孔雅晴，曲倩倩，明蕾，王哲，鄧凱*

子宮內(nèi)膜癌（endometrial carcinoma, EC）是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一，以腺癌多見，嚴(yán)重威脅女性健康。根據(jù)2009 年國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)[1]，將EC的病理分級分為三級：高分化癌G1，中分化癌G2，低分化癌G3。大約80%的EC為Ⅰ～Ⅱ級的子宮內(nèi)膜腺癌（endometrial adenocarcinoma, EA），其余為Ⅲ級的EA和其他組織學(xué)類型的EC，如透明細(xì)胞癌或漿液性癌。EC的病理分級與患者預(yù)后直接相關(guān)[2]，且腫瘤級別的高低直接影響臨床治療方式的選擇，因此術(shù)前準(zhǔn)確評估腫瘤的組織學(xué)分級對于臨床治療計劃以及改善患者預(yù)后有著重要的意義[3]。MRI技術(shù)具有較高的軟組織分辨率，已廣泛應(yīng)用于EC術(shù)前診斷。酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移（amide proton transfer, APT）成像是一種新型的化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移（chemical exchange saturation transfer,CEST）MRI技術(shù)，該技術(shù)通過檢測組織內(nèi)源性蛋白質(zhì)或多肽中的酰胺質(zhì)子與水質(zhì)子的交換速率來反映細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)濃度和pH值[4-5]，從而將MRI技術(shù)的應(yīng)用范圍擴展到分子水平。體素內(nèi)不相干運動(intravoxel incoherent motion, IVIM）采用多b值，基于多種模型，減小了擴散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging,DWI）單指數(shù)模型受到的腫瘤內(nèi)部毛細(xì)血管微灌注的影響，能夠定量評估毛細(xì)血管微灌注產(chǎn)生的擴散系數(shù)D*及灌注系數(shù)f，可以更加準(zhǔn)確地反映水分子擴散程度，同時獲得灌注相關(guān)信息，更加全面地反映腫瘤微觀情況[6]。作為功能MRI技術(shù)，近年來APT成像和IVIM成像在EC的術(shù)前診斷中得到了初步應(yīng)用[7-10]，但關(guān)于分析及比較二者在評估EA分級中的價值的應(yīng)用鮮有報道。本研究目的是探討APT 成像和IVIM 成像在評估EA術(shù)前組織學(xué)分級中的價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象

這項前瞻性研究得到了我院倫理委員會的批準(zhǔn)，批準(zhǔn)文號：[2021]倫審字（S1036）號，獲得了每位患者的知情同意并已簽署知情同意書。自2021 年4月至2022年7月，根據(jù)臨床癥狀及超聲或CT檢查結(jié)果，60 名懷疑為EC 的患者治療前接受了磁共振檢查（包括APT 和IVIM 序列）。在60 名患者中，21 名患者由于以下原因被排除在外：（1）病變范圍太小無法測量（n=7）；（2）術(shù)后病理結(jié)果為子宮內(nèi)膜息肉（n=6）；（3）術(shù)后病理結(jié)果為子宮內(nèi)膜漿液性癌（n=1）；（4）術(shù)后病理結(jié)果為子宮內(nèi)膜非典型增生（n=3）；（5）掃描序列不全或圖像存在過多偽影（n=3）；（6）未進(jìn)行手術(shù)（n=1），最終39名病理證實為EA的患者被納入研究，年齡29～68歲。圖1顯示了關(guān)于患者選擇的簡要流程圖。在39名患者中，術(shù)后病理結(jié)果為Ⅰ級的有16例，Ⅱ級為14例，Ⅲ級為9例。

圖1 患者納入流程圖。APT 為酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移成像；IVIM 為體素內(nèi)不相干運動成像。Fig. 1 Patient selection flowchart. APT: amide proton transfer; IVIM:intravoxel incoherent motion.

1.2 儀器與方法

采用3.0 T 磁共振成像儀（Ingenia CX, Philips Healthcare, the Netherlands），體部18 通道相控陣線圈，采取仰臥位及腳先進(jìn)的方式減少小腸蠕動偽影，并適度充盈膀胱。所有患者術(shù)前均行MRI檢查，除常規(guī)MRI序列（如T2WI-SPAIR、T1WI-TSE等）外，所有患者還接受了APT、IVIM 序列檢查，其中IVIM b 值為0、50、100、150、200、400、600、800、1000、1200 s/mm2。根據(jù)常規(guī)MRI 序列確認(rèn)子宮位置及形態(tài)后，以矢狀位T2WI-SPAIR 及冠狀位T2WI-TSE 為定位圖像，在子宮短軸位行APT 及IVIM 序列掃描。之后注射對比劑行動態(tài)增強磁共振成像（dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging, DCE-MRI）序列掃描。各序列掃描參數(shù)如表1所示。

表1 各掃描序列參數(shù)Tab.1 Details of MRI imaging parameters

1.3 圖像處理

將APT 圖像上傳至工作站（IntelliSpace Portal.V9.0.4.31010）測量APT 值。IVIM 圖像通過MRIcroGL及MITK軟件進(jìn)行后處理并測量IVIM衍生參數(shù)f、D、D*值。由兩名對婦科影像有15年以上診斷經(jīng)驗的放射科副主任醫(yī)師在對患者臨床、病理信息不知情的情況下分別獨立閱片并繪制感興趣區(qū)（region of interest, ROI）。首先，通過T2 及DCE 序列圖像大致確定病變范圍。其次，每位醫(yī)師參考T2 及DCE 序列圖像并通過將APT 與T2 序列融合的方式，在APT 及IVIM 原始圖像上繪制多邊形ROI（選擇與APT 序列相同層面的病變在IVIM 序列圖像上繪制ROI），選取病灶直徑大于1 cm 的層面進(jìn)行勾畫（大于3 個層面），在盡量避開囊變、壞死及腫瘤邊緣等區(qū)域的基礎(chǔ)上包括盡可能多的腫瘤實性成分，保證每位醫(yī)師選取的ROI面積盡可能相近。最后，分別記錄兩位醫(yī)師感興趣區(qū)的APT值及IVIM衍生參數(shù)值并取兩位醫(yī)師測量的平均值用于最終分析，相關(guān)圖片如圖2～4所示。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 22.0 及MedCalc 軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，P＜0.05 表明差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。首先通過Shapiro-Wilk檢驗分析APT值及IVIM各衍生參數(shù)值是否符合正態(tài)分布，符合正態(tài)分布的參數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intra-class correlation coefficient, ICC）評估兩位醫(yī)師測量各參數(shù)結(jié)果的一致性，評估標(biāo)準(zhǔn)：≥0.75為一致性很好，0.60～0.74為一致性良好，0.40～0.59為一致性中等，＜0.40為一致性差。方差齊性檢驗之后，采用單因素方差分析比較各級EA之間APT值及IVIM各衍生參數(shù)值（f、D、D*）的差異。之后采用受試者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲線評估差異具有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)對EA 級別的鑒別效能，并采用Delong 檢驗比較各曲線下面積（area under the curve, AUC）的差異性。同時，對于有診斷意義的參數(shù)，我們還采用了logistic 回歸進(jìn)行聯(lián)合診斷。最后采用Spearman 相關(guān)性分析，評估APT 值、IVIM 衍生參數(shù)值與組織學(xué)分級之間以及APT 值和IVIM 各衍生參數(shù)值之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 兩位醫(yī)師測量結(jié)果一致性檢驗

本研究中所有參數(shù)值均符合正態(tài)分布。兩位醫(yī)師測量的各參數(shù)值的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)分別為：APT 0.955（95%CI:0.913～0.976）；f 0.958（95%CI:0.922～0.978）；D 0.964（95%CI:0.932～0.981）；D*0.825（95%CI:0.692～0.904），兩位醫(yī)師對APT值及IVIM各衍生參數(shù)值的測量結(jié)果均表現(xiàn)出很好的一致性。

2.2 三級之間APT值和IVIM衍生參數(shù)值的比較

三級之間APT 值和IVIM 衍生參數(shù)值的比較見表2。Ⅰ級EA的APT值和IVIM衍生參數(shù)（f、D、D*）值分別為2.66%±0.63%、0.220%±0.080%、（0.80±0.19）×10-3mm2/s、（0.023±0.010）mm2/s；Ⅱ級EA 各參數(shù)值分別為3.17%±0.43%、0.170%±0.049%、（0.77±0.15）×10-3mm2/s、（0.020±0.007）mm2/s；Ⅲ級EA各參數(shù)值分別 為3.45%±0.42%、0.150%±0.011%、（0.69±0.10）×10-3mm2/s、（0.017±0.007）mm2/s。

表2 三級EA之間APT值和IVIM衍生參數(shù)值的比較Tab.2 Comparisons of APT values and IVIM-derived parameters among three grades

2.2.1 Ⅰ級vs. Ⅱ級

Ⅰ級病變的APT 值顯著低于Ⅱ級病變（P=0.012），Ⅰ級病變的f 值顯著高于Ⅱ級病變（P=0.027）。Ⅰ級與Ⅱ級病變的D 值、D*值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

2.2.2 Ⅰ級vs. Ⅲ級

Ⅰ級病變的APT 值顯著低于Ⅲ級病變（P=0.001），Ⅰ級病變的f 值顯著高于Ⅲ級病變（P=0.010）。Ⅰ級與Ⅲ級病變的D 值、D*值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

2.2.3 Ⅱ級vs. Ⅲ級

Ⅱ級和Ⅲ級病變之間APT 值、f 值、D 值和D*值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

2.3 APT 值、f 值及二者聯(lián)合診斷鑒別EA 級別的效能評估及比較

2.3.1 Ⅰ級vs. Ⅱ級

APT 值、f 值及二者聯(lián)合診斷鑒別Ⅰ級和Ⅱ級EA的AUC、敏感度、特異度分別為：0.78（95%CI:0.59～0.91）、92.8%、68.7%；0.70（95%CI:0.50～0.85）、71.4%、68.7%；0.83（95%CI:0.64～0.94）、92.8%、81.2%。APT 值與f值的AUC 之間（P=0.520，Z=0.63）、APT值與聯(lián)合診斷的AUC之間（P=0.540，Z=0.59）以及f值與聯(lián)合診斷的AUC之間（P=0.120，Z=1.54）的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（表3，圖5～6）。

圖5 APT 值、IVIM 各衍生參數(shù)、APT 值和f 值聯(lián)合鑒別I 級和Ⅱ級子宮內(nèi)膜腺癌的ROC 曲線，AUC 值分別為0.78（P＜0.05）、0.70（P＜0.05）、0.55（P＞0.05）、0.59（P＞0.05）、0.83（P＜0.05）。 圖6 APT 值、IVIM各衍生參數(shù)、APT 值和f值聯(lián)合鑒別I級和Ⅲ級子宮內(nèi)膜腺癌ROC 曲線，AUC 值分別為0.86（P＜0.05）、0.81（P＜0.05）、0.68（P＞0.05）、0.68（P＞0.05）、0.92（P＜0.05）。APT為酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移成像；IVIM為體素內(nèi)不相干運動；f為灌注分?jǐn)?shù)；D為擴散系數(shù)；D*為偽擴散系數(shù)。Fig. 5 The ROC curves of APT values, IVIM-derived parameters and combined diagnosis of APT values and f values to differentiate grade I and II endometrial adenocarcinoma，and AUC values were 0.78(P＜0.05),0.70(P＜0.05), 0.55 (P＞0.05), 0.59 (P＞0.05), 0.83 (P＜0.05). Fig. 6 The ROC curves of APT values, IVIM-derived parameters and combined diagnosis of APT values and f values to differentiate grade I and Ⅲ endometrial adenocarcinoma, and AUC values were 0.86 (P＜0.05), 0.81 (P＜0.05),0.68 (P＞0.05), 0.68 (P＞0.05), 0.92 (P＜0.05). APT: amide proton transfer; IVIM: intravoxel incoherent motion; f: perfusion fraction; D:diffusion coefficient;D*:false diffusion coefficient.

表3 各參數(shù)對子宮內(nèi)膜腺癌級別的鑒別效能Tab.3 Efficiency of parameters in differentiating the grade of endometrial adenocarcinoma

2.3.2 Ⅰ級vs Ⅲ級

APT 值、f 值及二者聯(lián)合診斷鑒別Ⅰ級和Ⅲ級EA的AUC、敏感度、特異度分別為：0.86（95%CI:0.66～0.96）、88.8%、87.5%；0.81（95%CI:0.59～0.93）、100.0%、68.7%；0.92（95%CI:0.74～0.99）、100.0%、81.2%。APT 值與f 值的AUC 之間（P=0.670，Z=0.41）、APT值與聯(lián)合診斷的AUC之間（P=0.480，Z=0.70）以及f值與聯(lián)合診斷的AUC之間（P=0.080，Z=1.73）的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（表3，圖5～6）。

2.4 Spearman相關(guān)性分析

APT 值與EA 組織學(xué)分級呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)rs=0.578（95%CI:0.27～0.79,P＜0.001)，f 值與EA 組織學(xué)分級呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)rs=-0.416（95%CI:-0.66～-0.11；P=0.008)。D、D*值與組織學(xué)分級之間以及APT 值與IVIM 各衍生參數(shù)值之間沒有顯著相關(guān)性（P＞0.05）。

3 討論

本研究探討了APT、IVIM 兩種功能MRI 技術(shù)在評估EA 術(shù)前病理分級中的價值，結(jié)果顯示APT 值、f 值與EA 組織學(xué)分級相關(guān)，有助于術(shù)前預(yù)測EA 分級，APT值和f值對EA 級別的鑒別效能無顯著差異。各級別EA之間D值和D*值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

3.1 APT成像在EA病理分級中的價值

APT 成像技術(shù)通過檢測組織內(nèi)源性蛋白質(zhì)或多肽中的酰胺質(zhì)子來反映細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量及酸堿度的變化，其原理在于通過探測水質(zhì)子信號變化間接獲得細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)信息，APT 值的高低反映了細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)濃度及pH 值，且有研究表明APT 值與之成正相關(guān)。本次研究結(jié)果顯示Ⅱ級和Ⅲ級EA APT值要高于Ⅰ級EA，這與之前的研究結(jié)果一致[11]，且與其他部位惡性腫瘤APT 成像的研究結(jié)果相符[12]。針對本研究結(jié)果，結(jié)合APT 成像原理及相關(guān)研究，可能有以下幾個原因。首先是細(xì)胞密度的差異，與低級別EA相比，高級別腫瘤細(xì)胞更為活躍，細(xì)胞增殖較快，細(xì)胞密度較低級別大，從而產(chǎn)生更多的細(xì)胞內(nèi)蛋白和多肽，酰胺質(zhì)子濃度升高，與水質(zhì)子交換速率增快，APT 值升高。另外，最近有研究表明[13]，Ⅱ型EC（通常為Ⅲ級子宮內(nèi)膜樣腺癌、漿液性癌和透明細(xì)胞癌以及癌肉瘤）血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）水平通常較高。VEGF 本質(zhì)是一種糖蛋白，在子宮內(nèi)膜表達(dá)并在血管生成、血管功能及通透性等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用[14]，隨著腫瘤級別的增高，VEGF 含量升高（蛋白含量增加），血管生成增多[15]，這可能也是導(dǎo)致本研究的結(jié)果的原因之一。其次可能是核異型性的差異。與低級別EA 相比，高級別EA分化較差，核異型性更為顯著，核異型性可誘導(dǎo)大分子物質(zhì)和疏水性細(xì)胞膜之間的相互作用，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)和多肽的釋放[16]。最后可能與組織壞死程度有關(guān)。由于高級別腫瘤生長較快，腫瘤組織容易發(fā)生缺氧缺血性壞死，導(dǎo)致局部酸性環(huán)境的形成[17]，pH 值減低，降低了酰胺質(zhì)子與水質(zhì)子的交換速率。但組織壞死過程中會向周圍釋放蛋白及多肽[18]，導(dǎo)致內(nèi)源性蛋白含量增加，促進(jìn)了酰胺質(zhì)子和水質(zhì)子的交換速率?？赡苓@一過程對APT 值的影響要高于pH 值降低對APT 值的影響，使得高級別EA 的APT值較高。本研究結(jié)果中APT成像鑒別Ⅰ級和Ⅱ級、Ⅰ級和Ⅲ級EA 的AUC 分別為0.83、0.84，提示具有較高的鑒別效能。術(shù)前明確腫瘤分級直接影響臨床治療方式的選擇及患者預(yù)后情況，可以術(shù)前行APT檢查輔助臨床診斷，但因其空間分辨率較差，對肌層浸潤及淋巴轉(zhuǎn)移評估不具優(yōu)勢，而DCE可根據(jù)子宮不同結(jié)構(gòu)間強化的差別評估EC肌層浸潤[19]，因此可考慮與DCE成像聯(lián)合進(jìn)一步明確診斷。

3.2 IVIM相關(guān)參數(shù)f值在EA病理分級中的價值

IVIM 是擴散加權(quán)成像的進(jìn)階模型，相比于傳統(tǒng)DWI 單指數(shù)計算模型，多b 值、多種模型的IVIM 成像能夠更全面地反映腫瘤的微觀情況。雙指數(shù)模型是IVIM 最為經(jīng)典的模型，分別以D-mono 及D-Bi（D 值）、D*-mono 及D*-Bi（D*值）、f-mono 及f-Bi（f值）為其量化參數(shù)。本研究結(jié)果顯示Ⅱ級和Ⅲ級EA的f值顯著低于Ⅰ級EA（P=0.033,P=0.016），f是灌注系數(shù)，反映了腫瘤組織間毛細(xì)血管的通透性和血管的生成情況[20]，此外還與核質(zhì)比和組織間隙滲透壓有關(guān)[21]。腫瘤的生長和侵襲有賴于腫瘤內(nèi)部新生血管數(shù)量的增加，如上所述，隨著腫瘤級別增高，VEGF 及其受體表達(dá)增加，促進(jìn)新生血管生成以及增加血管通透性[15]，這似乎與本研究結(jié)果相矛盾，但也有研究表明新生血管生成過程中可能導(dǎo)致血管破裂，使得高級別腫瘤組織容易發(fā)生缺氧缺血性壞死[17,22]，這可能導(dǎo)致腫瘤灌注減低。另外高級別腫瘤分化較差，核質(zhì)比增高也可能導(dǎo)致了f值的降低。在之前的研究中[9,23-24]，f 值與腫瘤級別的關(guān)系一直頗具爭議，Li 等[21]的研究結(jié)果顯示各級別EC之間f值無顯著差異，Shen等[23]認(rèn)為高級別膠質(zhì)瘤f 值較高，而Bai 等[24]認(rèn)為低級別膠質(zhì)瘤f 值較高，因此仍需大量相關(guān)研究證實。在本研究中，f 值在鑒別Ⅰ級和Ⅲ級EA 時的鑒別效能（AUC=0.64）要低于APT值的鑒別效能（AUC=0.84），但差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。

3.3 IVIM相關(guān)參數(shù)D值、D*值在EA病理分級中的價值

本研究中各級別EA 之間D 值、D*值均無顯著差異，這與之前的研究結(jié)果一致[9,25-26]。理論上來說，D 值反映的是水分子的擴散程度，主要與細(xì)胞密度有關(guān)[27]。如上所述，高級別腫瘤的細(xì)胞密度更高，核異型性較高，核仁增大，水分子擴散程度較低級別腫瘤更加受限，導(dǎo)致D值降低。在本次研究結(jié)果中，D值隨腫瘤級別增高而減低，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明雖然水分子擴散程度是腫瘤特征的重要方面，但仍不能直接、全面地反映其生物學(xué)特性。且與低級別腫瘤相比，高級別腫瘤更易發(fā)生缺血壞死[17]，有研究表明[28]，壞死會導(dǎo)致ADC 值的增高。與ADC 值類似，D 值反映的也是水的擴散程度，因此，腫瘤壞死可能也會導(dǎo)致高級別腫瘤D值升高，這可能是導(dǎo)致本結(jié)果中各級別之間D值差異無統(tǒng)計學(xué)意義的主要原因之一，當(dāng)然也可能是樣本量較少的緣故，尚需進(jìn)一步擴大樣本量。

灌注參數(shù)D*值可以反映腫瘤內(nèi)部灌注情況，對水分子的運動速度較敏感[29]，雖然隨腫瘤級別增高血供逐漸豐富，但同時會伴有微血管壁發(fā)育不良、扭曲變形、腫瘤細(xì)胞密度增大導(dǎo)致血管受壓程度增加等情況，使微毛細(xì)血管血流量的變化不足以反映病理分級的改變，導(dǎo)致D*變化不明顯[30]。另外也可能是因為標(biāo)準(zhǔn)差較大，數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性和對信噪比水平的依賴性，使得D*值較難準(zhǔn)確測量[31]。

3.4 本研究的局限性

我們的研究存在一些局限性。首先是樣本量較少，且Ⅲ級病例數(shù)量較少，各級別病例分布欠均勻，今后需擴充樣本量進(jìn)一步驗證。其次是在ROI 繪制過程中避開了囊變壞死等區(qū)域，這可能不利于全面評估腫瘤特征，尚需更加深入的研究。

綜上所述，APT 值和f 值與EA 組織學(xué)分級相關(guān)，鑒別效能較好，APT 值和f 值對EA 病理級別的鑒別效能無顯著差異，APT成像和IVIM成像有助于術(shù)前預(yù)測EA組織學(xué)分級。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。