宫颈癌扩散峰度成像检查的可重现性研究

郑祥 陈韵彬 陈文娟 陈伟波

[摘要]目的 评估磁共振扩散峰度成像（DKI）应用于宫颈癌检查的可重现性。方法 选取我院2016年6～12月的10例宫颈癌患者和10名健康志愿者，于相隔24 h～14 d进行2次轴位DKI扫描，测量峰度参数K以及扩散参数D，并用SPSS 19.0软件进行统计学分析。结果 总受试者、志愿者和宫颈癌患者参数D的组内变异系数（ICC）分别为0.899、0.935和0.828，参数K的ICC分别为0.870、0.871和0.877。总受试者、志愿者和宫颈癌患者参数D的变异系数分别为17.23%、16.43%和16.51%，参数K的变异系数分别为17.85%、20.16%和12.28%。结论 DKI序列在检测宫颈组织水分子非高斯扩散方面具有较好的可重现性。

[关键词]扩散峰度成像；磁共振；宫颈癌；可重现性

[中图分类号] R737.33 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2018）2（b）-0011-04

Reproducibility of diffusional kurtosis imaging measurement in uterine cervical carcinoma

ZHENG Xiang1 CHEN Yun-bin1 CHEN Wen-juan2 CHEN Wei-bo3

1.Department of Radiologic Diagnosis，Fujian Cancer Hospital，Fuzhou 350014，China；2.Department of Gynecological Oncology，Fujian Cancer Hospital，Fuzhou 350014，China；3.PHILIPS Healthcare，Shanghai 200333，China

[Abstract]Objective To evaluate the reproducibility of magnetic resonance imaging （MRI） diffusional kurtosis imaging （DKI） in detecting of cervical carcinoma.Methods 10 patients and 10 healthy volunteers in our hospital from June to December in 2016 were selected and underwent duplicate MRI scans by using DKI with an interval of 24 hours to 14 days.The metric K and D were obtained from parametric maps and evaluated by statistical software SPSS 19.0.Results The D value of intra group variation coefficient （ICC） of the total subjects，volunteers， and cervical cancer patients were 0.899，0.935 and 0.828，respectively.The ICC of parameter K was 0.870，0.871 and 0.877，respectively.The coefficients of variation of the D in the total subjects，the volunteers and the patients with cervical cancer were 17.23%，16.43% and 16.51%，respectively.The coefficients of variation of parameter K were 17.85%，20.16% and 12.28%，respectively.Conclusion DK imaging sequence appears reproducible in detecting the non Gauss diffusion of water molecules in cervical carcinoma.

[Key words]Diffusional kurtosis imaging；Magnetic resonance imaging；Cervical carcinoma；Reproducibility

宮颈癌是我国女性常见的恶性肿瘤，其诊断以及疗效评判多依赖于核磁共振成像（MRI）。MRI可提供病灶在治疗前后形态学上的变化过程，但是对于早期微小病灶，常规MRI并不能有效发现。有学者发现肿瘤放疗后其功能学变化早于形态学[1]。作为功能磁共振的一个序列，扩散加权成像DWI参数表观扩散系数（ADC）可用检测肿瘤早于形态学变化之前的功能学变化，以此评估治疗效果[2]。然而作为一个以假设水分子遵循高斯分布为前提的序列，DWI并不能完全能准确描述水分子在人体内的扩散状况。

扩散峰度成像（DKI）也是扩散功能成像系列的一员，2005年首次被提及[3]，主要用于描述非高斯分布的水分子扩散。由于非高斯分布更符合水分子在人体内的实际扩散方式，因此DKI可提供更为精确的信息。目前DKI的研究主要集中于中枢神经系统，包括脑梗死、胶质瘤、多发性硬化、帕金森病、注意力集中缺陷等[4-8]。此外还有一些中枢神经系统外的疾病，如支气管畸形、肝细胞癌和前列腺癌[9-12]。但是关于DKI在宫颈癌中的应用，目前尚未见文献报道，因此本研究拟评估DKI序列应用于宫颈癌的可重现性，以便临床诊断宫颈癌以及进一步评估宫颈癌疗效提供理论基础。

1资料与方法

1.1一般资料

本研究经过本院医学伦理委员会批准，每位受试者扫描前均被详细告知本研究的内容，并签署知情同意书。选取我院2016年6～12月的受试者，包括10例病理学证实的宫颈癌患者以及10名健康志愿者。患者年龄为20～65岁，平均（42±4）岁；志愿者年龄为25～57岁，平均（44±5）岁。两组的年龄比较，差异无统计学意义（P=0.107）。根据FIGO分期，患者组包括Ⅰb1期1名，Ⅰb2期1名，Ⅱa期2名，Ⅱb期5名，Ⅲb期1名。所有患者接受检查之前均未进行任何形式的治疗。

1.2 MRI成像

MRI扫描在3.0T MRI扫描仪上进行（飞利浦，荷兰），使用8通道腹部线圈。所有受试者均进行2次DKI扫描，两次扫描时间间隔为24 h～14 d，其中DKI序列的扫描参数如下：5个b值（b=0、500、1000、1500和2000 s/mm2）和3个方向。TR/TE时间为1542/67 ms，FOV为30 cm×30 cm，矩阵128×104，层厚5 mm，扫描时间7 min。

1.3影像学分析

影像学分析于MR WorkSpace（飞利浦，荷兰）工作站进行，由两名有经验的放射科医师共同判定图像质量是否合格。DKI参数测量以及后处理利用后处理软件IDL63（飞利浦，荷兰）进行，其中参数K是一个无单位数值，表示组织水分子扩散偏离正态分布的程度；参数D则是校正过的ADC值，表示非正态分布下水分子的扩散系数。

1.4统计学分析

采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行分析，采用配对t检验检测两次测量的参数值之间是否存在统计学差异，并计算出95%可信区间。可信性检测则包括患者组合志愿者组的DKI序列每个参数的组内相关系数（ICC）和变异系数（CV），以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1 DKI序列的定位和匹配程度曲线

本研究受试者共20名，包括10例宫颈癌患者和10名健康志愿者，所有数据均为有效数据。两次扫描的R2值分别为0.999和0.998，提示高度契合（图1）。一般而言，R2值等于1说明百分百契合。

2.2 DKI序列参数的一致性检测

表1为两次扫描DKI参数数据的均数和标准偏差。配对t检验显示两次扫描的数据统计结果P值>0.05，提示两次扫描数值之间并无统计学差异存在。所有参数的95%可信区间也在表1中体现，由表中可以看出两次扫描参数差值的95%置信区间均包含0，提示其一致性较高。

2.3 DKI序列参数的可信性和可重复性检测

表2为本研究的可信性检测，包括ICC和CV，数据显示DKI参数的可靠性和可重现性较好。Bland-Altmand分析显示，除了总受试者组的参数K有2个数据点（10%）落于可接受一致性限制线外，其余数据点均落于95%参考线内（图2）。所有数据均显示了DKI在宫颈癌和正常宫颈组织的测量中具有非常好的一致性和可重现性。

3讨论

DWI序列的可靠性和可重现性已经得到了论证[13-14]，该序列已经被广泛应用于各种疾病的诊断和预后分析。虽然水分子在各向同性的液体里，比如纯水中，是遵循高斯分布的[15]，但是在许多生物组织中，由于存在一些障碍，比如细胞膜或者细胞内外间隙，改变了水分子的分布，变成了非高斯分布，所以需要引入扩散峰度这个概念来描述水分子偏离高斯分布的程度，以纠正DWI序列的误差。峰度是一个无单位数值，用以量化一个非高斯分布偏离高斯分布的程度[16]，因此，扩散峰度成像（DKI）可反映在体水分子的实际分布情况以及人体组织的微结构。

本研究中，患者和志愿者组DKI参数两次测量的95%置信区间均包含0，而可信区间包含0正是良好可重现性的有力证据。此外，ICC>0.800一般认为具有较好的可重现性。本研究中患者和志愿者D和K的ICC均较高，范围是0.828～0.935，提示DKI序列应用于宫颈癌是较为可靠的。变异系数的范围为12.28%～20.16%，也在可接受范围内。由于目前尚无关于DKI的变异系数的研究，所以无法完全根据DKI的变异系数来判断。但是Braithwaite等[17]在腹部器官的DWI研究中发现，ADC值的平均变异系数为14%，和本研究中参数D的变异系数范围接近（16.23%～17.43%）。

Bland-Altman分析中，总受试者组参数K的数据点大约有10%落于可接受一致性限制线外，其余各组的数据点均落于该线之内。造成该数据点外落的原因可能有两个，即生理性差异和后处理的变异。关于DKI的可信性方面的研究目前比较少见，但是一些关于31P-MRS的研究文献提示，仪器因素的变异和后处理因素的变异对总变异的影响微乎其微[18-20]，由此推测本研究中出现的变异其主体是生理性变异，比如组织的体素在两次扫描时间内产生的变化。

本研究提示，DKI在宮颈癌或者正常宫颈的检查中具有较高的可重现性，关于DKI的可重现性研究则可以为后续临床应用研究设计提供数据支持，以减少不必要的实验误差。

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（收稿日期：2017-09-25 本文編辑：祁海文）