3.0T磁共振成像在子宫内膜癌及前列腺癌侵袭性研究中的应用

【摘要】第一部分磁共振波谱能否区分子宫内膜癌?目的：探讨3D1H磁共振波谱(MagneticResonanceSpectroscopy,MRS)获得的胆碱(choline-containingcompounds,Cho)含量能否区分子宫内膜癌(endometrialcancer,ECa)和良性子宫内膜或粘膜下病变(benignlesionsinendometriaorinsubmucosa,BLs-ESm),以及磁共振波谱能否评价子宫内膜癌的侵袭性。方法：38名子宫内膜癌患者和19名子宫内膜或粘膜下良性病变患者纳入本研究中,病理由子宫切除或病变切除来确定。所有病人术前在3.0T磁共振(MR)上均行多体素磁共振波谱成像。磁共振波谱成像采用的是基于PRESS的化学位移成像技术,并采用频率选择饱和方法压脂。波谱分两次采集,一次为压水采集,主要采集胆碱峰,采集次数为6；一次为不压水采集,采集次数为2,主要采集水峰。体素大小为7×7×7mm3,感兴趣体素放在病变的实质部分,避开囊变及坏死区域。利用jMRUIv4.0软件分析处理波谱数据。肿瘤内所有体素的胆碱峰幅度和比水峰幅度和作为统计学单位,即：其中,n为一个病人所纳入的所有体素个数。如果病变是子宫内膜癌,肿瘤的FIGO(InternationalFederationofGynecologyandObstetrics)分期、分级、病理类型(Ⅰ型：雌激素依赖型；Ⅱ型：非雌激素依赖型)以及肿瘤的大小(最大径)由病理学家给出。每个病变内Cho/water的变化用差异系数(CoefficientofVariation,CV)来表示,即：其中,SD(Cho/watera11_vox)是同一个病变内所有体素的Cho/water的标准差(StandardDeviation,SD),Mean(Cho/waterall_vox)是同一病变内所有体素的Cho/water的均值。子宫内膜癌和子宫内膜或粘膜下良性病变的Cho/water均值比较以及Ⅰ型和Ⅱ型子宫内膜癌的Cho/water比较用独立样本t检验,利用ROC(receiveroperatingcharacteristic)曲线分析及Yonden指数方法确定子宫内膜癌与子宫内膜或粘膜下良性病变的Cho/water阈值,以及Ⅰ型和Ⅱ型子宫内膜癌的Cho/water阈值。不同级别以及不同分期之间子宫内膜癌的Cho/water比较用单因素方差分析(one-wayanalysisofvariance,ANOVA),多重比较使用Turkey检验。肿瘤分期及肿瘤分级与Cho/water的关系利用Spearman相关分析。肿瘤大小与Cho/water的关系利用Pearson相关分析。用于描述同一病变内Cho/water变化的差异系数做与Cho/water同样的统计学分析。P<0.05认为差异有统计学意义。所有统计分析利用SPSS17.0处理。结果：子宫内膜癌的Cho/water均值(3.02±1.43)×10-3显著高于子宫内膜或粘膜下良性病变(1.68±0.33)×10-3(P<0.001)；区分子宫内膜癌和子宫内膜或粘膜下良性病变的ROC曲线下面积为0.817,Yonden指数为0.711,此时区分两者的阈值为2.18×10-,相应的敏感性为0.711,特异性为1。Ⅱ型子宫内膜癌(非雌激素依赖型)的Cho/water均值(4.42±1.53)×10-3显著高于Ⅰ型子宫内膜癌(雌激素依赖型)(2.65±1.17)×10-3(P=0.001)；区分Ⅰ型和Ⅱ型子宫内膜癌的ROC曲线下面积为0.833,Yonden指数为0.517,此时区分两者的阈值为3.41×10-3,敏感性为0.75,特异性为0.767。FIGOla期、Ib期、Ⅱ期及Ⅲ期子宫内膜癌的Cho/water均值分别为(2.57±1.37)×10-3、(3.02±0.87)×10-3、(4.31±2.13)×10-3及(3.52±1.36)×10-,各期子宫内膜癌的Cho/water均无统计学差异(P=0.107)；但Cho/water与子宫内膜癌的FIGO分期呈正相关,Spearman相关系数r=0.386(P=0.017)。尽管各期子宫内膜癌的Cho/water均值无统计学差异,但是局限性子宫内膜癌(FIGOI期)与有局部侵犯的子宫内膜癌(FIGOII+III期)的Cho/water均值差异有统计学意义,前者为(2.70±1.24)×10-,后者为(3.81±1.62)×10-3(P=0.029)。G1、G2、G3级别子宫内膜癌的Cho/water均值分别为(2.43±1.52)×10-、(3.46±1.35)×10-3、(2.85±1.29)×10-,它们之间无统计学差异(P=0.142)；肿瘤级别与Cho/water亦无相关性,Spearman相关系数为r=0.235,(P=0.156)。肿瘤大小与Cho/water呈正相关,Pearson相关系数r=0.333(P=0.041)。子宫内膜癌的差异系数(33.98±13.02)%显著高于子宫内膜或粘膜下良性病变(26.65±11.83)%(P=0.039)。Ⅰ型和Ⅱ型子宫内膜癌的差异系数分别为(32.54±13.46)%、(39.39±10.11)%,两者无统计学差异(P=0.19)。FIGOla期、Ib期、Ⅱ期及Ⅲ期子宫内膜癌的差异系数均值分别(27.14±12.33)%、(40.31±8.61)%、(41.75±10.47)%及(40.90±12.23)%(P=0.009),统计学差异仅存在于Ia与Ib期子宫内膜癌之间(P=0.048),以及Ia期和Ⅲ期子宫内膜癌之间(P=0.049)。差异系数与子宫内膜癌分期呈正相关,Spearman相关系数r=0.537(P=0.001)。G1、G2、G3级别子宫内膜癌的差异系数分别为(27.96±13.24)%、(35.40±11.47)%、(40.46±14.17)%,其间差异无统计学意义(P=0.102),子宫内膜癌的级别与差异系数无显著相关性,Spearman相关系数r=0.29(P=0.077)。肿瘤大小与差异系数呈正相关,Pearson相关系数为r=0.34(P=0.037)。结论：由磁共振波谱获得的Cho/water可以区分子宫内膜癌和子宫内膜或粘膜下良性病变、Ⅰ型和Ⅱ型子宫内膜癌。Cho/water可以区分局限性子宫内膜癌(FIGOⅠ期)与有局部侵犯的子宫内膜癌(FIGOII+III期),但Cho/water不能区分各期子宫内膜癌,也不能区分各级别子宫内膜癌。然而,Cho/water与肿瘤分期以及肿瘤大小呈正相关。子宫内膜癌的Cho/water不均质性高于子宫内膜或粘膜下良性病变,Ⅰ、Ⅱ型子宫内膜癌的Cho/water不均质性无差异,仅Ib期与Ia期,以及Ⅲ期与Ia期的Cho/water不均质性存在统计学差异；Cho/water的不均质性随肿瘤分期升高以及肿瘤增大而升高。Cho/water的不均质性与肿瘤级别无显著相关性。第二部分前列腺癌3.0T磁共振弥散加权成像：表观扩散系数与Ki-67表达的关系目的：Ki-67染色指数(Ki-67stainingindex,Ki-67SI)主要用于判断细胞的增殖活性,本文着重研究前列腺癌的表观扩散系数(Apparentdiffusioncoefficient,ADC)与Ki-67SI的关系。方法：43名前列腺癌患者和36名良性前列腺增生患者术前行磁共振(MR)检查,病理由经直肠超声引导前列腺穿刺和／或前列腺根治术病理证实,患者中值年龄为70岁(范围：51-83岁),前列腺特异性抗原(prostate-specificantigen,PSA))范围为1.2-100ng/ml,中值为42.63ng/ml.Gleason评分范围为5-9分。自由呼吸弥散加权成像(diffusion-weightedimaging,DWI)采用单次激发平面回波成像技术,b值用0和800s/mm2TR/TE,6200/93ms,矩阵,160×120。DWI层中心、层厚以及FOV都与轴位T2加权像(T2WI)一致。由两名影像专家根据多参数MR成像一致确定前列腺癌的可疑区域。经直肠超声引导前列腺穿刺针数平均约为13针(范围：10-16针)。为使经直肠超声前列腺影像与MR影像断面一致,首先,以解剖学结构(如：精囊腺、精阜、尿道和一些增生的结节)为标志,使轴位及矢状位超声切面出现与轴位及矢状位MR断面一致的形态学结构,其次,在T2WI上准确记录经直肠超声前列腺穿刺的位置。病理学家来确定最终病理结果,其中前列腺癌的标本给出Gleason评分。免疫组化染色由病理学家来完成,本研究使用的是鼠抗人Ki-67单克隆抗体(MIB-1)。简单来说,石蜡切片约4μm,于烤箱中(60℃)过夜,在二甲苯中脱蜡及在梯度酒精中水化,阻断内源性过氧化物酶的活性,抗原修复,滴加一抗,滴加二抗,DAB显色液中显色,苏木素复染。细胞核染为棕色则认为阳性。当肿瘤或前列腺增生结节较大时,病变包括不止一个感兴趣区(Regionofinterest,ROI),正常前列腺组织的感兴趣区放在病理证实的正常前列腺外周带,病变的平均ADC值取所有ROI的所有体素的均值。即：meanADC=其中,n为一个病变所包含的ROI的个数,ADCi为第i个ROI的ADC均值,Si为第i个感兴趣区的面积。因为ROI大小不同,Si为ADCi的加权,此式可避免由于ROI大小不同造成的均值偏差。前列腺癌的ADC值分为两组进行比较,Ki-67SI≤3.5%与>3.5%,以及Ki-67SI≤7.1%与>7.1%。Ki-67SI=3.5%作为截点是独立影响5年内远处转移的因素；7.1%作为截点与远处转移和存活率均相关。不同水平Ki-67SI对应的前列腺癌的ADC值之间的比较,以及前列腺癌与良性前列腺增生的Ki-67比较均用独立样本t检验。前列腺癌、前列腺增生和正常前列腺组织的ADC值比较用单因素方差分析(ANOVA),Turkey检验用于多重比较。前列腺癌的ADC值、Gleason评分以及Ki-67SI任意两者之间的关系用Pearson相关分析。P<0.05认为差异有统计学意义。所有统计分析利用SPSS13.0处理。结果：前列腺癌的平均Ki-67SI(±标准差)为(7.23±5.29)%显著高于良性前列腺增生(2.11±1.90)%(P<0.001),前列腺癌的平均ADC值(±标准差)(0.850±0.155)×10-3mm2/s显著低于前列腺增生的ADC值(1.173士0.245)×10-3mm2/s(P<0.001),前列腺癌的ADC值与Ki-67SI呈负相关(r=-0.459,P=0.002)。Ki-67SI>3.5%和≤3.5%的前列腺癌的平均ADC值分别为(0.803±0.094)×10-3mm2/s和(0.936±0.208)×10-mm2/s,前者显著低于后者(P=0.031).Ki-67SI>7.1％和≤7.1%的前列腺癌的平均ADC值分别为(0.779±0.081)×10-3mm2/s和(0.906±0.178)×10-mm2/s,前者显著低于后者(P=0.004)。结论：ADC值能够反映前列腺癌和良性前列腺增生的增殖能力,同时也能区分两种病变。前列腺癌的ADC值与Ki-67SI呈负相关,与Gleason评分亦呈负相关。因此,DWI可以用于预测前列腺癌的增殖能力,并可以区分不同分化程度的前列腺癌。
【作者】张洁；
【导师】刘庆伟；
【作者基本信息】山东大学，影像医学与核医学，2014，博士
【关键词】子宫内膜癌；侵袭性；磁共振成像；磁共振波谱；胆碱；弥散加权成像；前列腺癌；Ki-67；

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