弥散加权成像ADC值直方图在宫颈癌病理特征评估中的应用

发布时间：2018-05-05 06:03

  本文选题：宫颈癌 + MR　； 参考：《第二军医大学》2014年博士论文

【摘要】：子宫颈癌的病灶大小、肿瘤组织学类型、分化、有无淋巴血管间隙侵犯及淋巴结转移均影响其预后，运用影像学手段无创性地评估宫颈癌（特别是进展期）的病理特征对指导其放化疗和治疗预后监测有重要的临床意义。磁共振DWI技术可检测出因细胞膜或细胞构成改变引起的水分子弥散受限，由此预测疾病发生发展过程中的组织细胞病理变化。文献报道该技术可应用于宫颈癌的早期检测、分期、鉴别、治疗效果评价甚至区分病理类型。ADC值直方图显示了肿瘤病灶内所有体素的ADC值分布，可间接反映组织内部的水分子弥散异质性。该技术已在对颅内肿瘤的鉴别诊断、分级和一些肿瘤的治疗反应评估中得到应用。此外，关于全脑扫描的ADC值直方图的可再现性研究也有报道并得到证实。本研究的第一部分对宫颈癌肿瘤体素内的ADC值分布与病理特征的相关性进行探讨，第二部分对该技术测量的可重复性进行评价。 第一部分弥散加权成像ADC值直方图对宫颈癌病理特征的评估 目的：本研究通过磁共振（Magnetic Resonance Imaging, MR）弥散加权成像（diffusion weighted imaging, DWI）的表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值直方图评价宫颈癌的弥散异质性，并分析其与不同病理特征的相关性和区分良恶性组织的诊断效能。 方法：经医院伦理委员会批准和患者知情同意，2011年6月至2013年7月共73例（年龄：33-69y，50.5±8.6y） FIGO IB-IIIB期宫颈癌患者入组病例组，其中经手术病理诊断34例，活检证实39例；38例（年龄：38-61y，，44.3±6.5y）子宫肌瘤拟行子宫切除患者入组对照组。病例组确诊前及对照组术前均行常规MR、DWI及动态增强（MR dynamic contrast enhanced imaging, DCE-MR）扫描。MR图像分析由一名有8年盆腔MR诊断经验的放射学医师进行。参照T2WI及DCE-MR图像在矢状位ADC图上逐层定义肿瘤区域（病例组）或宫颈管（对照组）并由后处理软件（Siemens Syngo）自动生成直方图，最后由统计软件（SPSS16.0）生成整个瘤体或宫颈管的ADC值直方图。所有对象均以活检或手术病理为参照，比较不同病理类型、分化、有无淋巴管血管间隙侵犯、FIGO分期、肿瘤大小及患者年龄组间的ADC平均值、ADC值中位数、ADC值第25百分位数、ADC值第75百分位数、偏度及峰度差别。组间运用Levene检验验证方差齐性，如方差齐用两样本t检验或方差分析（One-Way ANOVA），如方差不齐用非参数检验，其中两组间用Mann-Whitney检验，三组间用Kruskal-Wallis检验。按各个检验参数分组，如某一参数内有≥2分组有统计学意义，则将各个分组内的患者构成比作均衡性检验，检验方法采用χ2分析。P 0.05被认为差异有统计学意义。运用ROC曲线分析ADC平均值、ADC值中位数、ADC值第25百分位数、ADC值第75百分位数、偏度及峰度值对FIGO IB期与对照组的诊断效能；针对肿瘤的病理特征，包括病理类型、分化及有无淋巴管血管间隙侵犯，取相应有统计学差别的指标作ROC曲线分析；根据Yoden指数（灵敏度+特异度-1）筛选出相应指标的阈值。ROC曲线下面积（area under the ROC curve，AUC）值在0.9-1时诊断准确性为很好（excellent），0.8-0.9为好（good），0.7-0.8为尚可（fair），0.6-0.7为较低（poor），0.5-0.6为差（failed）。 结果：腺癌和鳞癌的ADC平均值（1183.43±185.15×106mm2s1vs1081.67±158.30×106mm2s1）、ADC值中位数（1143.81±213.37×106mm2s1vs1019.33±150.86×106mm2s1）、ADC值第25百分位数（988.71±187.34×106mm2s1vs870.01±140.20×106mm2s1）及偏度（0.73±0.56vs1.02±0.37）均有统计学差别（P 0.05），相应AUC分别为0.66、0.66、0.69、0.60。高中分化和低分化的ADC值中位数（1088.28±187.55×106mm2s1vs1001.89±152.32×106mm2s1）与偏度（0.82±0.47vs1.12±0.34）有统计学差别（P 0.05）,偏度的AUC为0.71，ADC值中位数的AUC为0.64。肿瘤有无淋巴管血管间隙侵犯在各个指标均无明显差别。宫颈癌在无宫旁侵犯的早期（IB/IIA）与进展期（IIB/IIIA-B）的偏度（0.80±0.49vs1.07±0.36）有统计学差别（P 0.05）。宫颈癌不同病灶大小分组间的偏度（0.78±0.56vs0.90±0.34vs1.15±0.38）有统计学差别（P 0.05）。在不同年龄组间，ADC平均值（1166.17±171.97×106mm2s1vs1128.56±172.43×106mm2s1vs1029.70±145.39×106mm2s1）、ADC值中位数（1107.00±200.48×106mm2s1vs1078.05±165.22×106mm2s1vs969.47±150.53×106mm2s1）及ADC值第75百分位数（1338.14±174.10×106mm2s1vs1294.51±207.30×106mm2s1vs1183.83±176.98×106mm2s1）均有统计学差别（P0.05）。而宫颈癌IB期与对照组比较，ADC平均值（1099.01±206.41×106mm2s1vs1621.28±249.72×106mm2s1）、ADC值中位数（1045.27±212.08×106mm2s1vs1639.63±242.08×106mm2s1）、ADC值第25百分位数（898.79±191.27×106mm2s1vs1420.91±238.76×106mm2s1）、ADC值第75百分位数（1261.58±226.84×106mm2s1vs1841.11±265.37×106mm2s1）、偏度（0.80±0.51vs-0.26±0.41）及峰度（1.38±1.27vs0.33±0.26）均有统计学差别（P 0.05），相应AUC分别为0.94、0.97、0.96、0.95、0.93、0.80。 结论：ADC值直方图可无创性评价宫颈癌的病理特征。ADC值直方图反映的组织内部水分子弥散异质性可能体现了肿瘤组织内因病理类型、分化及病灶大小不同而表现的细胞结构差异。 第二部分宫颈癌ADC值直方图测量的可重复性研究 目的：分析宫颈癌ADC值直方图测量的可重复性。 方法：从病例组随机选取20例患者（年龄：42-50y，45.9±2.4y），每名患者的MR图像分析2次，每次均由1名有8年盆腔MR诊断经验的放射学医师进行，参照T2WI及DCE-MR图像在矢状位ADC图上逐层定义肿瘤区域并由后处理软件（SiemensSyngo）自动生成直方图，最后由统计软件（SPSS16.0）生成整个瘤体的ADC值直方图。第2次图像分析时间间隔1周。运用SPSS16.0统计软件计算ADC平均值、ADC值中位数、ADC值第25百分位数、ADC值第75百分位数、偏度及峰度值。将两次测量的数据，包括肿瘤体素值、ADC平均值、ADC值中位数、ADC值第25百分位数、ADC值第75百分位数、偏度和峰度输入Excel（version:2003）软件，分别计算两次测量的d（差值）、mean（均值）、SD（标准差）、Sw（内标准差，within-subject standard deviation）和重复性系数（Repeatability）。运用MedCalc软件（Version:9.6.2.0），以每个对象2次测量间差值与均数绘制Bland-Altman图，计算95%一致性界限（limits of agreement，dmean±1.96Sd）。 结果：1、肿瘤体素值差别：95%一致性界限（-14.7,13.3）包含了100%（20/20）的测量间差值，Repeatability=13.05。2、ADC平均值差别：95%一致性界限（-33.8×106mm2s1,68.1×106mm2s1）包含95%（19/20）的测量间差值，Repeatability=59.90×106mm2s1。3、ADC值第25百分位数差别：95%一致性界限（-42.1×106mm2s1,52.9×106mm2s1）包含95%（19/20）的测量间差值，Repeatability=47.48×106mm2s1。4、ADC值中位数差别：95%一致性界限（-52.4×106mm2s1,40.0×106mm2s1）包含100%（20/20）的测量间差值，Repeatability=46.62×106mm2s1。5、ADC值第75百分位数差别：95%一致性界限（-49.6×106mm2s1,46.6×106mm2s1）包含100%（20/20）的测量间差值，Repeatability=46.95×106mm2s1。6、偏度差别：95%一致性界限（-0.28,0.25）包含95%（19/20）的测量间差值，Repeatability=0.26。7、肿瘤峰度差别：95%一致性界限（-1.5,2.0）包含90%（18/20）的测量间差值，Repeatability=1.8。 结论：宫颈癌ADC值直方图重复测量中的ADC值及偏度值具有可重复性，但峰度值可能有偏倚。
[Abstract]:The pathological characteristics of cervical cancer ( especially the progression stage ) were assessed by imaging methods . The results showed that the distribution of ADC values in cervical cancer ( especially the progression stage ) could be used in the early detection , staging , differentiation and treatment effect evaluation of cervical cancer .

Evaluation of pathological characteristics of cervical cancer by first partial diffusion - weighted imaging ADC value histogram

Objective : To evaluate the diffuse heterogeneity of cervical cancer by using the apparent diffusion coefficient ( ADC ) value histogram of diffusion weighted imaging ( DWI ) in magnetic resonance imaging ( MR ) diffusion weighted imaging ( DWI ) .

Methods : From June 2011 to July 2013 , 73 patients ( age : 33 - 69y , 50.5 卤 8.6y ) FIGO IB - IIB cervical cancer were enrolled into the group of patients with cervical cancer who received informed consent from June 2011 to July 2013 .
Thirty - eight patients ( age : 38 - 61y , 44.3 卤 6.5y ) were enrolled in the control group .
According to the pathological characteristics of tumor , including pathological type , differentiation and lymphatic vessel gap invasion , the index of statistical difference was taken as ROC curve analysis ;
Under ROC curve , the diagnostic accuracy was excellent , 0.8 - 0.9 was good , 0.7 - 0.8 was fair , 0.6 - 0.7 was poor , and 0.5 - 0.6 was failed .

Results : The average ADC values of adenocarcinoma and squamous cell carcinoma were ( 1183 . 43 卤 185.15 脳 106 mm2s1vs110.67 卤 158.30 脳 106mm2s1 ) . The median value of ADC was 0 . 66 , 0 . 66 , 0 . 69 , 0 . 60 . There was significant difference between different size groups of cervical cancer ( 0.78 卤 0.56 vs 0.90 卤 0.34 vs1 . 15 卤 0.38 ) ( P 0.05 ) . There was significant difference between ADC value ( 1014.27 卤 200.48 脳 106mm2s1vs 1639.63 卤 248.76 脳 106mm2s1 ) , ADC value 25th percentiles ( 1261.58 卤 226.84 脳 106mm2s1vs1183 . 83 卤 178.76 脳 106mm2s1 ) , ADC value 25th percentiles ( 1261.58 卤 226.84 脳 106mm2s1 ) , ADC value ( 0.80 卤 0.51vs - 0.26 卤 0.41 ) , and ADC value ( 1.38 卤 1.27 vs 0.33 卤 0.26 ) , respectively , and the corresponding AUC values were 0.94 , 0.97 , 0.96 , 0.95 , 0.93 , 0.80 , respectively .

Conclusion : The histogram of ADC values can be used to evaluate the pathological characteristics of cervical cancer . The heterogeneity of intra - tissue water molecules reflected by the histogram of ADC values may reflect the difference of cell structure due to different pathological types , differentiation and lesion size in tumor tissues .

Study on the repeatability of the histogram measurement of the ADC value in the second part of cervical cancer

Objective : To analyze the repeatability of histogram measurement of cervical cancer ADC value .

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本文编号：1846515