陳婷婷，魏明翔，朱艷，柏根基

胃腸道間質(zhì)瘤(gastrointestinal stromal tumors，GIST)是最常見的消化道原發(fā)間葉源性腫瘤，來(lái)源于未定向分化的間質(zhì)細(xì)胞，它的分子生物學(xué)特點(diǎn)是c-kit 基因突變導(dǎo)致的酪氨酸激酶受體的持續(xù)活化，從而刺激腫瘤細(xì)胞持續(xù)性的增殖。組織標(biāo)本鏡下可見多數(shù)梭形細(xì)胞，并且免疫組化監(jiān)測(cè)顯示CD117 和CD34 過(guò)度表達(dá)，有助病理學(xué)的最終診斷[1]。GIST可以發(fā)生于胃腸道的任何部位，多見于胃及小腸，其次為結(jié)直腸、食管，腸系膜、腹腔韌帶及網(wǎng)膜部位發(fā)生較少見。GIST具有潛在惡性，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health，NIH)關(guān)于原發(fā)GIST的危險(xiǎn)度分級(jí)方案2008年改良版是目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)可的GIST危險(xiǎn)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[2]。根據(jù)該方案GIST 可分為極低危險(xiǎn)度、低危險(xiǎn)度、中危險(xiǎn)度及高危險(xiǎn)度。多數(shù)學(xué)者經(jīng)過(guò)臨床隨訪實(shí)踐得出極低及低危險(xiǎn)度GIST可以完全手術(shù)切除治療，而中、高危險(xiǎn)度的GIST 患者術(shù)后有復(fù)發(fā)或者轉(zhuǎn)移的可能，進(jìn)行分子靶向藥物的輔助治療很有必要，因此，明確腫瘤病理學(xué)分級(jí)可以為GIST 患者選擇具體的臨床治療方案提供重要的參考價(jià)值。

1 材料和方法

1.1 一般臨床資料

回顧性收集研究分析淮安市第一人民醫(yī)院2014年8月至2020 年6 月入院且經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)的胃腸道間質(zhì)瘤患者44例。其中胃間質(zhì)瘤19例，十二指腸間質(zhì)瘤3例，小腸間質(zhì)瘤19 例，大腸間質(zhì)瘤3 例，共44 個(gè)病灶，測(cè)量術(shù)前病灶直徑大小范圍1.2～31 cm，平均直徑(9.1±8.8) cm。其中男性19 例，女性25例，年齡38～83歲，平均年齡(60±11)歲。根據(jù)NIH分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分組，其中極低危及低危組12例，中危組9例，高危組23例。極低危及低危組男性4例、女性8例，平均年齡(55±10)歲；中危組男性2例、女性7例，平均年齡(64±11)歲；高危組男性13例、女性10例，平均年齡(60±10)歲。臨床表現(xiàn)上腹部不適22例，消化道出血4例，體檢發(fā)現(xiàn)16例。MR檢查前未做手術(shù)或者藥物治療。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均知情同意。

1.2 檢查方法

采用德國(guó)西門子AVANTO 1.5 T磁共振成像儀和標(biāo)準(zhǔn)腹部線圈，常規(guī)檢查及成像參數(shù)如下：T1WI軸位(包括同反相位、脂相和壓脂相，TR/TE：226/7.15 ms，層厚5 mm，間隔0，NEX 3，F(xiàn)OV 370 mm×370 mm，矩陣500×640)、T2WI軸位壓脂、T2WI冠狀 位(TR/TE：4500/752 ms，層 厚5 mm，間 隔0，NEX 3，F(xiàn)OV 350 mm×350 mm，矩陣384×512)及擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)(TR/TE：570/70 ms，層厚5 mm，間隔0，NEX 3，F(xiàn)OV 380 mm×380 mm，矩陣128×128，b 值=0、700 s/mm2)：患者均行胃腸道準(zhǔn)備，禁食12 h，并口服600～2000 mL不等的純凈水，屏氣掃描全腹部，同時(shí)掃描DWI，自動(dòng)生成ADC圖。

1.3 圖像處理與分析

1.3.1 圖像選取

從淮安市第一人民醫(yī)院PACS工作站找出44例患者的磁共振圖像，以DCM 格式導(dǎo)出，再導(dǎo)入3D Slicer 軟件，對(duì)照DWI 圖像，在ADC圖像上選取病變的所有顯示層面，進(jìn)行ROI的勾畫。

1.3.2 直方圖分析

本研究所使用的3D Slicer (Slicer4.10.2)軟件是由哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院聯(lián)合開發(fā)的一個(gè)免費(fèi)開源的圖像分析處理平臺(tái)。在進(jìn)行軟件分析前，將圖片導(dǎo)入軟件內(nèi)，由2 名具有多年影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師參照DWI 同層面圖像勾畫腫瘤的ROI，使研究具有可靠性。通過(guò)3D Slicer 軟件在ADC軸位圖像上手動(dòng)勾畫腫瘤的每一層ROI，包含腫瘤內(nèi)的壞死及囊變區(qū)，標(biāo)記圖像見圖1，為低危險(xiǎn)度的胃腸道間質(zhì)瘤的樣本示例，圈出并用紅色填充其中一層腫瘤區(qū)域。逐層勾畫形成3D圖像，自動(dòng)生成相應(yīng)的直方圖參數(shù)：第10百分位數(shù)、第90百分位數(shù)、偏度、均勻度、變異度、峰度、全距、均值、中位數(shù)、最大值和最小值。將利用3D Slicer 軟件生成的數(shù)據(jù)錄入SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件，重建出各個(gè)參數(shù)的ADC直方圖。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

利用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。由2 名放射科診斷醫(yī)師共同商討確定ROI，并將ADC 直方圖各個(gè)參數(shù)記錄下來(lái)，作為最終結(jié)果來(lái)應(yīng)用。將44 例患者按照極低危與低危組、中危組及高危組分成3 組，利用成組設(shè)計(jì)，采用Levene 方差齊性檢驗(yàn)評(píng)價(jià)計(jì)量資料是否符合正態(tài)分布，正態(tài)分布的資料以±s 表示，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；偏態(tài)分布的資料采用中位數(shù)(上、下四分位數(shù))表示，組間比較采用Mann-Whitney U 檢驗(yàn)。利用ROC 曲線評(píng)價(jià)ADC 直方圖各參數(shù)值鑒別不同危險(xiǎn)級(jí)別GIST 的效能，并計(jì)算出ROC 曲線的AUC、最佳診斷閾值以及相應(yīng)的敏感度、特異度。雙側(cè)P＜0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組腫瘤ADC直方圖分析

得出的各個(gè)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。經(jīng)過(guò)直方圖分析得到的11 個(gè)參數(shù)中，在三組間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的是最小值及第10百分位數(shù)(P均＜0.05)，另外的9個(gè)參數(shù)在三組腫瘤間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＞0.05)。兩兩比較顯示，平均值、中位數(shù)、第10百分位數(shù)在極低危及低危組與高危組兩組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.05)，最小值在極低危及低危組與中危組之間、極低危及低危組與高危組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 均＜0.05)，其余參數(shù)在兩組間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＞0.05)。

圖1 女，56 歲，小腸間質(zhì)瘤(低危險(xiǎn)度)。A：軸位ADC 標(biāo)記后圖像；B：軸位DWI 圖像，病灶呈高信號(hào)；C：軸位T1WI 圖像(同相位)，病灶呈等信號(hào)；D：軸位T2WI圖像，病灶呈稍高信號(hào)

表1 三組胃腸道間質(zhì)瘤直方圖參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析

續(xù)表1 三組胃腸道間質(zhì)瘤直方圖參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析

2.2 各組腫瘤直方圖參數(shù)的診斷效能

利用ROC曲線分析其中兩個(gè)參數(shù)，最小值、第10百分位數(shù)在3 組腫瘤之間的鑒別診斷效能，并進(jìn)行兩兩比較，其中在極低危及低危組與中危組之間最小值的鑒別診斷效能較高，曲線下面積為0.750，分析得出的敏感度為88.89%，特異度為58.33%，最佳臨界值為0。中危組與高危組之間第10 百分位數(shù)的曲線下面積為0.638，敏感度為91.30%，特異度為44.44%，最佳臨界值為1021，鑒別效能較高。極低危及低危組與高危組之間第10 百分位數(shù)鑒別診斷效能較高，曲線下面積為0.786，敏感度為91.30%，特異度為66.67%，最佳臨界值為1021(見表2～4，圖2～4)。其中第10 百分位數(shù)鑒別診斷效能較最小值作用稍強(qiáng)。

3 討論

3.1 ADC直方圖分析方法的優(yōu)勢(shì)

以往研究[2-5]中，胃腸道間質(zhì)瘤的危險(xiǎn)度分級(jí)主要是基于腫瘤體積的大小、部位、形態(tài)、邊界、有無(wú)囊變壞死、信號(hào)或密度均勻度、強(qiáng)化方式及有無(wú)轉(zhuǎn)移等影像表現(xiàn)。近年來(lái)較多的研究[3,6-9]是利用DWI 功能成像及單層面測(cè)量ADC 值來(lái)鑒別腫瘤的良惡性程度，若腫瘤體積較大時(shí)，內(nèi)部病理成分顯然不單一，測(cè)量單層面的ADC 值必然存在局限性，從而會(huì)導(dǎo)致部分診斷信息的缺失。另外，ROI的選取很大程度上決定著ADC值的數(shù)值大小，尤其是較小體素面積的ROI 的選取，得到的數(shù)值偏倚的可能性較大，難以全面評(píng)價(jià)病變。ADC直方圖分析作為新興技術(shù)中最常用的醫(yī)學(xué)圖像紋理參數(shù)分析，能夠?qū)δ[瘤整個(gè)病灶A(yù)DC 值進(jìn)行全容積的紋理分析，具有更高的客觀性及可重復(fù)性，更能反映腫瘤灶的整體情況[10-11]。ADC值直方圖分析已經(jīng)應(yīng)用于多項(xiàng)腫瘤研究，比如腦膠質(zhì)瘤[12]、室管膜瘤[13]、腎透明細(xì)胞癌[14]、前列腺癌[15]及宮頸癌[16]的鑒別及分級(jí)診斷，然而，目前關(guān)于胃腸道間質(zhì)瘤危險(xiǎn)度分級(jí)采用紋理分析的研究卻少有文獻(xiàn)報(bào)道[17-19]。

3.2 DWI及ADC在GIST診斷中的意義

DWI能夠從組織分子學(xué)的角度反映腫瘤的細(xì)微變化，作為磁共振的功能成像技術(shù)，主要原理是通過(guò)表示腫瘤組織中水分子的擴(kuò)散受限程度來(lái)反映腫瘤的惡性程度，從而通過(guò)DWI圖像得出的ADC 值可以定量反映腫瘤組織的相關(guān)改變。此外，本研究所采用的直方圖感興趣區(qū)的選取包括了腫瘤實(shí)質(zhì)以及其他不均質(zhì)性部分，比如腫瘤的壞死、囊變和出血。本研究通過(guò)3D Slicer 軟件對(duì)圖像中給定感興趣區(qū)進(jìn)行直方圖紋理分析[20]，得出的11 個(gè)參數(shù)：偏度、均勻度、中位數(shù)、變異度、第10 百分位數(shù)、第90 百分位數(shù)、平均值、峰度、全距、最大值、最小值，其中在3 組間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)是最小值及第10 百分位數(shù)，主要是由于GIST 較易發(fā)生囊變、壞死等改變，導(dǎo)致不同區(qū)域的腫瘤細(xì)胞密度和惡性分化程度不一致，因而腫瘤的主體實(shí)性成分更能反映水分子擴(kuò)散受限情況。有研究顯示[21]，最小值能夠反映腫瘤細(xì)胞的分化程度，與本研究結(jié)果基本一致。ADC 直方圖分析中，低百分位數(shù)的ADC 值有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明病理等級(jí)越高，低百分位數(shù)ADC 值越能夠反映其生物學(xué)特性；中高危組的低百分位數(shù)ADC 值低于極低危及低危組說(shuō)明了腫瘤細(xì)胞惡性程度的趨勢(shì)，因此，本研究認(rèn)為在胃腸道間質(zhì)瘤低百分位數(shù)的ADC 值更能夠代表其病理等級(jí)的程度。

3.3 研究的局限性

本研究的局限性：(1)極低及低危險(xiǎn)度的胃腸道間質(zhì)瘤在臨床上多無(wú)明顯癥狀，多為意外發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致病例數(shù)據(jù)較少，今后研究中要增加相關(guān)的病例和數(shù)據(jù)，從而提高研究的可靠性及嚴(yán)謹(jǐn)性；(2)胃腸道病變由于腸道氣體干擾，導(dǎo)致圖像分辨率低，特別是ADC 圖，明確分辨勾畫腫瘤的邊緣尚有難度，本研究參照DWI 圖像來(lái)勾畫腫瘤的邊界，仍然有圖像配準(zhǔn)的問(wèn)題有待解決，今后的研究中希望能夠引入計(jì)算機(jī)智能自動(dòng)化來(lái)勾畫圖像的方法解決。

表2 最小值及第10百分位數(shù)對(duì)極低危及低危組與中危組的鑒別診斷效能

表3 最小值與第10百分位數(shù)對(duì)中危組及高危組的鑒別診斷效能

表4 最小值與第10百分位數(shù)對(duì)極低危及低危組與高危組的鑒別診斷效能

圖2 極低危及低危組與中危組的ROC曲線，最小值曲線下面積為0.750 圖3 中危組及高危組的ROC曲線，第10百分位數(shù)曲線下面積為0.638 圖4 極低危及低危組與高危組的ROC曲線，第10百分位數(shù)曲線下面積為0.786

4 結(jié)論

本研究最后結(jié)果表明，第10 百分位數(shù)與最小值兩個(gè)參數(shù)，雖然不能完全區(qū)分鑒別極低危及低危組、中危組與高危組的病變，但是能夠區(qū)分極低危及低危組與高危組的間質(zhì)瘤病變，ADC圖的直方圖分析在胃腸道間質(zhì)瘤危險(xiǎn)度分級(jí)診斷中存在一定的價(jià)值，臨床上可以用作鑒別胃腸道間質(zhì)瘤不同危險(xiǎn)級(jí)別的有效參考依據(jù)。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無(wú)利益沖突。