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        彌散加權(quán)成像的不同定量參數(shù)值在直腸癌術(shù)前評估中的應(yīng)用價(jià)值

        2022-03-25 13:46:02藝,李杭,方著,張鳳,蒲紅,
        實(shí)用醫(yī)院臨床雜志 2022年2期
        關(guān)鍵詞:參數(shù)值脈管差值

        袁 藝,李 杭,方 著,張 鳳,蒲 紅,

        (1.川北醫(yī)學(xué)院,四川 南充 637000;2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院放射科,四川 成都 610072)

        結(jié)直腸癌是世界上發(fā)病率和死亡率最高的第三大常見癌癥,并有逐年上身的趨勢[1,2]。對直腸癌進(jìn)行準(zhǔn)確的術(shù)前分期,評估淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、脈管或神經(jīng)束膜侵犯情況和組織學(xué)類型不僅影響治療方式的選擇,對預(yù)后的評估也至關(guān)重要[3~6]。彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)通過不同的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)參數(shù)值反應(yīng)水分子的布朗運(yùn)動(dòng)情況[7]。研究發(fā)現(xiàn)ADC最小值有助于直腸癌術(shù)前病理分期、分化程度的評估,但是,容積法測得的ADC最大值、最小值、平均值和差值對于評估術(shù)前病理分期、分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管或神經(jīng)束膜侵犯的研究較少[3,7,8]。本研究旨在探討ADC的不同定量參數(shù)值在直腸癌患者術(shù)前臨床病理因素評估方面的診斷價(jià)值。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料2020年1月至2021年4月四川省人民醫(yī)院行直腸癌手術(shù)治療患者109例,納入標(biāo)準(zhǔn):①經(jīng)病理證實(shí)為直腸腺癌,均行直腸癌根治術(shù)治療;②術(shù)前均行直腸MRI和DWI序列檢查,MRI檢查后1~2周行手術(shù)治療;③MRI檢查前未接受新輔助治療。排除標(biāo)準(zhǔn):①體內(nèi)金屬異物植入者,MRI檢查禁忌者;②MRI及DWI圖像缺失或圖像質(zhì)量差;③術(shù)后病理確診為直腸黏液腺癌者。其中男69例,女40例,年齡26~88歲[(61.87±12.81)歲]。

        1.2 檢查方法采用1.5T磁共振掃描儀(Siemens Magnetom Aera)進(jìn)行矢狀和冠狀位掃描,32通道體部陣列線圈。掃描序列包括常規(guī)MRI和DWI序列(表1)。軸位DWI序列(b=0,800 s/mm2)。ADC圖由設(shè)備自動(dòng)生成。

        表1 MRI掃描序列

        1.3 圖像分析所有數(shù)據(jù)由兩名放射科診斷醫(yī)師在不知病理結(jié)果的情況下獨(dú)立分析圖像,在后處理工作站對圖像進(jìn)行分析和測量,獲得ADC各參數(shù)值包括ADC平均值、最大值和最小值(圖1)。選取所有腫瘤實(shí)性部分層面,勾畫感興趣區(qū)(region of interest, ROI),分別測得直腸癌所有層面的ADC最大值、最小值和平均值。為了反映腫瘤的異質(zhì)性,ADC差值定義為在每層腫瘤橫斷面上ADC最大值與最小值之差。各參數(shù)值分別取平均值,獲得整個(gè)病灶的平均參數(shù)值[3]。

        圖1 直腸癌患者相應(yīng)MRI的T2W、DWI、ADC圖像 a:軸位T2W;b:DWI圖(b=800 s/mm2);c:對應(yīng)的ADC圖所測得ADC最大值、最小值和平均值

        1.4 病理分期及組織學(xué)分析所有患者均接受根治性切除手術(shù)且至少檢查12個(gè)區(qū)域淋巴結(jié)。由1位7年經(jīng)驗(yàn)的病理科醫(yī)生進(jìn)行評估,報(bào)告腫瘤的浸潤深度、組織學(xué)類型、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管或神經(jīng)束膜侵犯情況。

        1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。不同ADC各參數(shù)值測量的一致性檢驗(yàn)采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)檢驗(yàn)。ICC<0.4為一致性差;0.41~0.8為一致性好;>0.8為一致性非常好。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,組間比較采用t檢驗(yàn),不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M(Q1,Q3)表示,組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。繪制受試者工作特征(ROC)曲線,計(jì)算ROC曲線下面積(AUC),得出相應(yīng)的最佳臨界值、敏感性和特異性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 ADC各參數(shù)值的一致性ADC最大值、最小值、平均值和差值的組間一致性分別為0.892、0.845、0.864、0.907。

        2.2 不同病理T分期直腸癌組織的ADC各參數(shù)值比較ADC平均值在未突破組中高于突破組(P=0.003);兩組ADC最大值、最小值和差值比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

        表2 不同病理T分期直腸癌組織的ADC各參數(shù)值比較 (×10-3 mm2/s)

        2.3 不同組織分化程度直腸癌組織的ADC各參數(shù)值比較ADC最大值、最小值、平均值和差值在不同分化程度的直腸癌中差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

        表3 不同組織分化程度直腸癌組織的ADC各參數(shù)值比較 (×10-3 mm2/s)

        2.4 直腸癌組織ADC各參數(shù)值在有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的比較無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的ADC最大值、最小值和平均值明顯高于有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(P<0.01);有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的ADC差值比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.131)。見表4。

        表4 直腸癌組織ADC各參數(shù)值在有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的比較 (×10-3 mm2/s)

        2.5 直腸癌組織ADC各參數(shù)值在有無脈管或神經(jīng)束膜侵犯中的比較ADC最大值、最小值和平均值在無脈管或神經(jīng)束膜侵犯組中較高(P<0.05);兩組ADC差值比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.084)。見表5。

        表5 直腸癌組織ADC各參數(shù)值在有無脈管或神經(jīng)束膜侵犯中的比較 (×10-3 mm2/s)

        2.6 ADC各參數(shù)值相應(yīng)的診斷效能ADC平均值在評估不同分期中,AUC=0.727。ADC最大值、最小值和平均值在評估有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中,AUC=0.651、0.678、0.787。ADC最大值、最小值和平均值在評估有無脈管或神經(jīng)束膜侵犯中,AUC=0.719、0.665、0.744。見圖2,表6。

        圖2 直腸癌組織ADC各參數(shù)值在評估病理分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、脈管或神經(jīng)束膜侵犯的ROC曲線 a:ADC平均值區(qū)分病理分期;b:ADC最大值、最小值和平均值區(qū)分有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移;c:ADC最大值、最小值和平均值區(qū)分有無脈管或神經(jīng)束膜侵犯

        表6 直腸癌組織ADC各參數(shù)值在病理分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、脈管或神經(jīng)束膜侵犯中的診斷效能

        3 討論

        直腸癌的發(fā)病率在我國呈持續(xù)上升趨勢,術(shù)前準(zhǔn)確的分期、分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管或神經(jīng)束膜侵犯對其治療方案的選擇和預(yù)后情況密切相關(guān)[9]。美國癌癥聯(lián)合委員會(huì)直腸癌規(guī)范化治療指南認(rèn)為為降低術(shù)后局部復(fù)發(fā)率,應(yīng)對T1、T2期行直腸癌根治術(shù),對T3、T4期應(yīng)在新輔助治療后再行根治術(shù)[10]。MRI具有無創(chuàng)、無輻射、良好的軟組織對比度、多方位、多參數(shù)成像等優(yōu)勢,MRI已成為診斷直腸癌并進(jìn)行術(shù)前分期的重要手段。但常規(guī)MRI序列和其他形態(tài)學(xué)檢查技術(shù)(如直腸內(nèi)超聲檢查和CT)一樣,對判斷有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移存在不足,而DWI比常規(guī)MRI形態(tài)學(xué)更有價(jià)值[11]。DWI通過ADC量化水分子的擴(kuò)散特性,可以顯示組織自由水分子運(yùn)動(dòng)情況,反映細(xì)胞間的密集程度[12]。ADC值已被廣泛應(yīng)用于臨床工作中,但ADC最大值、最小值、平均值和差值分別對分期、分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管或神經(jīng)束膜侵犯方面的研究較少。

        本研究發(fā)現(xiàn)ADC各參數(shù)值隨著病理分期增高呈下降趨勢,與Liu等結(jié)果一致[7,13]。隨著腫瘤惡性程度的增加,細(xì)胞密度增加,細(xì)胞核漿比例增大,且腫瘤細(xì)胞排列緊密,使細(xì)胞外水分子擴(kuò)散受限[14]。此外,本研究發(fā)現(xiàn)ADC平均值可以區(qū)分未突破組與突破組的直腸癌,且預(yù)測價(jià)值較高。而ADC最大值、最小值和差值在不同分期中無明顯差異,與先前研究發(fā)現(xiàn)ADC最小值可區(qū)分病理分期不一致[7]。這可能與Liu等采用將ROI置于腫瘤在ADC圖上信號最低區(qū)域有關(guān),而本研究采用全腫瘤體積法,ROI覆蓋整個(gè)腫瘤區(qū)域,能有效減少取樣誤差造成的偏倚,能更好地反映整個(gè)腫瘤組織學(xué)特性。

        在腫瘤分化中,腫瘤分化程度越高,ADC值越大,與李奎德等結(jié)果一致[15]??赡芘c腫瘤不同分化主要取決于細(xì)胞的異型性有關(guān)。腫瘤細(xì)胞分化程度較低時(shí),腫瘤細(xì)胞異型性增加,細(xì)胞密度和核質(zhì)比增加,結(jié)構(gòu)更復(fù)雜而導(dǎo)致擴(kuò)散受限[15]。但本研究中ADC最大值、最小值、平均值和差值在不同分化程度的直腸癌組織中無差別,與Liu等研究發(fā)現(xiàn)ADC平均值和ADC最小值在不同腫瘤分化有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義不一致[7,15]。究其原因可能為:①李奎德等認(rèn)為ROI的不同測量方法會(huì)對結(jié)果有影響且容積ROI法預(yù)測價(jià)值更準(zhǔn)確[15]。②Woo等認(rèn)為可能是細(xì)胞密度和微循環(huán)等共同作用于水分子運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致水分子擴(kuò)散受限,而灌注效應(yīng)可能是影響ADC參數(shù)值的重要因素[16]。③Liu等認(rèn)為由于腫瘤分化的異質(zhì)性,同一腫瘤存在不同的分化水平,只有在腫瘤細(xì)胞增殖最活躍的區(qū)域才能真正反映腫瘤的惡性和生物學(xué)行為,而病理標(biāo)本和影像學(xué)圖像不能一一對應(yīng)[7]。

        淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是無病生存率和局部復(fù)發(fā)率的重要預(yù)后因素[17]。MRI通過形態(tài)學(xué)檢測淋巴結(jié)的準(zhǔn)確性較差,一般認(rèn)為在62%~85%[18]。而對原發(fā)腫瘤進(jìn)行測量來預(yù)測淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移的相關(guān)研究較少。隨著淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的出現(xiàn),ADC各參數(shù)值逐漸降低,與之前研究一致[3,7,17],在一定程度上反映了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況的出現(xiàn)與原發(fā)腫瘤情況有一定關(guān)系??赡芘cADC參數(shù)值反映了水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有關(guān),腫瘤生物學(xué)行為越惡性,ADC值越低,淋巴結(jié)越容易發(fā)生轉(zhuǎn)移[15]。Li等發(fā)現(xiàn)ADC差值能準(zhǔn)確預(yù)測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(AUC=0.935)[3]。而本研究發(fā)現(xiàn)ADC差值不能預(yù)測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移且ADC平均值的診斷效能更高,究其原因:①可能與ROI的選擇有關(guān),Li等采用在腫瘤層面繪制多個(gè)13~40 mm2大小的ROI,選取ROI中的最小ADC值作為ADC最小值[3]。②可能與納入病例數(shù)有關(guān),Li等總共納入58例,其中淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移28例,而本研究納入109例,且淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移為46例[3]。

        脈管或神經(jīng)束膜侵犯與預(yù)后相關(guān)。脈管或神經(jīng)束膜侵犯組的ADC各參數(shù)值低于無脈管或神經(jīng)束膜侵犯組,與之前研究一致[19]??赡苁怯捎诋?dāng)腫瘤侵犯脈管神經(jīng),腫瘤細(xì)胞排列密度增加,微血管密度增加,細(xì)胞間隙減小,水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限[20]。且ADC平均值的預(yù)測價(jià)值高于ADC其他參數(shù),可能與ADC平均值反映了腫瘤的異質(zhì)性,也包括ADC最大值和ADC最小值有關(guān)。

        本研究的局限性:①為回顧性研究且可能存在數(shù)據(jù)偏倚,未突破組較少只有17例,低分化只有23例,脈管或神經(jīng)束膜侵犯只有17例。②ADC圖像僅由兩個(gè)b值計(jì)算所得,今后可選擇更多b值減小血流灌注對ADC參數(shù)值的影響。③本研究僅評估了有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況,沒有對具體N分期做進(jìn)一步評估。

        綜上所述,ADC圖像提供的ADC最大值、最小值、平均值和差值可用于評估不同分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管或神經(jīng)束膜侵犯情況,尤其是ADC平均值在術(shù)前評估直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、突破固有肌層、和脈管或神經(jīng)束膜侵犯中具有重要價(jià)值。

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