MRI画
像 に よる術前子 宮頸部 扁平上 皮癌 の
腫瘍 体積 の測 定 と子宮外進展 との関連性
岡 山大 学 医 学 部 産 科 婦 人 科 学 講 座(指 導:工 藤 尚文 教 授)
瀬 崎 宏 之
(平 成12年5月29日 受 理)
Key words:子 宮 頸 部 扁 平 上 皮 癌,子 宮 外 進 展,腫 瘍 体 積,MRI
緒 言 子 宮 旁 組 織 浸 潤 を は じめ とす る子 宮 外 進 展 の 有 無 は 子 宮 頸 癌 の 予 後 を左 右 す る重 要 な 因 子 で あ る.し た が っ て 治 療 前 に 子 宮 外 進 展 を把 握 す る こ と は 治 療 方 針 の 決 定 上 き わ め て 重 要 な 意 義 を持 つ.腫 瘍 の 浸 潤,進 展 は 腫 瘍 そ の も の の 特 性,個 体 の 反 応 性 の 差 に よ り異 な る と考 え ら れ る が,腫 瘍 の 大 き さ(体 積)も 一 つ の 要 素 と考 え られ る.Burghardtは 円錐 切 除 の 連 続 切 片 標 本 か ら腫 瘍 体 積 を 測 定 し,腫 瘍 体 積 が500mm3以 下 の 症 例 で は脈 管 浸 襲 を伴 わ なけ れば転 移 が ない1) 2) と報 告 して い る.ま たLoheは500mm3以 下 の腫 瘍 の134例 中131例 に 局 所 再 発 が なか っ た3)との 報 告 を して い る.こ れ らの 報 告 は,摘 出 物 全 例 に つ い て 労 組 織 浸 潤,リ ンパ 節 転 移 を 組 織 学 的 に 検 討 した 報 告 で は な い が,腫 瘍 体 積 に 注 目 した 検 討 で あ る.し か しな が ら頸 癌 の 腫 瘍 体 積 を 計 測 す る簡 便 な 方 法 が な か っ た た め 腫 瘍 体 積 と子 宮 外 進 展 との 関 係 を詳 細 に検 討 し た 報 告 は 以 後 な され て い な い.わ れ わ れ は こ れ ま で,連 続 切 片 を作 製 す る こ とな く摘 出 標 本 の 腫 瘍 体 積 を簡 便 に 測 定 で き る方 法 を 考 案 し,腫 瘍 体 積 と子 宮 外 進 展 に 一 定 の 関 係 を 見 い 出 して き た4).そ こで 今 回,MRI画 像 が 子 宮 頸 癌 の 病 巣 そ の も の を 直 接 描 出 す る5)とい う特 性 を利 用 し,治 療 前 に 腫 瘍 体 積 を正 確 に 測 定 し得 るか 否 か を検 討 し,さ らに そ れ を 用 い て 子 宮 外 進 展 を予 測 す る可 能 性 に つ い て も検 討 し た. 対 象 と 方 法 対 象 は1988年1月 か ら1992年12月 まで の5年 間 に 岡 山 大 学 医 学 部 附 属 病 院 産 婦 人 科 で 術 前 治 療 を行 う こ とな く広 汎 性 子 宮 全 摘 術 お よ び 両 側 骨 盤 リン パ 節 廓 清 術 を施 行 し た 子 宮 頸 部 扁 平 上 皮 癌40例 で あ る.臨 床 進 行 期 はI b期20例,II b期20例 で あ り,そ の 組 織 型 は 大 細 胞 非 角 化 型 24例,小 細 胞 非 角 化 型12例,大 細 胞 角 化 型4例 で あ っ た.年 齢 は24歳 か ら68歳 で 平 均52.9歳 で あ っ た.40例 全 例 に 術 前MRI評 価 を行 っ た. 使 用 機 器 は,Resona (0.5T), MagnetomH 15 (1.5T), MRT50A (0.5T)の い ず れ か を用 い,す べ て 超 電 導 型 機 器 で あ っ た.T 2強 調 画 像 を得 る た め の 撮 像 方 法 は 矢 状 断 と し,ス ラ イ ス厚 を2∼13mmに 設 定 し た.MRI画 像 を イ メ ー ジ ス キ ャ ナ ー(エ プ ソ ンGT8000)で 直 接 コ ン ピ ュ ー タの 画 像 処 理 ソ フ ト(Photo Shop)上 へ 画 像 入 力 した.入 力 時 に はMRIの フ ィル ム 上 に あ る ス ケ ー ル も入 れ,実 測 で き る よ うに した. 子 宮 頸 部 を拡 大 し て 腫 瘍 を デ ィ ス プ レ イ上 で 観 察 し,腫 瘍 像 の確 認 が 可 能 で あ った症 例 は腫 瘍 輪 郭 の 最 外 側 部 分 を ペ ン ツ ー ル を 用 い て トレー ス し た.加 工 し た画 像 をHyper-cardで 自作 した 測 定 用 ソ フ トに 取 り込 み 腫 瘍 断 面 積 を計 測 した. こ の 測 定 用 ソ フ トで は 取 り込 ん だ 画 面 に1mmの 格 子 を か け 腫 瘍 最 外 側 と1mmの 格 子 と の 交 点 を 結 ん で で き る 多角 形 を 腫 瘍 断 面 と し た.す な わ ち腫 瘍 最 外 側 と1mmの 格 子 との 交 点 の 座 標 を結 ん で で き るn角 形 を腫 瘍 断 面 と し,交 点 をZ1, Z2, Z3,… …Zn,そ の 座 標 を(X1, Y1),(X2, 191
Y2),(X3, Y3)… …(Xn, Yn)と す る.n 角 形 の 腫 瘍 断 面 積Sは,S=1/2{(XnY1-X1Yn)+nΣl=2(Xl-1Yl-XlYl-1)}で 算 出 さ れ る (図1).腫 瘍 体 積 の 測 定 は そ れ ぞ れ の ス ラ イ ス に 描 出 さ れ た 腫 瘍 の 面 積 を ス ラ イ ス 厚 で 積 分 し て 算 出 した.こ れ らの 測 定 値 を実 際 の 摘 出物 か らわ れ わ れの 開 発 した 測 定 法4)で得 られ た腫 瘍 体 積(図2)と 比 較 検 討 し た.ま たMRIで 測 定 し た腫 瘍 体 積 で 治 療 前 に ど の 程 度 子 宮 外 進 展 を
予 測 し得 るか検 討す るため,そ れ ぞれの症例 の
リンパ 節転 移,子 宮 旁組 織浸 潤,遠 隔転移 の有
無 な ど臨床 病理 学 的因子 を詳 細 に解析 した.
図1 多 角 形 の 面 積 計 算 方 法 n角 形 の 腫 瘍 の 最 外 側 と格 子 の 交 点 の 座 標 Z1(X1, Y1), Z2(X2, Y2), Z3(X3, Y3), … …Z n(Xn, Yn) n角 形 の 面 積:S S=1/2{(XnY1-X1Yn) +nΣl=2(Xl-1Yl-XlYl-1)} 図2 摘 出物 か らの腫 瘍 体 積計 算 方 法(文 献4よ り 引用) 8分 割 した切 片 の腫 瘍 の体 積 をV,断 面 の面 積 をS,重 心 の座 標(*)よ り回転軸(頸 管) まで の距 離 をhと す る と,分 割 され た切 片の 腫 瘍体 積Vは V=π/4×S×h と表 わせ る (*)n角 形の重心 G(XG, YG) XG=1/nnΣl=1(Xl) YG=1/nnΣl=1(Yl) 図3 MRI画 像 に よ る腫 瘍 体 積 測定 結 果 と子 宮外 進 展 〇 …子 宮 外 進 展陰 性 ● … 子 宮旁 組 織 浸 潤 の み陽 性 ☆ … リンパ 節 転移 のみ 陽性 ★… リンパ節 転 移 子 宮旁 組 織 浸潤 ともに 陽性結
果
1. MRI画
像 に よる腫 瘍体 積 の測 定結 果 と子宮
外 進展
MRI画
像 か ら計測 した腫 瘍体 積 と術 後の病理
組 織 診 断 に よ る 子 宮 外 進 展 との 関 係 を 図3に 示 す.MRI画 像 に よ っ て 腫 瘍 体 積 が 測 定 可 能 で あ っ た 症 例 は40例 中30例 で あ っ た.腫 瘍 の 描 出率 はI b期 で20例 中12例(60%),II b期 で20例 中 18例(90%)で あ っ た.腫 瘍 体 積 の最 小 値 は524 mm3で(図4, 5),測 定 が 可 能 で あ っ た30例 の う ち腫 瘍 体 積 が3,000mm3以 上 の 比 較 的 大 きい腫 瘍 は 23例 あ り,そ の う ち22例(95.7%)に 子 宮 外 進 展 を 認 め た.子 宮 外 進 展 を認 め な か っ た1例 は 腫 瘍 体 積29,720mm3と 大 き い腫 瘍 で あ っ た が,外 向 発 育 性 で あ っ た.腫 瘍 体 積3,000mm3未 満 の症 例 で は7例 中3例(42.9%)に 子 宮 外 進 展 を 認 め た.40例 中10例 に お い て はMRI画 像 上 腫 瘍 陰 影 が ま っ た く描 出 さ れ ず,腫 瘍 体 積 の 計 測 は 不 可 能 で あ っ た.こ れ らの 描 出 陰 性 例 を病 理 組 織 診 断 で確 認 し た と こ ろ,す べ て 浸 潤 の 深 さ は7.0 mm未 満 と浅 く,縦 軸 方 向 の 広 が りは10∼17.0mm と小 さ な腫 瘍 が 大 部 分 で あ っ た.ま た こ れ らの 摘 出標 本 に よ る腫 瘍 体 積 の 実 測 値 はす べ て500mm3 以 下 で あ り,病 理 学 的 子 宮 外 進 展 は 認 め ら れ な か っ た(表1).一 方,子 宮 外 進 展 の 有 無 に 注 目 す る と,子 宮 外 進 展 の な か っ た 症 例 は5例 で, う ち4例 は体 積 が500∼1,000mm3と 小 さ く1例 の み が30,542mm3と 比 較 的 大 き な腫 瘍 で あ っ た.リ 図4 最 小 測定 可 能症 例(矢 頭)(MRI) 図5 最 小 測 定可 能 症例(摘 出組 織 標 本) 表1 MRI上 腫 瘍像 描 出 陰性 例 の 臨床 病 理 学 的 因子
micro conf:micro invasion confluent type, LNK:Large cell nonkeratinizing type, SNK:Small cell nonkeratinizing type.
ン パ 節 転 移 が な く,子 宮 旁 組 織 浸 潤 の み を 認 め た 症 例 は15例 で,腫 瘍 体 積 は1,208∼99,664mm3で あ っ た.リ ンパ 節 転 移 が あ り,子 宮 旁 組 織 浸 潤 を 認 め な い 症 例 は2例 で,腫 瘍 体 積 は4,219∼ 6,153mm3て あ っ た.リ ン パ 節 転 移,子 宮 妾 組 織 浸 潤 と もに 陽 性 で あ っ た 症 例 は8例 で,腫 瘍 体 積 は1,063∼55,306mm3で あ っ た(図3).他 臓 器 転 移 を認 め た 症 例 は な か っ た. 図6 MRIに よ る腫 瘍 体 積 測定 値 と手術 摘 出物 に よ る腫 瘍体 積 測定 値 との 比較 図7 MRIの スラ イ ス厚 と測 定誤 差
2. 摘 出物 か ら算 出 した腫 瘍体 積 との比 較
MRI画
像 か ら算 出 した腫 瘍体積 の測定値 と手
術 摘 出 物 か ら 得 られ た腫 瘍 体 積 測 定 値 との 測 定 誤 差 は9.10±6.62% (M±SD)で あ り,良 好 な 相 関 が 得 ら れ た(r=0.997, P<0.001)(図6). ま たMRIの ス ラ イ ス 厚 が2∼6mmの 症 例(21 例)に お け る 測 定 誤 差 は7.53±6.51%で あ る の に 対 し,10mm以 上 で あ っ た 症 例(9例)で は 12.77±5.58%と よ り大 き な 誤 差 を生 じた(P< 0.05)(図7).考 察 子 宮 頸 癌 の 治 療 方 針 はFIGOの 臨 床 進 行 期 分 類6)に 基 づ い て 決 定 さ れ る た め,厳 密 な進 行 期 の 判 定 が 重 要 で あ る.臨 床 的 に 浸 潤 癌 で あ れ ぱ, 内 診 お よび 直 腸 診 に よ る子 宮 旁 組 織 浸 潤 の評 価, 直 腸 浸 潤,膀 胱 浸 潤,遠 隔転 移 の 検 索 が 行 わ れ 治 療 方 針 が 決 定 さ れ る.子 宮 旁 組 織 浸 潤 の 評 価 を行 う 際,内 診 や 直 腸 診 で は 浸 潤 の 程 度 を正 確 に 診 断 す る に は か な りの 習 熟 を 要 す る う え に 年 齢,炎 症 等 の 個 人 差 もあ り,そ の 判 定 は 施 行 者 に よ っ て 差 異 が あ り客 観 的 と は い え な い の が 現 状 で あ る.そ の た め 超 音 波 断 層 法,ラ ジ ア ル ス キ ャ ン 法,CT, MRI等 の 応 用 が 検 討 さ れ て い る が 治 療 計 画 決 定 の 参 考 とす る に と ど ま っ て い る. 1977年 にBurghardtは 子 宮 膣 部 の 円 錐 切 除 標 本 か ら数 十 枚 の 連 続 切 片 を作 成 し,子 宮 頸 癌 症 例 の 腫 瘍 体 積 と子 宮 外 進 展 と の 間 に 一 定 の 関 係 が あ る こ と を 報 告 した2).す な わ ち,腫 瘍 体 積 が 大 き い ほ ど子 宮 外 進 展 の 頻 度 が 高 くな り,さ ら に5年 生 存 率 に も差 が 出 て く る と して い る2) 7). そ の た め 腫 瘍 体 積 の 測 定 は 臨 床 進 行 期 分 類 よ り む し ろ腫 瘍 の 動 態 を よ り正 確 に 把 握 で き,臨 床 進 行 期 分 類 で は 為 し得 な い客 観 的 な腫 瘍 の 分 類 が 可 能 で あ る と して い る8).しか し80年 代 に は腫 瘍 の 体 積 を簡 便 に 測 定 す る 方 法 が な く,そ の 他 の 報 告 で も腫 瘍 の体 積 を3方 向 の 径 を用 い て 計 測 す る 方 法 に よ っ て い た9).そ れ は 臨 床 上 連 続 切 片 の 作 成 が 煩 雑 で あ り,多 数 の 臨 床 例 を 対 象 に して の 測 定 が 困 難 で あ る た め で あ っ た.わ れ わ れ は こ れ ま で 手 術 摘 出 物 を 用 い た 簡 便 な腫 瘍 体 積 測 定 法 を考 案 し,そ の 測 定 誤 差 が13%以 下(平 均9.8%)で あ り癒 合 浸 潤 の た め にI b期 と な っ た 症 例 を除 くと507mm3以 下 の 症 例 で は 子 宮 外 進 展 を認 め ず,3,000mm3以 上 の91.7%の 症 例 に 子 宮 外 進 展 を認 め る こ と を報 告 して きた4).し か しな が ら,こ の 測 定 法 で は 治 療 前 に 腫 瘍 体 積 を 把 握 す る こ と は 困 難 で あ り子 宮 外 進 展 を予 測 して そ れ に 応 じ た 治療 方 針 を た て る こ と に は役 立 た な い. MRIを 用 い れ ば95%の 正 診 率 で 子 宮 頸 部 の 浸 潤 癌 を描 出 で き る とさ れ て お り10),低信 号 の 頸 部 間 質 に お きか わ る 高 信 号 病 変 の 範 囲 は 実 際 の 腫 瘍 の位 置,範 囲 と よ く一 致 す る こ と が 知 られ て い る.MRIを 用 い て 子 宮 外 進 展 と くに 旁 組 織 浸 潤 を 評 価 す る場 合,頸 部 間 質 のlow signal inten sity像 の 欠 如 お よび腫 瘍 のhigh signal intensity 像 の 頸 部 か ら 旁 結 合 織 へ の 連 続 出 現 像 を基 準 と
して い る11) 12) 13).し か しI, II期 例 お よ びIII, IV 期 例 で は 旁 組 織 浸 潤 に 質 的 差 異 が あ る た め 両 者 を 区 別 して 診 断 す るべ き で あ る との 意 見14)や,浸 潤 あ り と され た 所 見 が 純 粋 に 形 態 学 的 所 見 を反 映 して い な い 場 合 が あ る15)のも事 実 で あ る.そ こ でMRIに よ っ て正 確 に 評 価 可 能 な 腫 瘍 体 積 を 治 療 前 に 測 定 し子 宮 外 進 展 を 予 想 す る 指 標 とす る こ と を 目的 に 検 討 を行 っ た. 矢 状 断,冠 状 断,左 右 斜 め45度 の 断 面 を す べ て 撮 像 す れ ば 子 宮 膣 部 を縦 軸 方 向 に8分 割 し た 腫 瘍 が 描 出 さ れ,摘 出標 本 と同 じ条 件 で の体 積 測 定 が 可 能 と な る が,実 際 上 は 斜 め45度 の 撮 像 で の 頸 管 軸 の 設 定 は 困 難 で あ り,ま た 撮 像 時 間 が 長 くな る こ と か ら 日常 診 療 上 有 用 で は な い. ま た3方 向 で の 撮 像 で は 腫 瘍 の 小 さ な 症 例 の 場 合,矢 状 断 で 描 出 可 能 で あ っ て も横 断 面 で の 腫 瘍 描 出 が 困難 な症 例 が 多 く,逆 に 腫 瘍 の 比 較 的 大 き な症 例 の 場 合 に は 測 定 誤 差 が 大 き くな り有 用 で は な か っ た た め,今 回 は 矢 状 断 の み で の撮 像 で 測 定 し検 討 を行 っ た.す な わ ちMRI矢 状 断 で 描 出 さ れ た腫 瘍 部 の 面 積 測 定 を 行 い,等 間 隔(2∼13mm)で 得 られ た 矢 状 断 像 を組 織 の 連 続 切 片 と考 え 腫 瘍 体 積 を 算 出 し た.そ の 結 果 腫 瘍 体 積 が3,000mm3以 上 の症 例 につ いて は95.7%の 正 診 率 で 子 宮 外 進 展 を診 断 す る こ とが 可 能 で あ っ た.偽 陽性 と判 定 し た1例 は 外 向 発 育 性 の た め 腫 瘍 体 積 が 著 し く大 き く評 価 さ れ た の は 当 然 で あ り,こ の よ う な 症 例 に つ い て は 臨 床 所 見 を 加 味 して 検 討 す る必 要 が あ る と思 わ れ た.ま た MRIに て腫 瘍 描 出 が 陰 性 の 場 合 に は その 実 測 腫 瘍 体 積 は500mm3以 下 で あ る と予 想 され る こ とか ら, 子 宮 外 進 展 の 可 能 性 は 乏 しい と推 測 で き る. 今 回 の 腫 瘍 体 積 測 定 値 と手 術 摘 出 物 か らの 実 測 値 との 間 に は 良 好 な相 関 が得 られ(r=0.997, P<0.001)他 の 方 法 に よ る 計 測16) 17)と同様 で あ っ た.ス ラ イ ス厚 に よ る 誤 差 の 検 討 で は そ の 厚 が 小 さ い ほ ど よ り精 密 度 が 増 す の は 当 然 で あ る が,腫 瘍 体 積 が500mm3以 下 の 症 例 に つ い て は2
∼5mmの ス ラ イ ス 厚 で 撮 像 し て も腫 瘍 描 出が 不 可 能 で あ っ た.し た が って,5mm前 後 の ス ラ イ ス 厚 で撮 像 し て 腫 瘍 が 描 出 さ れ た 症 例 に つ い て は 正 確 な体 積 の 測 定 が 可 能 で あ っ た と判 断 され る. 子 宮 外 進 展 と くに リン パ 節 転 移 を認 め る例 で は,可 能 な 限 りの 術 後 追 加 治 療 を行 っ て も無 病 生 存 率 は 不 良 で あ り18),そ の 対 策 と してbulky
I b∼II期 例 に 対 す るNAC (Neoadjuvant Chemotherapy)+手 術 な ど が 試 み られ て お り, 近 い将 来 標 準 治 療 とな る 可 能 性 が あ る19).NAC 対 象 症 例 を 決 定 す る指 標 と して 腫 瘍 体 積 測 定 は 必 須 で あ り そ の 評 価 法 と し て も本 手 法 は 有 用 で あ る. 結 論 子 宮 頸 部 扁 平 上 皮 癌 にお い ては術 前 のMRI画 像 か ら腫 瘍 体 積 を正 確 に 測 定 す る こ とに よ り治 療 前 に 子 宮 外 進 展 を予 測 し て,従 来 と異 な っ た 治 療 の 個 別 化 あ る い は 手 術 の 縮 小 化 を実 現 す る 可 能 性 が あ る. 謝 辞 稿 を終 え るに あた り,御 指 導 と御 校 閲 を賜 った工 藤 尚文 教 授 に 深謝 い た します.ま た研 究 に あ た り直 接 の御 指 導 を頂 いた 佐能 孝 先 生 を は じめ教 室員 各位 に心 よ り感 謝致 します. 尚,本 論 文 の一 部 は 第31回 お よび 第32回 日本 癌 治 療学 会 に て 発表 し た. 文 献
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Estimation by MRI of tumor volume is useful to evaluate the extrauterine progress in squamous cell carcinoma of the uterine cervix
Hiroyuki Sezaki
Department of Obstetrics and Gynecology, Okayama University Medical School,
Okayama 700-8558, Japan (Director: Prof. T. Kudo)
Tumor volume was estimated prior to surgery according to the T2-weighted magnetic resonance imaging (MRI) in 40 cases of cervical cancer. Tumorous space was calculated from the picture on the computer image imported from MRI films. Total volume of the cancer mass was then calculated by integration of the space in regard to the slice diameter. Tumor contour was positively portrayed and total volume was estimated in 30 out of 40 cases. Twenty-two of
23 cases (95.7%) with a volume over 3000mm3 were revealed to have parametrial invasion and/ or pelvic lymph node metastasis. None of 4 cases with a volume less than 1000mm3 and 10 cases in which no tumor was exhibited were revealed to have any extrauterine progress.
These results suggest that the estimation of tumor volume using this method is useful to predict extrautrine progress prior to surgery, and would be useful in planning cervical cancer
