張益蘭， 史 訊， 張慧麗， 許 鳳， 董叢松

1. 江蘇醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院， 江蘇 鹽城 224005； 2. 鹽城市第一人民醫(yī)院， 江蘇 鹽城 224007；3. 鹽城市第三人民醫(yī)院， 江蘇 鹽城 224008

直腸癌是世界最常見惡性腫瘤之一，近年來該病發(fā)病呈逐年遞增，且逐漸趨于年輕化[1]。直腸癌常用治療方式有根治術(shù)、新輔助放化療等，術(shù)中病灶切除是否完整及保肛是患者關(guān)注問題[2]。準(zhǔn)確的T分期可為直腸癌治療奠定基礎(chǔ)，與患者預(yù)后及生活質(zhì)量直接相關(guān)[3]。目前，在直腸癌診斷方面，磁共振成像(MRI)有不可替代的優(yōu)勢，但通過視覺觀察直接對直腸癌分期仍存在一定局限性[4]。紋理分析是影像評估新技術(shù)，通過分析MR圖像分布及規(guī)律，進(jìn)行更有效的腫瘤分期評估[5,6]，MR圖像紋理與直腸癌術(shù)前分期的關(guān)系已有臨床試驗證實[7]。腫瘤分化程度也是惡性腫瘤進(jìn)展及預(yù)后評估主要內(nèi)容之一，而關(guān)于MRI紋理參數(shù)與腫瘤分化程度的關(guān)系尚待深入研究。基于此，本研究嘗試分析MRI紋理在直腸癌術(shù)前分期診斷中的價值，同時探究其與腫瘤分化程度的關(guān)系，旨在為臨床選擇更為有效的直腸癌治療方式提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年10月至2020年12月鹽城市第一人民醫(yī)院72例直腸癌患者，均行MRI紋理分析，其中，男性45例、女性27例；年齡33～75歲，平均年齡(56.09±7.63)歲。本研究經(jīng)倫理委員會批準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：均經(jīng)病理證實為直腸癌；MRI掃描前未進(jìn)行手術(shù)或放化療；高分辨T2WI掃描，具有較高圖像質(zhì)量；患者及家屬知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：運動偽影、金屬偽影，圖像噪聲明顯；病灶實性相對較少，囊變壞死明顯較多；轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)性直腸癌。患者T分期及腫瘤分化情況[8]：T1～T2 30例，T3～T4 42例；高分化17例，中分化42例，低分化13例。

1.2 方法

采用Verio 3.0T磁共振掃描儀(西門子)進(jìn)行檢查。線圈選擇盆腔覆蓋表面，T2WI橫斷位為基礎(chǔ)，在矢狀、冠狀位上定位，標(biāo)準(zhǔn)橫軸位，方向：垂直于腫瘤區(qū)域腸管。矩陣大小322×448；TR/TE 4500/101 ms；FOV 180 mm×220 mm；層厚3 mm；層間距5 mm。DICOM格式導(dǎo)出數(shù)據(jù)圖像，導(dǎo)入MaZda軟件，由三位有盆腔診斷經(jīng)驗的放射科醫(yī)師共同描繪感興趣區(qū)(ROI)，選取病灶邊界顯示最清晰的序列確定病灶范圍，以此為標(biāo)準(zhǔn)，其他序列ROI與其保持一致；由一位醫(yī)師在兩位醫(yī)師監(jiān)督下沿病灶邊界手動勾畫ROI，注意避免明顯出血、囊變、水腫、壞死及腸腔內(nèi)容物，盡量保證可覆蓋更多腫瘤區(qū)域，ROI在腫瘤邊緣外1 mm，綜合意見進(jìn)行評估。采用MaZda軟件4.7進(jìn)行分析，為避免對比度及亮度變化影響結(jié)果，提取紋理特征前，將圖像灰階控制在合理范圍內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用軟件計算ROI內(nèi)直方圖與灰度共生矩陣(Gray-level co-occurrence matrix，GLCM)紋理參數(shù)，其中直方圖參數(shù)中提取均值，GLCM參數(shù)提取自相關(guān)、熵、方差和、對比度等。

1.3 觀察指標(biāo)

(1)不同T分期患者M(jìn)RI紋理參數(shù)。(2)MRI紋理參數(shù)與術(shù)前T分期相關(guān)性。(3)MRI紋理參數(shù)診斷術(shù)前T分期價值。(4)不同腫瘤分化程度患者M(jìn)RI紋理參數(shù)。(5)MRI紋理參數(shù)與腫瘤分化程度的關(guān)系。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 不同T分期患者M(jìn)RI紋理參數(shù)

直腸癌術(shù)前T1～T2分期患者均值、自相關(guān)、熵、方差和均顯著低于T3～T4分期，對比度顯著高于T3～4分期(P<0.05)。見表1。

表1 不同T分期患者M(jìn)RI紋理參數(shù)對比

2.2 MRI紋理參數(shù)與術(shù)前T分期相關(guān)性

以本研究納入的直腸癌患者術(shù)前T分期為因變量，進(jìn)行Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，均值、對比度、自相關(guān)、熵、方差和均為直腸癌術(shù)前T分期影響因素(P<0.05)。見表2。

表2 MRI紋理參數(shù)與術(shù)前T分期相關(guān)性的Logistic回歸分析

2.3 MRI紋理參數(shù)對術(shù)前T分期的診斷價值

通過ROC曲線評價MRI紋理參數(shù)對術(shù)前T分期的診斷價值，結(jié)果顯示，各參數(shù)AUC值均較高，而聯(lián)合診斷AUC值最大，為0.951，具有良好診斷效能。見表3、圖1。

圖1 ROC曲線

表3 MRI紋理參數(shù)對術(shù)前T分期的診斷價值

2.4 不同腫瘤分化程度患者M(jìn)RI紋理參數(shù)

直腸癌不同腫瘤分化程度患者均值、對比度、自相關(guān)、熵、方差和相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，且隨直腸癌腫瘤分化程度降低，均值、自相關(guān)、熵、方差和隨之升高，對比度隨之下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 不同腫瘤分化程度患者M(jìn)RI紋理參數(shù)對比

2.5 MRI紋理參數(shù)與腫瘤分化程度的關(guān)系

Spearman進(jìn)行相關(guān)性分析，直腸患者均值、自相關(guān)、熵、方差和與腫瘤分化程度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，對比度與腫瘤分化程度呈正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。見表5。

表5 MRI紋理參數(shù)與腫瘤分化程度的關(guān)系

3 討論

早期診斷及準(zhǔn)確分期是直腸癌治療及獲取良好預(yù)后奠定基礎(chǔ)[9]。因此，如何準(zhǔn)確對直腸癌患者病灶進(jìn)行分期診斷仍為臨床亟待解決問題之一。MRI是直腸癌術(shù)前分期重要手段，其通過觀察病灶及臨近組織侵犯等進(jìn)行腫瘤分期，但多依靠醫(yī)師能力及經(jīng)驗進(jìn)行圖像判讀，受容積效應(yīng)、圖像分辨率、運動偽影等多種因素影響，準(zhǔn)確度有限[10]。

MRI紋理分析通過分析圖像中微小結(jié)構(gòu)及規(guī)律，定量及定性評估腫瘤浸潤深度，進(jìn)而更有效評估腫瘤分期[11]。近年來，MRI紋理分析廣泛應(yīng)用于腹腔及盆腔腫瘤、乳腺癌、顱腦占位病變中[12]。Liu等[13]研究中，通過比較直方圖、ADC圖像和灰度共生矩陣，發(fā)現(xiàn)熵、偏度、對比度較低時，可明顯增加腫瘤浸潤風(fēng)險，在直腸癌浸潤及淋巴結(jié)浸潤預(yù)測和診斷中具有積極意義。本研究采用MRI紋理分析方法，進(jìn)行直腸癌T分期診斷參數(shù)構(gòu)建，除容積特征及一階紋理參數(shù)外，重點進(jìn)行了二階GLCM分析，包括自相關(guān)、熵、方差和、對比度。GLCM為經(jīng)典紋理特征提取方式，可較為精確地評測灰度值在相鄰間隔、方向、變化幅度灰度空間分布特征。有學(xué)者認(rèn)為，無需進(jìn)行所有參數(shù)描述，GLCM即可完整分析圖像紋理特征[14]。其中，自相關(guān)顯示圖像局部灰度，可提示矩陣元素值均勻程度變化；熵值反映圖像紋理復(fù)雜性，提示紋理信息量情況；對比度描述圖像及紋理溝紋清晰度與深淺，與紋理溝紋深淺正相關(guān)[15]。本研究結(jié)果顯示，直腸癌術(shù)前T1～T2分期患者均值、自相關(guān)、熵、方差和均低于T3～T4分期，對比度高于T3～T4分期，且均值、自相關(guān)、熵、方差和、對比度均為直腸癌術(shù)前分期影響因素，提示MRI紋理參數(shù)可用于評價直腸癌T分期。構(gòu)建各MRI紋理的ROC曲線，各參數(shù)單獨診斷直腸癌術(shù)前T分期的AUC值均較高，尤以聯(lián)合診斷最高，達(dá)0.951。提示直腸癌T分期可依據(jù)MRI紋理參數(shù)診斷，尤其是在常規(guī)檢查無法對T分期進(jìn)行完全確切的診斷時，且較多的具有差異性的紋理特征利于提高T分期診斷準(zhǔn)確性。另外，也有學(xué)者提出，直腸癌腫瘤紋理參數(shù)聯(lián)合常規(guī)檢查圖像、參數(shù)?？墒狗制谠\斷準(zhǔn)確性得以明顯提高[16]；其中，腫瘤環(huán)周比、年齡、上下徑等較易獲取參數(shù)同樣被證實可在臨床分期、進(jìn)展評估時綜合考慮[17]。

腫瘤分化程度指腫瘤細(xì)胞接近正常細(xì)胞程度，分化程度越低，惡性程度越高[18]。本研究分析直腸癌MRI紋理參數(shù)與腫瘤分化程度的關(guān)系，數(shù)據(jù)顯示，直腸癌不同腫瘤分化程度患者M(jìn)RI紋理參數(shù)均存在明顯差異，其中均值、自相關(guān)、熵、方差和與腫瘤分化程度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，對比度與腫瘤分化程度呈正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。提示MRI紋理分析亦可用于直腸癌分化程度評價。舒震宇等[19]研究發(fā)現(xiàn)，熵差值與能量在病理完全緩解與未緩解組中具有明顯差異，熵值>5.983為預(yù)測病理完全緩解最佳診斷值，AUC可達(dá)0.885，靈敏度100%，特異度66.7%，而能量值可達(dá)到更高的診斷效能，AUC可達(dá)到0.902，亦肯定了MRI紋理分析在直腸癌臨床病理特征判定中的應(yīng)用價值。

綜上，MRI紋理參數(shù)均值、對比度、自相關(guān)、熵、方差和是直腸癌術(shù)前T分期影響因素，可用于T分期診斷，且與腫瘤分化程度有關(guān)，為臨床治療方式選擇提供依據(jù)。