弥散加权成像ADC值直方图在宫颈癌中的应用进展

穆乃文，张 继

泰州市人民医院医学影像科，江苏 泰州 225300

宫颈癌是西方世界女性死亡率居第4，而发展中国家女性死亡率居第2的恶性肿瘤[1]。MRI被认为是诊断以及鉴别宫颈癌的最佳影像学检查，对提高治疗前分期以及分化程度的准确性、定制治疗方案尤为重要。扩散加权成像（DWI）是上世纪后期国内逐步推行应用的一项MRI检查技术，能够检测不同方向水分子扩散运动情况以及范围，与MRI常规序列相比具有一定优势，反映机体组织内部结构及器官病理状态，提高机体器官癌变的检出率[2]。表观扩散系数（ADC）是弥散加权成像的定量指标[3]，ADC图是根据机体生理、病理状态下组织中水分子的扩散运动变化以及微循环血流灌注情况在细胞及分子水平描述肿瘤的微观结构，而ADC值直方图则在机体细胞及分子水平上进一步描述肿瘤整体的异质性，研究表明ADC值直方图在脑部肿瘤、乳腺癌、前列腺癌等多种疾病的诊断及治疗后的疗效评估中有较多应用[4-5]。本文将就弥散加权成像b值的选择、ADC值直方图的主要参数及ADC值直方图在宫颈癌病理类型、分期、分化程度、淋巴结转移以及预后情况等应用研究方面进行综述。

1 关于b值

b值为依赖于扫描序列的扩散敏感因子，在DWI、ADC图像上选择不同的b值观察会影响机体组织的弥散真实值和图像清晰度。低b值（如0 mm²/s）在一定程度上显示了机体局部组织微循环血流灌注情况，易掩盖病灶不同区域内水分子扩散差异而使准确度、灵敏度降低，测得ADC值不具有代表性；而高b值（如800 mm²/s）受T2穿透效应和微循环血流灌注效应影响较小，反映组织内水分子的弥散运动情况优于低b值，可以较好的观察病灶大小、病理特征以及病灶周围组织的变化情况，所测得的ADC值更接近机体组织弥散真实值[6]。

2 ADC值直方图主要参数

ADC值直方图参数中着重研究几个比较常见、有意义的参数即偏度、峰度、ADC百分位数、熵等：（1）偏度：表示ADC值直方图频数分布是否对称，偏度值大表示其大部分数值分布于直方图左侧，多表现为正偏（与正态分布相比），偏度的绝对值越大则ADC值直方图曲线斜率越大；理论上，大部分分布于左侧的数据意味着其组织细胞密度较高、细胞结构紊乱（偏恶性），反之，右侧数据表示多水肿和囊变的组织[7]；（2）峰度：反映ADC值直方图曲线形态是否陡峭（峰度值越大代表曲线越陡峭）以及与正态分布相比研究曲线形态的陡缓程度；（3）熵：反映ADC值直方图数值分布的变化情况[8]。（4）ADC百分位数：即ADC值总体数据阶段分布值，常用的有中位数（ADCmedian）、平均数（ADCmean）及最大值（ADCmax）、最小值（ADCmin）。

3 ADC值直方图在宫颈癌中的应用进展

3.1 宫颈癌主要病理特征

3.1.1 病理类型 女性宫颈癌病理类型根据病理金标准诊断常包括鳞癌、腺癌及腺鳞癌，其中以鳞癌、腺癌较多[9]。近年来，鳞癌所患比例逐年降低，腺癌所患比例逐年攀升，年龄逐渐年轻化，且腺癌预后较差[10]。有研究发现鳞癌的ADC值直方图参数偏度值和峰度值均较腺癌高以及鳞癌的ADCmin显著低于腺癌，余两组间各ADC值百分比间无显著差异[11]；而林宇宁等[12]得到的研究结果鳞癌ADCmean低于腺癌，这表明ADCmean也可以帮助鉴别鳞癌与腺癌；另有研究也显示相较于腺癌ADC值，鳞癌ADC值普遍较低[13]；国外有研究表明不同宫颈癌类型间的直方图偏度有差异，尤其在腺癌中显著降低，而与ADC值百分位数、分化程度无关[14]，这与国内学者研究结果相悖。经研究发现这种差异极大程度是因为腺癌（特别是高分化腺癌）细胞分泌粘液，细胞内外含水量增加以及密度增高，而ADC值与细胞密度间具有一定联系，所以腺癌ADC值普遍较高。

3.1.2 分期 影像学检查结果被纳入国际妇产科联盟最新分期，ADC值作为DWI的定量指标，在宫颈癌分期中具有一定的辅助诊断价值。林宇宁等[12]主要探讨ADC值直方图是否在一定程度上鉴别ⅠB期宫颈癌，结果显示ADCmean、ADCmedian、ADC 值25及75 百分位数、偏度值及峰度值均能很好的鉴别ⅠB期宫颈癌；吴斌等[15]也表明ADCmedian、ADC值25百分位数鉴别ⅠB期宫颈癌准确性较高；Chen等[16]得到ADCmedian能够鉴别ⅠB期宫颈癌；刘洁等[17]研究直方图鉴别宫颈癌ⅠB期与Ⅱ期应用价值，结果表明在ADC值直方图参数中，峰度值最具统计学意义；但也有研究显示ADCmin能清晰显示宫颈癌病灶体积大小及侵犯的范围，即一定程度上能够辅助鉴别宫颈癌的分期[18]。经推测，由于宫颈癌病灶实性组织病理化改变，且组织改变因人各异，感兴趣区（ROI）绘画存在主观性，ADC值分布相差较大，得到的结果尽然不同。但不可否定的是，ADC值直方图对宫颈癌的分期具有一定的辅助诊断价值。

3.1.3 组织学分化 宫颈癌组织分化级别一般分为高分化、中分化以及低分化，且分化程度与中晚期宫颈癌预后情况息息相关[19]。有研究主要回顾性探讨ADC值直方图在宫颈癌局部侵袭性的价值，研究结果表明高、中分化宫颈癌ADCmean明显高于低分化宫颈癌，另外ADC5-85百分位数也可以区分高、低分化程度，差分化和较低的ADC值除外，其与肿瘤边缘实性组织病理改变相关[20]；王亦强等[13]研究表明鳞癌ADC值与组织分化级别间为正相关关系，即ADC值增高，组织分化级别也高；也有研究显示测得高分化和低分化鳞癌及中分化和低分化鳞癌的ADCmean差异均有统计学意义，而高、中分化鳞癌的ADCmean间比较无统计学意义[21]，这种现象可能的解释为：低分化鳞癌由于肿瘤细胞结构较大程度改变，或细胞间质成分改变等导致水分子扩散运动受限或减弱，局部弥散速度降低，导致病灶区域ADC值减小，数据曲线分布左移，偏度增大；高中分化的鳞癌则反之。几位学者的研究表明ADC值直方图参数可以辅助明确宫颈癌组织学分化程度。

3.2 淋巴结转移

宫颈癌转移除周边侵犯，远处转移常见途径为淋巴结转移，因此有无淋巴结转移是判断宫颈癌预后情况以及是否复发的有用指标。研究表明宫颈癌分期、病灶侵及程度是预测淋巴结有无转移的重要因素，即病灶的ADC值在一定程度上为检测淋巴结有无转移的指标[22]；Lee等[23]的研究表明淋巴结转移患者的ADC值直方图各变量与无淋巴结转移患者有显著性差异，且ADC 97.5百分位数是盆腔淋巴结转移的唯一独立预测因子；Schob等[24]对ADC值预测淋巴结转移的一项前瞻性研究显示淋巴结转移组的肿瘤ADC值参数显著低于无淋巴结转移组，而另有研究却未能发现ADC值直方图参数在淋巴结转移组与无淋巴结转移组的显著性差异[19]，推测可能与二者ROI勾画范围不同。虽然是否存在淋巴结转移在众多研究下其ADC值的统计学意义存在分歧，但它对宫颈癌治疗的预后及复发至关重要。

3.3 评估治疗效果

有学者研究弥散加权成像评价宫颈癌放疗疗效和预后情况，结果显示放疗后完全缓解组与局部缓解组患者ADC值均较放疗前数值增高，且完全缓解组ADC值较局部缓解组高[25]；也有研究发现ADC值在一定程度上可以评估宫颈癌治疗疗效以及对其良恶性程度的检测[26]，与前述研究结果类似；施润君等[27]探讨ADC值与鳞癌放化疗早期疗效间关系，结果显示治疗初期ADCmean高于治疗前，即ADC值能够为预测鳞癌早期放化疗疗效提供影像参考依据。

3.4 同步放化疗以及预测复发

对于中晚期宫颈癌来说，手术治疗并不是首选方法，患者大多有淋巴结转移，因此手术治疗疗效甚微[28-29]。同步放化疗（CCRT）是中晚期宫颈癌临床常用治疗方法，肿瘤组织对放化疗产生反应，有助于控制肿瘤盆腔及远处淋巴结转移，从而提高患者生存率[30]。有学者认为CCRT与单独放疗或者化疗相比，能延长患者总体生存率[31]。由于肿瘤存在异质性，在同病理类型、相同分期以及分化级别的宫颈癌中，放、化疗的治疗效果也不一样。Erbay等[32]通过研究50例宫颈癌患者来探讨用ADC值直方图参数预测宫颈癌同步放化疗前、后是否复发，结果表明CCRT前复发组ADCmean相较于未复发组降低，复发组中ADCmean、ADC值75、90和95百分位数显著低于无复发组，此外还发现肿瘤复发患者治疗前较低的ADC值75、90百分位数是预测总体存活率的独立因素；Bae等[33]也报道了在肿瘤复发组中，中期治疗的ADCmean显著降低，但未发现在CCRT前ADCmean之间比较有统计学意义，也有学者得到相同结果[34]。预测这种差异可能是由于以下原因造成的：不同研究之间ROI是否避开了囊性、坏死区域；肿瘤的异质性；不同的MR参数。崔刚等[35]探讨弥散加权成像评估宫颈癌放疗疗效以及预测复发的价值，发现磁共振检查32例随访患者中有13例复发，研究结果显示宫颈癌放疗后ADC值与复发组以及放疗前、中阶段ADC值的差异有统计学意义，且弥散加权成像对宫颈癌复发组的敏感性、特异性、阴性预测值、阳性预测值都达到90%以上；有研究随访了42例CCRT后的患者，并将肿瘤复发分为3种：盆腔局部复发、远处转移复发以及盆腔伴远处转移复发，随访发现其中9例患者检查出以上3种不同程度的复发，研究结果显示治疗前ADC值75百分位数是预测肿瘤复发的显著独立因素[36]。从以上国内外学者研究结果中得到弥散加权成像以及ADC值直方图可以作为预测同步放化疗及复发的准确检查方法。

4 总结

综上，磁共振成像检查是评估宫颈癌（特别是进展期）的最佳影像技术，而DWI技术在评估宫颈癌的病理特征、治疗评价以及监测预后方面有着显著临床价值，因此DWI技术的应用和推广对宫颈癌的诊断及治疗具有重要意义。ADC与DWI相辅相成，DWI和ADC图像相结合可以缩小疾病范围，从而更准确的诊断疾病。放眼国内外研究，在病灶ROI上进行的ADC值测量和分析已被广泛应用，但因机体肿瘤的异质性、ROI绘画的主观性等因素也影响着ADC值结果的准确性，而ADC值直方图则包含着病灶的所有ADC值分布特征，能够很好地降低观察者主观带来的偏差，且ADC值直方图可以更为直观地描绘了ADC值数据的分布情况以及曲线形态，因此比单方面测量的ADC值提供了更多有用的信息。ADC值直方图作为一种描述ADC值频数分布的新兴研究方法，尚有一些关键问题等待进一步探索，但不可否认，它为解决机体肿瘤异质性提供了多种思路和方案，为临床研究及治疗提供影像学帮助。