组比宫颈癌组各项指标均稍高,见表3。
表1 恶性肿瘤组与良性病变组腹盆部总体、腹部、盆部TFV、VFV及SFV比较
表2 恶性肿瘤早期组、中晚期组、良性病变亚组的腹盆部TFV、VFV、SFV及V/S比较±s)
*:P<0.05,与早期组比较;#:P<0.05,与中晚期组比较。
表3 内膜癌组与宫颈癌组间腹盆部TFV、VFV、SFV及V/S比较
2.5 腹部、盆部不同区域AT与总体AT相关性比较 3组所有病例腹部VFV、SFV、盆部VFV、SFV与腹盆部TFV均有明显相关性(P<0.05),均呈不同程度正相关,其相关性由高到低依次为腹部SFV、腹部VFV、盆部SFV、盆部VFV,见表4。
表4 腹部、盆部各项观察指标与腹盆部TFV的相关性
大型流行病学研究已将广义的肥胖确认为人群患病率和全因病死率增长的独立危险因素[8]。数十年前有研究者就发现,与周围性分布的肥胖相比,向心性分布与全身代谢性疾病有更密切的关系,提出肥胖并发症的出现与AT分布有关。本研究比较了妇科恶性肿瘤患者和良性病变患者间腹盆部AT含量及分布的差异,结果显示前者的AT体积明显大于后者,即在年龄和身高相当的情况下恶性肿瘤组患者更加肥胖。结果同时显示AT的增多以皮下脂肪组织(SAT)为主,而内脏脂肪组织(VAT)含量仅略高,差异无统计学意义(P=0.060)。
为进一步分析不同临床分期下恶性肿瘤的AT分布有无差异,将恶性肿瘤患者分为早期组和中晚期组。结果显示早期组比中晚期组和良性病变组患者都更肥胖,其总脂肪组织(TAT)、SAT、VAT均明显高于后两组;而中晚期组各项AT均略高于良性病变组,但差异不明显。这可能与恶性肿瘤是全身消耗性疾病,随病程进展消耗增多,腹部脂肪被分解导致储备减少有关。这与Nattenmueller等[9]在AT与结肠肿瘤关系的研究中对肿瘤分期比较的结果相符。
比较V/S值后发现,恶性肿瘤组(包括早期组和中晚期组)V/S值明显小于良性病变组,且差异明显,即恶性肿瘤组AT含量增多具有以SAT增加为主、VAT增加为辅的特点,但早期组和中晚期组间AT分布的这一特点无明显差异。这是否提示SAT含量增多与恶性肿瘤的发病相关,需进一步大数据研究去证实。
对局部AT分布与AT总量的相关分析显示,腹盆部总AT与各区域AT均呈明显正相关,尤与腹部SAT最相关,SAT增高是腹盆部肥胖的主要组成部分,这与Kobayashi等[10]对于女性AT分布主要位于皮下的研究结果一致。
女性盆腔发病率最高的肿瘤为宫颈癌和内膜癌,本组数据显示内膜癌患者比宫颈癌患者的腹盆部AT略多,且VAT比例更高,但差异不明显。VAT不仅是个脂肪库,还具有内分泌功能,如分泌细胞因子及蛋白,具有较高的脂类分解活性[11]。由于内膜癌与雌激素的长期刺激有关,因此,两种肿瘤间的差异可能与雌激素对代谢系统的影响有关。本研究样本量有限,今后可尝试加大数据量以观察不同肿瘤间是否存在显著性差异。
临床常用评价AT的人体测量指标如BMI、腰围、臀围、腰臀比等,虽简单易操作,但易受肌肉骨骼的影响,不能准确判断其分布特点[12]。另外一些方法如单/双光子和单/双能X射线吸收测量法、定量超声、氚稀释、全身电导率及质子活化等,重复测量误差范围大且都不能进行区域定量测量[13]。定量磁共振成像(MRI)最初也用来评价AT,但价格昂贵、扫描速度较慢,且测量结果可能会被高估。QCT简单快速的自动加手动测量方法能准确识别AT并勾画轮廓,已逐渐显示出在腹部连续轴位及容积图像上精确评价AT体积和分布的能力[14-15]。本研究中在常规腹盆部CT扫描前放置加软垫形似床板的QCT体模,对扫描方案和患者感受均无影响,仅对原始数据添加一个QCT重建序列并单独传输至工作站进行分析,不影响医师的影像诊断。
本研究尚存在一定局限性。未来须加大样本量、添加年龄及BMI匹配的正常对照组来进一步验证发现并探讨其中的内在关系;亦可进一步研究妇科恶性肿瘤患者和健康人群间脂肪组织分布有无差异,这对认识肥胖与肿瘤的关系有很大意义。此外在AT体积测量方面,尚须探索更简便的方法,即寻找单一层面或若干层面组合来反映腹盆部总体脂肪分布的情况,将使脂肪测量更为实用易行。
[1]Rosamond W,Flegal K,Furie K,et al.Heart disease and stroke statistics-2008 update:a report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee[J].Circulation,2008(117):e25-e146.
[2]娄路馨,王玲,李娜,等.定量CT测量的腹部脂肪分布与血脂和血糖的关系[J].中国骨质疏松杂志,2012,18 (11):1004-1007.
[3]张晓东,赵银霞,赵文吉,等.腰椎骨髓脂肪与腹部脂肪相关性的前瞻性研究[J].南方医科大学学报,2016,36(2):286-289.
[4]Lee JW,Lee HR,Shim JY,et al.Viscerally obese women with normal body weight have greater brachial-ankle pulse wave velocity than nonviscerally obese women with excessive body weight [J].Clin Endocrinol(Oxf),2007,66(4):572-578.
[5]Ho DSY,Lam TH,Janus ED.Waist to stature ratio is more strongly associated with cardiovascular risk factors than other simple anthropometric indices[J].Ann Epidemiol,2003,13 (10):683-691.
[6]Maurovich-Horvat P,Massaro J,Fox CS,et al.Comparison of anthropometric,area-and volume-based assessment of abdominal subcutaneous and visceral adipose tissue volumes using multi-detector computed tomography[J].Int J Obes(Lond),2007,31(3):500-506.
[7]Zhao B,Colville J,Kalaigian J,et al.Automated quantification of body fat distribution on volumetric computed tomography [J].Comput Assist Tomogr,2006,30 (5):777-783.
[8]Fox CS,Massaro JM,Hoffmann U,et al.Abdominal visceral and subcutaneous adipose tissue compartments:association with metabolic risk factors in the Framingham Heart Study[J].Circulation,2007,116(1):39-48.
[9]Nattenmueller J,Hoegenauer H,Boehm J,et al.CT-based compartmental quantification of adipose tissue versus body metrics in colorectal cancer patients[J].Eur Radiol,2016(26):1-10.
[10]Kobayashi J,Tadokoro N,Watanabe M,et al.A novel method of measuring intra-abdominal fat volume using helical computed tomography [J].Int J Obesity,2002,26(3):398-402.
[11]Horber FF,ZurcherRM,Herren H,et al.Altered body fat distribution in patients with glucocorticoid treated and in patients on long-term dialysis[J].Am J Clin Nutr,1986,43(5):758-769.
[12]Demerath EW,Reed D,Rogers N,et al.Visceral adiposity and its anatomical distribution as predictors of the metabolic syndrome and cardio-metabolic risk factor levels [J].Am J Clin Nutr,2008,88(5):1263-1271.
[13]Micklesfield LK,Goedecke JH,Punyanitya M,et al.Dual-energy X-ray performs as well as clinical computed tomography for the measurement of visceral fat[J].Obesity,2012,20(5):1109-1114.
[14]Yoon DY,Moon JH,Kim HK,et al.Comparison of low-dose CT and MR for measurement of intra-abdominal adipose tissue:a phantom and human study[J].Acad Radiol,2008,15(15):62-70.
[15]王玲,汪伟,邓微,等.定量CT测量腹部脂肪面积及分布的重复性研究[J].中国骨质疏松杂志,2012,18(11):999-1003.
The distribution of abdominal and pelvic adipose tissue in malignant gynecologic tumor and benign gynecologic diseas*
Wang Keyang,Liang Yuting△,Li Biao,Wang Xinlian,Liang Ying,Meng Ying,Ma Jiao,Peng Shanshan,Han Xixi
(DepartmentofRadiology,BeijingObstetricsandGynecologyHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100006,China)
Objective To study the abdominal and pelvic adipose tissue volume and distribution in patients with malignant gynecologic tumor and benign gynecologic disease prospectively.Methods Eighty patients with malignant gynecologic tumor and eighty patients with benign gynecologic disease were underwent abdominal and pelvic CT scan by 64-slice spiral CT and QCT calibration phantom.The area and the volume of TAT,VAT,SAT of abdomen and(or) pelvis(TFV,VFV,SFV and VFV/SFV) were measured and calculated.The differences between the malignant gynecologic tumor group and the benign gynecologic disease group and between the different stages or types of malignant gynecologic tumor groups were compared,then the distribution of AT was analyzed.Results (1)Except the VFV of abdomen and pelvis,there were differences in TFV,VFV and SFV between the malignant gynecologic tumor group and the benign gynecologic disease group(P<0.05),the former was higher.(2)There were differences in abdominal and pelvic TFV,VFV,SFV between the early-stage and the advanced-stage malignant gynecologic tumor group and between the early-stage and the benign gynecologic disease group(P<0.05),the early-stage group was the highest;there was no difference between the advanced-stage and the benign gynecologic disease group(P>0.05).There were differences in VFV/SFV between the early-stage and the benign gynecologic disease group and between the advanced-stage and the benign gynecologic disease group(P<0.05),the benign gynecologic disease group was the highest;there was no difference between the early-stage and the advanced-stage group(P>0.05).(3)There was no difference in abdominal and pelvic TFV,VFV,SFV,VFV/SFV between the endometrial carcinoma and the cervical carcinoma group(P>0.05).(4)There were positive correlations between abdominal or pelvic VFV,SFV and abdominal and pelvic TFV,the abdominal SFV was the highest.Conclusion The patients with malignant gynecologic tumor,especially in the early-stage,were much fatter than the patients with benign gynecologic disease.In malignant gynecologic tumor patients,the SAT increased more significantly than the VAT,and had the highest correlation with TAT,and was the mainly composition of obesity.
quantitative computed tomography;calibration phantom;adipose tissue;fat distribution;malignant gynecologic tumor
首都医科大学附属北京妇产医院中青年学科骨干培养专项基金资助项目(fcyy201419)。 作者简介:王克扬(1983-),主治医师,硕士,主要从事妇产科疾病影像诊断研究。△
R816.91
A
1671-8348(2016)30-4186-04
2016-03-15
2016-07-06)