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《磁共振成像雜志》2016年第8期

摘要：

卵巢癌是致死率最高的婦科惡性腫瘤，早期診斷、準確的術前評估及治療效果的評價都會使患者受益。近年來，磁共振擴散加權成像在卵巢癌的應用逐漸增多，本文針對其診斷價值的研究現狀及發展前景進行闡述。

關鍵詞：

卵巢腫瘤；磁共振成像；擴散加權成像

卵巢癌是常見的女性生殖系統惡性腫瘤，也是致死率最高的婦科腫瘤。卵巢癌的早期診斷、術前分期及分級對治療方案的選擇及判斷預后非常重要。由于耐藥類型的存在和復發也是其預后較差的重要因素，早期預測化療療效、發現復發病灶對卵巢癌來說也有重大意義。隨著磁共振技術的發展，擴散加權成像在卵巢癌這些方面的應用逐漸增多，并有大量研究證實該檢查方法相對于傳統檢查更能滿足臨床需求，對患者的臨床決策有重要價值[1-2]。本文針對DWI技術在卵巢癌中的研究現狀及發展前景進行闡述。

1DWI技術

1.1DWI基本原理

DWI是一種利用組織內水分子的自由擴散進行成像的功能影像學方法。組織內水分子的隨機熱運動即布朗運動，這種運動與細胞膜、細胞內結構和疏水性大分子相互作用，各種病理學因素都會導致水分子所處微環境變化并影響水分子運動。DWI可以檢測水分子運動的改變，其圖像對比就是源自組織內水分子擴散率的不同[3]。其成像原理是在自旋回波序列180°脈沖的兩側施加兩個擴散敏感梯度場。第1個梯度脈沖引起質子去相位，當沒有水分子運動時，第2個梯度脈沖使質子復相位，但若存在水分子隨機運動，離開原位置的分子無法復相位，從而引起信號減低。因此，在DWI圖像上，不同的信號強度反映了水分子擴散受限的程度。擴散敏感因子(即b值)是對擴散運動能力檢測的指標，它與施加的擴散敏感梯度場的強度、持續時間和間距有關。在低b值(50～100s/mm2)圖像上，僅運動較自由的水分子(如血管、囊腫)表現為信號減低，因此受組織灌注的影響較大。隨著b值增高，運動相對較慢的水分子信號逐漸受抑制，灌注成分被消除，只有水分子擴散受限明顯的組織(如細胞毒性水腫、細胞膜結構增多、液體黏度增加)顯示為高信號。因此高b值(750～1000s/mm2)圖像接近組織內真實的擴散情況，常用于女性盆腔腫瘤的研究[4]。在DWI研究中，水分子擴散受限程度常用表觀擴散系數(apparentdiffusioncoefficient,ADC)量化表示[5]。水分子擴散受限的組織ADC值較低。它的計算需要至少兩個b值，應用多b值可以提高計算的準確性。ADC圖是計算DWI圖像上每個像素的ADC值并由此重建出來的圖像，在病變部位放置感興趣區即可獲得其ADC值。ADC值的測量已應用于卵巢癌的定性、腫瘤異質性以及惡性程度的評估，其化療前后的變化還可以評價和預測療效。

1.2DWI新技術

隨著DWI技術的發展，體素內不相干運動模型、拉伸指數模型等新型定量分析技術開始應用于臨床研究[6]。Le等[7]提出，IVIM模型可以分離組織灌注和擴散的成分，將兩部分分別進行研究，從理論上講，不僅能更準確地反映組織內水分子的擴散程度，還能在不用對比劑的情況下對其血流灌注進行評估，為疾病診斷提供更加豐富的信息。Bennett等[8]認為，體素內擴散成分是非常復雜的，但評估體素內不同擴散系數的質子池數目是極其困難的，他提出的拉伸指數模型則可以避免區分這些擴散成分的類型，僅用拉伸因子(α)和分布擴散系數(distributeddiffusioncoefficient,DDC)兩個參數來描述體素內水分子擴散的不均質性，對通常具有扭曲血管結構和明顯異質性的腫瘤組織具有潛在的診斷價值。但目前這兩種技術應用于卵巢癌的研究相對較少，它們的價值需要進一步探索和證實。

2DWI在卵巢癌中的應用

2.1在定性診斷中的應用

疑有卵巢病變的患者首選超聲檢查，然而，即使結合臨床情況和CA125水平，仍有約20%的病灶無法對其良惡性進行鑒別。對于超聲無法確定的病灶，MR憑借其極佳的組織分辨率和多種掃描技術，較其他影像學檢查有明顯的優勢。MR鑒別卵巢良惡性的準確率約91%～93%，結合動態增強圖像則診斷效能更高[9-10]。DWI鑒別良惡性卵巢腫瘤的作用尚存在爭議。一般來說，惡性腫瘤因水分子擴散受限，在高b值DWI上顯示為高信號，ADC值減低[11]。但是，許多卵巢良性病變也表現為明顯的擴散受限，包括子宮內膜瘤、成熟囊性畸胎瘤、纖維卵泡膜瘤、退化的纖維瘤[12]。盡管多項研究顯示卵巢惡性腫瘤的ADC值較良性者低[13]，兩者卻有著明顯的重疊。然而，Kierans等[14]發現，ADC值的測量方法可能會影響對卵巢良惡性腫瘤的鑒別。他們選取整個腫瘤為ROI，計算平均ADC值以及ADC值熵，對比兩者對卵巢良惡性腫瘤的診斷效能，結果發現ADC值熵的準確度明顯高于傳統用的平均ADC值，且良惡性腫瘤數據重疊較少，其原因主要是ADC值熵反映了病灶的異質性，對有明顯異質性的卵巢癌來說有重要診斷價值。此外，最新的一項研究[15]發現ROI的選取方法也會影響ADC值的測量以及鑒別的準確性，方形、圓形、5個小圓形以及手畫ROI所得的最小和平均ADC值有明顯差異。由此可見，卵巢癌DWI參數的測量技術具有一定的研究價值。另外值得注意的是，DWI還可提供組織微循環的信息，即IVIM模型中的灌注相關成分。已有研究顯示f值可以反映卵巢腫瘤血供[16]，但其區分良惡性病變的數據還比較缺乏。Carter等[17]曾報道惡性腫瘤的f值較良性者低，與動態增強研究結果不符，故關于IVIM參數對卵巢腫瘤的評估還需要進一步研究探討。從定性觀察的角度來講，DWI在區分卵巢病灶的良惡性有一定價值。研究發現[18]，若病灶的實性成分在高b值DWI上顯示為低信號，則該病變為惡性的可能性極低，尤其是實性成分在T2加權像上也顯示為低信號的情況下。相對的，在DWI顯示為高信號，T2加權像顯示中等信號的病變則可能為惡性。DWI的這種作用可用于除惡性病變外，特別是當患者對釓對比劑有禁忌癥(如孕婦伴有復雜的附件腫物)時，DWI可以發揮良好的診斷作用。如今，更多研究傾向于將動態增強MR和DWI聯合應用。近期有項研究[19]將卵巢病變MR形態學特征、T2加權像和DWI信號強度以及動態增強曲線分析結果共同作為參考因素，建立了一套評分系統來識別病變良惡性，同時對該方法進行驗證，發現它識別惡性腫瘤的能力和可重復性均較高，以后可能會在腫瘤診斷中發揮作用。

2.2評估術前分期和細胞減滅術效果

卵巢癌的分期對指導治療及判斷預后非常重要。大多數病人就診時已為晚期，常伴腹盆腔多發種植轉移，CT作為術前分期的常規檢查，可以評估病變的范圍以及手術的可能性，它檢測腹膜轉移灶的敏感度與MR相當(分別為92%和95%)[20]。但是，該檢查對于是否達到最佳細胞減滅術標準的評估仍存在挑戰，其原因主要是對腹膜轉移灶的檢出尚有不足[21-22]。第一，對于直徑小于1cm的病灶，CT敏感度明顯降低，原因在于種植于小腸漿膜面及實質臟器被膜的小病灶與鄰近組織結構密度相似，使其對比度下降從而很難被發現。第二，部分解剖位置較難識別，尤其在沒有腹水的情況下，如右膈下區域、網膜、腸系膜根部、小腸漿膜面的病灶常常被掩蓋。有研究發現動態增強MR對小病灶(直徑小于2cm)的檢出可能更有優勢，但由于小病灶數量限制，該研究并沒有得到有統計學意義的結果[23]。近年來，人們逐漸意識到DWI可以彌補傳統CT和MR的不足，在卵巢癌分期中具有潛在的優勢。多項研究[24]顯示，DWI對腹膜轉移灶的診斷具有較高的敏感度和特異度。這是因為腫瘤細胞密度、膜結構增加等因素共同造成轉移灶水分子擴散受限，ADC值減低，在DWI上顯示為高信號，增加了與周圍組織的對比度，促進了小病灶的檢出。同時，由于腹水、小腸、脂肪信號被壓制，腹膜轉移灶的邊界顯示更清晰，對部分特殊解剖位置病灶的檢出也有很大價值。Michielsen等[25]對32例卵巢癌患者進行分析，對比了CT、PET/CT和全身DW-MRI3種檢查技術對卵巢癌分期的診斷效能(三者準確度依次為75%、71%、91%)，他們發現DW-MRI準確度較CT和PET/CT高的原因主要是提高了對小腸漿膜面、腸系膜病灶的檢出，對于腹部以外的病灶，DW-MRI同FDG/PET-CT診斷效能相當。在這項研究中，DWI聯合傳統MRI對病變進行評估，為解剖學標志的識別提供參考。此外，一些研究[25-26]將短T1反轉恢復技術應用于DWI，可以提高圖像信噪比、減少偽影，這種技術對小腸的短T1信號進行壓制，提高了小腸與腹膜轉移灶的對比，有助于病灶的檢出。DWI在卵巢癌腹膜轉移灶中的作用對預測手術效果也有一定價值。Espada等[27]建立了一套評分系統對34位卵巢癌患者的腹膜轉移灶進行評估，并將DW-MRI與腹腔探查術結果作對比，得出DW-MRI預測次優化細胞減滅術的準確度可達91%，與腹腔探查術有相近的預測價值。但是，該研究缺乏與CT、PET/CT的直接對比，以后還有待補充。目前，已有部分卵巢癌中心將DWI聯合傳統MRI作為評估治療方案的常規檢查。

2.3在分級中的應用

卵巢癌的病理分級也是影響預后和治療選擇的重要因素。但是目前影像學對卵巢癌分級的研究相對較少，這可能與以往對卵巢癌缺乏一個統一的分級標準以及化療的不確定性有關。相關研究顯示，DWI可以反映卵巢癌的惡性程度。Oh等[28]采用世界衛生組織(WHO)分級理論將卵巢癌分G1、2、3三級，兩兩比較ADC值，結果發現G2和G3組ADC值均低于G1組，且差異均有統計學意義(P分別為0.013、0.010)。原因主要是分化較差的腫瘤細胞增殖旺盛，細胞數目增多，致使細胞間隙縮小，水分子擴散受限更明顯。然而，值得一提的是，過去常用的WHO和國際婦產科聯盟（FIGO）分級系統僅依據腫瘤組織結構特征進行分級，可重復性差，可能會對相關研究結果造成一定的影響[29]。近年來，隨著分子遺傳學和病理學的發展，人們對卵巢癌發病機制及分級的認識有了突破性進展，最新的研究[30]將卵巢上皮性癌分為Ⅰ型(低級別)和Ⅱ型(高級別)兩種類型，即卵巢癌的二元論模型，包括對腫瘤發生機制、免疫表型、形態學特征、生物學行為等多方面的理解，對臨床治療的選擇及判斷預后有更重要的指導意義。影像學應及時跟進卵巢癌的臨床與病理新進展，與新分級相關的研究需引起重視。

2.4評價和預測化療反應性

在卵巢癌的綜合治療中，化療起著至關重要的作用。但臨床研究發現，腫瘤耐藥類型的存在卻是限制卵巢癌療效的一大難題。因此，盡早識別對化療不敏感的患者，對提高卵巢癌療效及避免不必要的藥物毒性有重要價值。一般來說，對卵巢癌化療反應的評估主要依賴于檢測CA125水平和腫瘤體積，后者通常依據RECIST標準由CT評估[31]。然而，這兩種指標的預測價值比較有限，能夠說明化療反應性的變化多出現較晚，致使化療無反應者不能及時改變治療策略。近幾年，研究發現，DWI可以早期預測卵巢癌化療反應。Kyriazi等[32]應用直方圖分析方法分別測量了42位卵巢癌患者治療前、化療第一和第三療程后的ADC值，結果顯示，治療前的ADC值不能預測治療反應，而臨床上判定為對化療有反應者的ADC值在化療第一和第三療程后均會升高，無反應者則沒有變化。在所有ADC值直方圖參數中，識別化療反應效能最好的是第25百分位數，有可能意味著腫瘤內擴散受限程度偏高的部分對細胞毒性治療更敏感。Sala等[33]報道卵巢癌原發灶、網膜餅和腹膜轉移灶的ADC值及VSF值(即IVIM模型中的f值)是不同的。其中，原發灶ADC值最高，網膜餅的VSF值最高，腹膜轉移灶的ADC值和VSF值均為最低。他們認為，這些不同可能有助于解釋不同病灶區域對治療反應的差異，并可能反映了組織血供和缺氧的情況，這些都會影響化療藥物的運輸和治療效果。隨后，該研究組又應用包括DWI、DCE-MRI及磁共振波普分析在內的多參數MRI技術評估了22位卵巢癌患者對化療的反應[34]。在化療3個療程后，有反應者卵巢病灶的ADC值較無反應者明顯升高(P=0.021)，然而網膜餅和腹膜轉移灶治療前后的ADC值無明顯變化。因此，他們得出結論，不同部位的腫瘤治療前的ADC值基線和治療后ADC值的變化均有差異，體現了卵巢癌生物學的異質性。影像學上的異質性可能會是今后卵巢癌研究比較活躍的一個領域，與腫瘤病理學與遺傳學的聯系也有待探索。

2.5對術后復發的診斷價值

對于復發的卵巢癌，二次細胞減滅術已不再常規實行，僅局灶可切除的腫塊才考慮二次細胞減滅術，這就更需要影像學對其進行良好的評估[2]。目前，CT常規用于檢測卵巢癌復發，MR和PET/CT在判斷困難的情況下起補充作用。然而，在患者術后早期，由于炎性組織的影響，單憑傳統成像和PET/CT診斷復發特異性較低。在這種情況下，DWI可能有助于鑒別，因為有研究顯示[35]，ADC值較高通常提示為水腫和炎癥成分，ADC值較低常提示為腫瘤。但是，目前尚未有關于DWI應用于卵巢癌復發的研究報道。隨著治療水平的改進，對復發病灶的早期識別會逐漸引起重視，DWI在其中的應用價值也亟待研究證實。

3結語

綜上所述，DWI已很好地應用于卵巢腫瘤的定性診斷，大量能證實該技術價值的研究也已展開。近年來，關于DWI在腹膜轉移灶中作用逐漸受到重視，由于轉移灶的范圍和位置與手術范圍及效果息息相關，這或許會是今后卵巢癌研究中的熱點問題。另外，早期識別化療反應性的研究利用DWI的優勢開發了它在卵巢癌應用中的新潛能，對個性化治療具有重大意義。但是，DWI關于病理分級和復發腫瘤的研究還有待補充，隨著卵巢癌發病機制的研究進展和治療方式的改進，DWI有可能會發揮重要作用。

參考文獻：

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[29]申彥,楊帆,劉勁松,等.卵巢漿液性癌的組織學分級與發病機制研究新進展.中華病理學雜志,2011,40(8):507-510.

作者:王豐 劉劍羽 單位:北京大學第三醫院放射科