FAIR成像对子宫肌瘤诊断价值的初步研究

王习，王宗英，李凤致，吴准，孙西河，王锡臻

潍坊医学院 医学影像学系，山东 潍坊 261053

引言

子宫平滑肌瘤是育龄期女性生殖系统最常见的良性肿瘤，虽然是良性肿瘤，但是临床上发现子宫肌瘤给女性患者带来许多的痛苦，有的子宫肌瘤是月经周期延长、经量增多的主要原因；有的子宫肌瘤会造成痛经、盆腔慢性疼痛；还有些子宫肌瘤会造成育龄期妇女的不孕症甚至导致分娩并发症的概率明显增加[1]。子宫肌瘤的诊断方式多样，影像学诊断方式主要包括CT、MRI、超声诊断，其中CT检查有辐射损伤，超声检查虽然方便但是难以评价子宫肌瘤与周围组织的关系，MRI检查是能够兼具定位以及定性诊断的方式，在临床中的应用越来越普遍[2]。磁共振FAIR成像是一种磁共振灌注成像技术，实际上与脉冲式动脉血质子自旋标记技术原理相同，可以在常规磁共振成像的基础上，更全面的显示子宫肌瘤的血流灌注特征，探究患者子宫肌瘤和子宫肌瘤旁正常肌层之间的组织学差异和血流灌注差异。FAIR成像方法最主要的优势为操作简单，不需要注射对比剂，尤其是不会产生对比剂的种种不良反应，从而越来越受到医生和患者的青睐[3]。

1 资料与方法

1.1 研究对象及成像序列

收集2015年12月至2017年12月期间在潍坊医学院附属医院行盆腔磁共振检查（常规MRI及FAIR成像）并经过临床科室、常规MRI检查以及病理学确诊为子宫肌瘤的患者，所选患者图像质量清晰且无其他系统严重疾病的患者。共32枚子宫肌瘤被纳入研究范围，其年龄在30～60岁之间。

1.2 MR检查

磁共振检查采用美国双梯度GE 3.0 T与HD Cardiac线圈，对患者行盆腔常规MRI成像（TIWI、脂肪抑制T2WI、动态增强MRI）及FAIR成像，所有患者均取足先进仰卧位。扫描过程中采用饱和带技术降低肠道内气体和腹壁皮下脂肪的影响。常规MRI成像及FAIR成像参数，见表1。

表1 MRI常规成像及FAIR序列的成像参数

1.3 图像后处理

将选定的子宫肌瘤的患者的FAIR图像传到GE ADW4.5后处理工作站，利用后处理软件（Functool软件）对原始图像进行处理，得到FAIR序列的图像。参考常规MRI图像，在患者的子宫肌瘤和瘤旁子宫肌层区手动勾画感兴趣区域（Region of Interest，ROI），尽量避开子宫肌瘤钙化或者囊变等特殊信号的区域，并在不超过边界的基础上使感兴趣区域尽可能大[4]。

1.4 统计学分析

使用SPSS 19.0软件求得子宫肌瘤和子宫肌瘤旁正常的子宫肌层FAIR序列的均值，均值以用来（x-±s）来表示。对患者的子宫肌瘤和子宫肌瘤旁的正常肌层的FAIR数值进行进行配对样本t检验，P＜0.05认为差异有统计学意义。使用MedCalc（Version 11.4.2.0）进行FAIR诊断子宫肌瘤的ROC曲线分析，并求得曲线下面积、最佳诊断阈值、敏感性及特异性。

2 结果

2.1 MRI常规序列及FAIR序列图像

MRI常规图像上，子宫肌瘤在T1WI上与子宫肌层类似（图1a），在T2WI上子宫肌瘤大多数呈低信号，（图1b、图1c）。动态增强磁共振上子宫肌瘤强化较明显，子宫肌瘤与正常子宫肌层边界清晰（图1d）。FAIR图像能显示子宫肌瘤与正常肌层的信号差异，但不能清楚地显示子宫肌瘤的边界（图1e）。

2.2 子宫肌瘤和瘤旁子宫肌层FAIR数值的比较

子宫肌瘤患者FAIR数值的均值为107.90±20.92，子宫肌瘤旁的正常肌层FAIR均值为148.98±99.16，子宫肌瘤的FAIR均值低于子宫肌瘤旁的正常肌层，且差异具有统计学意义（P=0.024），见表2。

图1 宫肌瘤影像图像

表2 子宫肌瘤与子宫肌瘤旁肌层的FAIR数值比较

2.3 FAIR数值ROC曲线

FAIR数 值 的AUC=0.661（95%置 信 区 间 为0.532～0.775），诊断阈值为≤114.68，敏感度=78.12%，特异度=53.13%；FAIR数值的ROC曲线，见图2。

图2 FAIR序列诊断子宫肌瘤的ROC曲线图

3 讨论

3.1 FAIR序列的成像以及研究进展

FAIR序列成像的是利用自体血作为内源性示踪剂的灌注技术（常常以氢质子作为内源性示踪剂），其常常用于脑血管的的病变中，可以较好的显示脑组织血流灌注情况，反映缺血脑组织微循环灌注状态，FAIR序列对于血流有良好的敏感性，信号强度与成像区域血流有关系，对于病变部位的血流灌注量有良好的评估价值，尤其对脑梗死前期患者灌注异常的超早期显示具有明显的优势，测量病变区中心与正常区的信号强度，可计算出病变区与健侧的信号强度差值，定量评估缺血的严重程度[5]。脑血管的病变常常引起血流灌注量的改变，同时，FAIR技术结合MRA可以评判大脑中的动脉狭窄或闭塞时脑组织血流灌注情况，将有助于早期临床治疗方案的确定，具有较好的应用前景[6]。

近几年以来，FAIR序列也逐渐用于除脑血管的病变之外的其他系统的研究中，例如肺部、前列腺、肾脏等系统的研究中。对双肺进行FAIR灌注成像, 探讨无创性肺实质灌注成像的可行性，FAIR序列成像对双肺的血流灌注基本保持一致，结果需要排除肺部特殊的双重血液供应、双肺动脉的解剖差异以及受试者心率和呼吸等影响[7]，FAIR序列在双肺的灌注中具有较大的研究潜力。在前列腺的应用中，可以从FAIR序列的信号差异得到血流灌注的差异，从而定量研究出正常前列腺组织和癌区前列腺组织的灌注差异，前列腺血流灌注可能成为对前列腺癌进行早期鉴别诊断、分级、治疗和预后疗效评估的重要生理指标[8]。将FAIR应用于肾脏的研究中，也可以评估肾脏的血流灌注，从而对一些由于供血不足引起的疾病起到观察和指导作用，例如肾动脉狭窄等。

3.2 FAIR序列对子宫肌瘤的诊断与ROC曲线分析

将FAIR序列在用于盆腔的肌瘤的诊断中，可以观察子宫肌瘤与子宫肌瘤旁正常肌层的信号差异、测量FAIR数值的大小差异，从而研究两者的组织学和血流灌注的差异，进一步探究FAIR对子宫肌瘤的诊断价值。大部分的子宫肌瘤在常规的磁共振上的信号为：在T1WI上与正常子宫肌层信号相近或较低，在T2WI大部分子宫肌瘤呈现低信号，少数可以呈现为高信号[9-10]。而这种信号形成的原因与子宫肌瘤的胶原纤维含量有关系，一般认为胶原纤维的含量越丰富（大部分子宫肌瘤胶原纤维含量超过50%），子宫肌瘤内部细胞排列越密集，液体的存储空间就会越少，而黏蛋白的含量也会越少，液体含量将越低[11]。由于胶原纤维的含量丰富，细胞间隙受到挤压，大部分的子宫肌瘤液体含量并不丰富。FAIR序列对液体有较高的敏感性，与常规使用的CT或者MRI的动态增强灌注技术（DCE-MRI）相比较，FAIR序列不需体外注射对比剂，从而避免了对比剂所可能造成的副作用[12]。

FAIR成像技术中，子宫肌瘤的成像信号低于正常的子宫肌层，子宫肌瘤的FAIR数值的均值也低于正常的肌层，且统计学分析也有意义。笔者推测这与子宫肌瘤的血流供应有关系：虽然大部分子宫肌瘤的血流供应一般比正常的子宫肌层要高[13]，但是子宫肌瘤的动脉血管网分为两层：一层是粗大的外层血管网，由较为粗大的动脉血管在肌瘤的表面形成，像球状比较完整的包绕子宫肌瘤的表面，此层血管网位于子宫肌瘤的假包膜处，围绕肌瘤成为其主要的供血来源；另一层是致密的内层血管网，由外层血管网向肌瘤内部发出的致密的血管网形成，呈絮状、片状或网状分布，为肌瘤的新生血管[14-15]。正是由于子宫肌瘤这样的血流供应，我们在工作站中测量时，画出的感兴趣区域一般在子宫肌瘤的中央，也就是相对于子宫肌瘤外层，血流供应较少的区域，测量得到的FAIR数值也就比子宫肌瘤旁的正常的肌层的数值小。同时，我们做出子宫肌瘤和子宫肌瘤旁正常肌层的ROC曲线，通过ROC曲线比较FAIR序列对子宫肌瘤的诊断价值。结果显示FAIR序列诊断子宫肌瘤的曲线下面积为0.661，特异度为53.13%，敏感度为78.12%，提示FAIR序列对子宫肌瘤有诊断价值，但诊断价值一般，敏感度和特异度都不高，不能作为子宫肌瘤的独立诊断的序列，但是具有较好的辅助诊断价值以及良好的应用潜力。

3.3 FAIR序列的的应用不足

FAIR序列目前最大的应用局限性在于信噪比低，张帆等[16]认为FAIR技术普遍信噪比较低的原因与氢质子的磁化传递有关。虽然目前FAIR技术还没能完全取代侵入性灌注技术对血流评估的地位，但是，随着MRI灌注成像技术的快速发展和理论基础的进一步完善，FAIR技术将会逐步的提高信噪比、减少采集时间、增加扫描层数，在评价颅内和盆腔的肿瘤或者其他的肿瘤血流灌注的方面将有更大的临床应用潜力。