ADC值及IVIM-DWI定量参数对FIGOⅡ期宫颈癌宫旁浸润的诊断效能

吴璐娟 福建省厦门市第一医院杏林分院放射科 （福建 厦门 361022）

内容提要：目的：探究磁共振扩散加权成像（DWI）体素内不相干运动（IVIM）模型及表观扩散系数（ADC）单指数模型的定量参数对于FIGOⅡ期宫颈癌患者发生宫旁浸润的诊断效能。方法：回顾性选取2021年1月～2022年12月本院收治的经手术病理学证实为FIGOⅡ期的67例宫颈癌患者，分为未浸润组（n=37）和浸润组（n=30），术前均行常规MRI与多b值DWI检查。分析并评估DWI定量参数对宫颈癌患者发生宫旁浸润的诊断价值。结果：与未浸润组相比，浸润组ADC值、D值均明显较低（P<0.05），f值、D*值则明显较高（P<0.05）；其中ADC、D、f、D*及四值联合诊断的ROC曲线下面积分别为0.821、0.890、0.744、0.699和0.974，诊断敏感度、特异度分别为89.2%、63.3%，75.7%、90.0%，76.7%、70.3%，63.3%、73.0%和100%、83.8%。结论：DWI定量参数对FIGOⅡ期宫颈癌发生宫旁浸润具有一定的诊断价值，其中以ADC、D值及四值联合诊断价值较高。

宫颈癌是当前最为常见的女性生殖系统恶性肿瘤疾病，近年来其发病情况逐渐趋向年轻化，对女性健康安全造成严重威胁。相关流行病学调查显示，2018年全球女性癌症新发病例约在860万例以上，而宫颈癌在其中占比达到6.6%左右，且因宫颈癌致死患者约占女性癌症死亡病例中的7.5%左右，其新发病率与死亡率均位居第4位[1]。目前，临床上常用国际妇产科协会（Federation internationale of gynecologie and obstetrigue，FIGO）的分期标准对宫颈癌进行分期，而有无宫旁浸润既是宫颈癌ⅡA期与ⅡB期的判断标准，也是临床治疗方案规划的重要指标[2]。故术前对于宫颈癌患者进行准确的判别，对患者术后的治疗计划规划和治疗预后的改善具有重要意义。MRI对于软组织具有较高分辨率、安全、无辐射，能在宫颈癌的治疗、诊断、分期等判断上提供较准确的信息[3]。本文旨在探究磁共振扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）体素内不相干运动（intravoxel incoherent motion，IVIM）模型及表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）单指数模型的定量参数对宫旁浸润的诊断价值，以此提高MRI诊断宫旁浸润准确性。

1.资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2021年1月～2022年12月于厦门市第一医院收治的经手术病理学检验确认为FIGOⅡ期宫颈癌患者，共纳入67例患者，其中年龄27～71岁，平均（50.68±13.85）岁。本研究已通过院内医学伦理委员会的同意，患者均签署检查的知情同意书。

纳入标准：①病理学检查及妇科检查结果均符合FIGOⅡ期宫颈癌[4]；②患者均在术前行常规盆腔MRI及多b值DWI序列检查；③患者的MRI图像清晰，未出现运动或呼吸伪影；④患者行MRI检查前未行放疗、化疗或外科手术治疗；⑤患者临床资料完整。

排除标准：①患者合并多发肿瘤；②患者图像资料不全；③患者合并有严重血液类疾病。

宫旁浸润评定标准：符合条件之一即为无宫旁浸润：术后病理检查明确无宫旁浸润；由妇科主治及以上医师通过阴道镜或双合诊等方式判断为无宫旁浸润，同时由影像科医师阅片后判断为无宫旁浸润。符合条件之一即为宫旁浸润：术后病理检查明确为宫旁浸润；由妇科主治及以上医师通过阴道镜或双合诊等方式判断无宫旁浸润，同时由影像科医师共同阅片后判断宫旁浸润。根据上述方式及FIGO指南标准对于患者进行FIGO分期。

1.2 方法

患者检查前膀胱适度充盈，自由呼吸，腹带加压以减少呼吸伪影。患者均使用SIEMENS 3.0T MR（MAGNETOM Prisma，German）及腹部相控阵线圈进行扫描，扫描范围：整个盆腔，先行常规MRI扫描。①轴位T1WI：TE/TR，8.5/510ms；层数为24，层厚与层间距均为5mm；②冠状位、轴位和矢状位T2WI：TE，83～89ms；TR，3000～4000ms；层厚与层间距均为5mm；③多b值DWI：FOV，360×360mm；TE/TR，40/3400ms；层厚与层间距均为5mm，矩阵为256×256。（考虑到至少分别需要2个大于和2个<200s/mm2的b值以保证成像时间及质量）多b值DWI共设置6个b值，分别为0、50、100、400、800、1000s/mm2。

1.3 图像分析

所选患者图像由1名影像科主任医师（10年以上妇科肿瘤影像诊断经验）在每个DWI图像层面上选取ROI，根据常规MRI 序列及增强图像划取肿瘤ROI，尽量规避肿瘤内部坏死、变性等区域。通过MItalytics 软件（Fitpu Healthcare）对DWI 图像进行后处理，根据ADC 单指数模型：ADC=ln(S0/S1)/(b1–b0)，获得ADC值；根据IVIM模型：Sb=S0[f×e(-b(D+D*))+(1–f)×e(-bD)]，获得灌注分数（hepatic arterial fraction，f）、伪扩散系数（pseudo diffusion coefficient，D*）、纯扩散系数（true diffusion coefficient，D）。

1.4 统计学分析

采用SPSS 27.0软件对数据进行分析处理，其中符合正态性分布的计量资料采用±s表示，组间比较采用独立样本t检验；并采用受试者工作特性曲线（ROC）来判断DWI定量参数对于宫颈癌FIGOⅡ期患者发生宫旁浸润的诊断效能，以P<0.05表示差异具有统计学意义。

2.结果

2.1 浸润组与未浸润组的DWI各参数比较

67例宫颈癌患者经术后病理学检测，结果显示有30例发生宫旁浸润（浸润组），另外37例则未出现宫旁浸润（未浸润组）；浸润组的ADC、f、D*、D值与未浸润组的对应值存在明显差异，且均具有统计学意义（P<0.05）；其中浸润组的ADC、D值低于未浸润组，f、D*值则高于未浸润组，见表1。

表1.浸润组与未浸润组ADC、f 、D*、D值比较

2.2 ROC曲线分析DWI参数对宫旁浸润的诊断效能

ROC曲线分析结果显示，ADC、D值诊断宫旁浸润的ROC曲线下面积（AUC）分别为0.821、0.890，其敏感度和特异度分别为89.2%、63.3%，75.7%、90.0%；f、D*的AUC分别为0.744、0.699，其敏感度和特异度分别为76.7%、70.3%，63.3%、73.0%；ADC、D、f、D*四值联合诊断的AUC为0.974，其敏感度和特异度为100%、83.8%，见表2。

表2.ADC、D、f 、D*值对宫颈癌宫旁浸润的诊断效能

3.讨论

宫颈癌作为女性常见的恶性肿瘤，其发病率整体趋向于上升状态，有关研究显示，我国2005年～2015年期间，农村、城市、全国的宫颈癌平均每年的增长速度分别为4.4%、3.3%、4.9%，同时其发病年龄趋向于年轻化[5]。而临床上对于治疗宫颈癌的方案选取通常以FIGOⅡ期为分类界限，ⅡA期通常以手术治疗为主，ⅡB期通常以同步化疗或放疗为主要治疗方式，故术前对宫颈癌患者的Ⅱ期分型进行正确的判别具有重要意义。临床上判别宫旁浸润通常采用双合诊（阴道、腹部检查）、三合诊（阴道、直肠、腹部检查）、常规MRI等妇科或影像学检查等方式，但双合诊、三合诊对于医生经验要求过高，且在内生性肿瘤、炎性反应等病症上检查较困难，而常规的MRI对于存在早期浸润的患者判别时主观误差较大[6]。有研究表明，对于ⅡB期患者的手术前后诊断准确率为59%，ⅡA期为54.7%[7]。故不断探寻准确有效的诊断方式对于宫颈癌诊断具有重大作用。

ADC单指数模型是以假设组织中水分子扩散运动符合高斯定律，完全处于自由运动状态而构建的模型，ADC值反映组织中的水分子扩散速度，其值越高，表示水分子扩散速度越快，DWI信号衰减越明显，而组织在病变情况下，其组织内的细胞形态和数量均会变化，造成水分子扩散受阻，ADC值亦有相应下降，其中癌组织癌变程度越高，细胞形态变化越大，细胞越密集，水分子扩散速度受阻更明显，ADC值更低[8]。但单指数模型过于理想，未曾考虑血流速度对水分子的影响，同时忽略了水分子在组织中扩散时，会受到生物大分子、细胞膜等影响。鉴于上述模型的相关缺陷，Le Bihan等[9]提出IVIM模型，其通过多b值DWI扫描，应用双指数模型和相关非线性拟合方法，可将微循环网络中的灌注和扩散等信号分离出来，得到相关参数（f、D*、D）。

本研究结果中，浸润组患者肿瘤的ADC、D值均明显低于未浸润组，ADC值为单指数模型中反映组织中的水分子扩散速度，D值为IVIM模型中代表单纯水分子扩散速度的值，二者变化均提示发生宫旁浸润的宫颈癌肿瘤细胞增殖较多，组织内部结构更为致密，细胞形态变化大，细胞外间隙更小，导致水分子扩散速度受限[10]。f值表示微循环中灌注效应在整体DWI信号衰减所占百分比，即进入血管中的血流量，通常认为其值高低主要与毛细血管密度相关，而血管的通透性与微血管解剖结构等因素也与其具有一定关联。而恶性肿瘤组织细胞具有无限增殖的特性，一般来说，其肿瘤恶性程度越高，增殖情况越严重，则微血管密度越高，相对应的f值也较高。D*值代表DWI信号中的快速衰减部分，能体现宫颈癌肿瘤中的微循环灌注情况，即血管密度[11]。本研究中浸润组患者肿瘤的f、D*值均明显高于未浸润组，提示浸润组宫颈癌肿瘤组织中的血管生成情况更为严重，血管丰富度或密集度更大。这与李信响等[12]的研究结果较为相似，但其研究中IVIM模型所得的ADC值在宫颈癌宫旁浸润或未浸润中未见明显差异，与本研究ADC值情况不一致，推测其原因应与两者ADC值所来源模型不一致所致。本研究中ROC曲线分析结果显示ADC、D、f值对宫颈癌宫旁浸润诊断效能良好，其中以四值联合诊断效能最佳。IVIM模型通过多b个值序列扫描，能在获得组织水分子扩散运动信息的同时，获取组织微循环灌注改变情况，所得数据更为精准，对肿瘤诊断效果更佳。代敏等[13]认为，DWI定量参数中的ADC和D值能区分中高分化及低分化宫颈癌，这与本研究具有一定相似性。

综上所述，ADC、f、D*、D值可用于诊断FIGOⅡ期宫颈癌患者发生宫旁浸润，即在无创条件下，安全有效辅助常规MRI作进一步精确诊断，其中以ADC、D值及四值联合诊断价值较为良好。但本研究为单中心研究，样本量较少，且关于IVIM模型的多个b值选取尚未统一，未来仍需进一步深入研究。