周坤生，郭新，陳芳，彭澤標

皖西衛(wèi)生職業(yè)學院附屬醫(yī)院磁共振室 安徽六安 237010

腹腔鏡直腸癌低位前切除術是中高位直腸癌患者常用的保肛術式，具有創(chuàng)傷小、操作精細、切除病灶的同時又可保留患者正常排糞功能的優(yōu)點[1]。腹腔鏡直腸癌低位前切除術治療效果與患者疾病進展階段密切相關，研究證實直腸癌壁外血管侵犯（extramural venous invasion，EMVI）在直腸癌術前評估中至關重要，可作為腫瘤局部復發(fā)、總體生存時間縮短的獨立預測指標[2]。因此術前準確評估直腸癌患者EMVI狀態(tài)對制定治療策略和改善患者預后具有重要意義。

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）具有良好的軟組織分辨能力，在腫瘤診療過程中具有重要的應用價值。隨著MRI 技術的發(fā)展，動態(tài)增強磁共振成像（dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI）在臨床中應用越來越廣泛。DCEMRI 可通過多個參數(shù)量化腫瘤組織的血流動力學變化，反映腫瘤血管生成和通透性變化[3]。直方圖是基于像素分布進行圖像分析的方法，可反映腫瘤異質性及腫瘤微環(huán)境變化[4]。目前關于DCE-MRI 在直腸癌EMVI 評估中的應用較多，但關于DCE-MRI 定量灌注直方圖參數(shù)對EMVI 評估價值的相關研究較少。本研究通過分析DCE-MRI 定量灌注直方圖參數(shù)對EMVI的評估價值，以期為直腸癌術前精準評估和臨床治療方案的選擇提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2020 年10 月至2022 年12 月在本院進行腹腔鏡直腸癌低位前切除術治療的96 例患者的臨床資料，依據(jù)術后病理結果分為觀察組（EMVI陽性組，n＝38）和對照組（EMVI 陰性組，n＝58）。兩組性別、年齡、組織學分類等一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批通過，所有患者對研究內容均知情同意。

表1 兩組一般資料比較

1.2 納入與排除標準

納入標準：（1）符合《中國結直腸癌診療規(guī)范（2017年版）》[5]中直腸癌的相關診斷標準，TNM分期為Ⅰ～Ⅲ期；（2）所有患者均為中高位直腸癌，均實施行腹腔鏡直腸癌低位前切除術治療且經(jīng)術后病理診斷確診；（3）臨床資料完整，MRI影像數(shù)據(jù)完整。排除標準：（1）合并精神疾?。唬?）合并肝、腎功能障礙；（3）合并其他惡性腫瘤；（4）合并感染性疾病。

1.3 方法

所有患者均在術前1 周進行DCE-MRI 檢查，采用3.0T MRI掃描儀，16通道體部相控陣線圈。先行常規(guī)平掃，掃描序列包括矢狀位T2WI，軸位T1WI、T2WI、T2WI 抑脂、DWI、ADC 圖，冠狀位T2WI，動態(tài)增強T1WI抑脂序列，軸位、矢狀位、冠狀位重建。T2WI 常規(guī)平掃參數(shù)：TR 4 000 ms，TE 19.5 ms。T1WI常規(guī)平掃參數(shù)：TR 600 ms，TE 10 ms，層數(shù)24，層厚3 mm，層間距0.3 mm，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣320×256，掃描時間4 min 32 s。之后行DCE-MRI檢查，使用三維快速長回波序列橫斷面技術進行掃描，掃描參數(shù)：TR 4 ms，TE 2 ms，層厚3.5 mm，F(xiàn)OV 25 cm×25 cm，矩陣224×160，翻轉角度8°。掃至第3相時用高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射釓貝葡胺注射液0.2 mmol/kg，注射速率3.5 mL/s，之后注入生理鹽水20 mL 沖洗，獲取DCE-MRI影像數(shù)據(jù)。將獲取的影像數(shù)據(jù)上傳至處理工作站，應用DCE-MRI后處理軟件進行圖像分析，勾畫感興趣區(qū)域（region of interest，ROI），ROI 需避開囊變、壞死、周圍血管區(qū)及正常組織，獲取并導出DCE-MRI 定量灌注直方圖參數(shù)，用直方圖統(tǒng)計各參數(shù)的中位數(shù)、平均值、偏度、峰度、第10百分位數(shù)和第90百分位數(shù)。

1.4 觀察指標

（1）比較兩組DCE-MRI 定量灌注直方圖參數(shù)。DCE-MRI 定量灌注參數(shù)包括容積轉運常數(shù)（Ktrans）、速率常數(shù)（Kep）、血管外細胞外間隙容積分數(shù)（Ve），其中Ktrans是單位時間內對比劑從血管中向細胞外血管外間隙（extravascular extracellular space，EES）擴散的速率；Kep是單位時間內對比劑從EES向微血管內反流的速率；Ve是單位時間內對比劑從血管中滲透至EES 的容積與總體EES 容積的百分數(shù)。平均值是指平均灰度值，可均質性描述病灶同質性；偏度是對灰度值分布偏離對稱情況的一種度量，對稱性越好，偏度絕對值越??；峰度是描述灰度分布是否聚集在均值附近的傾向，是相對于正態(tài)分布的對比量；百分位數(shù)可提供各像素值在最小值與最大值之間的分布信息。

（2）DCE-MRI定量灌注直方圖參數(shù)評估EMVI的效能分析。EMVI由影像科副主任醫(yī)師及以上職稱的醫(yī)師參照Smith評分系統(tǒng)[6]進行評估，評分0～4分，0分為非結節(jié)狀腫瘤侵至腸壁肌層；1分為結節(jié)狀腫瘤侵出腸壁；2分為腫瘤周圍有供血血管但血管輪廓無異常，無血管狹窄、擴張情況，無異常實性信號；3分為腫瘤周圍血管存在異常回聲，血管輪廓略擴張或有輕微血管狹窄和擴張；4分為腫瘤周圍血管存在異?；芈?，血管輪廓不規(guī)則擴張。其中，0～2分記為EMVI陰性，3～4分記為EMVI陽性。評分越高，提示EMVI程度越重。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 25.0軟件進行數(shù)據(jù)處理。計量資料以（±s）表示，比較采用t檢驗。計數(shù)資料用（n）表示，比較采用χ2檢驗。繪制受試者工作特征曲線（receiver operator characteristic curve，ROC），以曲線下面積（area under curve，AUC）檢驗DCE-MRI定量灌注直方圖參數(shù)對直腸癌患者EMVI 的評估效能，其中AUC≤0.5 表示無評估效能，0.5＜AUC≤0.7表示評估效能較差，0.7＜AUC≤0.9表示評估效能良好，AUC＞0.9 評估效能較好。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組DCE-MRI定量灌注直方圖參數(shù)比較

觀察組Ktrans、Kep、Ve的中位數(shù)、平均值、第90百分位數(shù)均高于對照組，且Kep的第10百分位數(shù)高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；兩組Ktrans、Kep、Ve的偏度、峰度以及Ktrans、Ve的第10百分位數(shù)比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組DCE-MRI定量灌注直方圖參數(shù)比較 min，±s

表2 兩組DCE-MRI定量灌注直方圖參數(shù)比較 min，±s

項目觀察組（n＝38）對照組（n＝58）t P Ktrans中位數(shù)平均值偏度峰度第10百分位數(shù)第90百分位數(shù)0.4±0.1 0.4±0.1 0.2±0.1 0.8±0.2 2±0.1 4±0.1 0.8±0.2 0.2±0.1 0.3±0.1 6±0.20.4±0.1 0.0.0.3±0.1 0.3±0.1 0.2±0.1 4.511 5.005 0.231 1.097 0.803 7.132＜0.001＜0.001 0.818 0.275 0.424＜0.001 Kep中位數(shù)平均值偏度峰度第10百分位數(shù)第90百分位數(shù)0.0.6±0.2 0.6±0.1 1.7±0.8 0.4±0.1 0.9±0.2 0.4±0.1 0.6±0.1 1.6±0.7 0.3±0.2 0.6±0.1 7.132 6.653 0.493 0.408 2.535 7.297＜0.001＜0.001 0.623 0.684 0.013＜0.001 Ve中位數(shù)平均值偏度峰度第10百分位數(shù)第90百分位數(shù)0.5±0.1 0.5±0.1 0.2±0.1 0.2±0.1 0.3±0.1 0.6±0.2 0.4±0.1 0.4±0.1 0.2±0.1 0.1±0.1 0.3±0.1 0.5±0.1 3.990 3.571 0.873 1.383 1.470 2.461＜0.001 0.001 0.385 0.172 0.145 0.016

2.2 DCE-MRI 定量灌注直方圖參數(shù)評估EMVI 的效能分析

將上述EMVI 陰性組和EMVI 陽性組比較差異有統(tǒng)計學意義的參數(shù)值作為檢驗變量，直腸癌患者的EMVI情況作為狀態(tài)變量（陽性＝1，陰性＝0）納入效能分析，繪制ROC 曲線圖，見圖1、圖2、圖3。Kep第10百分位數(shù)和Ve第90百分位數(shù)的評估效能較差（0.5＜AUC≤0.7）；Ktrans中位數(shù)、平均值、第90百分位數(shù)，Kep中位數(shù)、平均值、第90百分位數(shù)，Ve中位數(shù)、平均值的評估效能良好（0.7＜AUC≤0.9），其中Kep中位數(shù)、平均值、第90百分位數(shù)的評估效能相對較好（AUC≥0.8），見表3。

圖1 Ktrans的ROC曲線

圖2 Kep的ROC曲線

圖3 Ve的ROC曲線

表3 DCE-MRI定量灌注直方圖參數(shù)評估EMVI的效能分析

3 討論

目前，臨床評估直腸癌EMVI的首選影像學方法是CT和MRI，CT掃描范圍大且可觀察直腸以外的組織和器官，但其對軟組織的分辨能力較差[7-8]；常規(guī)MRI 具有良好的軟組織分辨能力，但其空間分辨率低，易受直腸運動偽影影響[9-10]。DCE-MRI可通過造影劑來增強組織之間的MRI 信號，可有效提高組織圖像對比度[9]。直方圖是基于腫瘤ROI進行分析，可提供整個病灶的信息，體現(xiàn)ROI 內像素強度的灰度頻數(shù)、降低采樣偏差干擾，提高診斷、評估、預測等應用的準確性及可重復性[11-12]。因此，臨床或可從DCE-MRI 定量灌注直方圖參數(shù)來評估直腸癌患者EMVI風險。

本研究應用DCE-MRI 影像技術并選擇Extend Tofts 藥代動力學模型，通過后處理軟件自動生成定量灌注直方圖參數(shù)，進而對比兩組DCE-MRI定量灌注直方圖參數(shù)，結果顯示觀察組Ktrans、Kep、Ve的中位數(shù)、平均值、第90百分位數(shù)均高于對照組，且Kep的第10 百分位數(shù)高于對照組，說明EMVI 陽性的直腸癌患者腫瘤血管增生程度及通透性更高。考慮原因為腫瘤細胞進入血液循環(huán)的過程中為滿足自身生長需求，會刺激機體血管生長因子釋放來促進腫瘤周圍及內部生成大量新生血管，所以直腸癌EMVI陽性患者腫瘤新生微血管較多、血流豐富，新生血管通透性且血管內皮細胞間隙加大，在注射對比劑后可迅速向微血管及其表面滲透，所以發(fā)生EMVI的患者的DCE-MRI 影像學表現(xiàn)為Ktrans、Kep及Ve的中位數(shù)、平均值、第10 百分位數(shù)、第90 百分位數(shù)增大[13]。張海平等[14]及呂霞等[15]研究均指出直腸癌EMVI 陽性患者的腫瘤細胞可通過血管或淋巴細胞脫離腫瘤原發(fā)部位進入血液循環(huán)并在循環(huán)中存活，并促進微血管增生，增加血管通透性。此外，直腸癌EMVI陽性患者新生血管增加，血管內高血流狀態(tài)會增加流體靜水壓，對比劑易向EES擴散[16]，這可能也是導致直腸癌EMVI陽性患者的Ktrans、Kep及Ve的中位數(shù)、平均值、第10百分位數(shù)、第90百分位數(shù)升高的原因。

為進一步探究DCE-MRI 定量灌注直方圖參數(shù)對直腸癌EMVI 的評估價值，筆者繪制了ROC 曲線并對其進行分析，結果顯示Kep第10百分位數(shù)和Ve第90百分位數(shù)的評估效能較差（0.5＜AUC≤0.7）；而Ktrans中位數(shù)、平均值、第90百分位數(shù)，Kep中位數(shù)、平均值、第90 百分位數(shù)，Ve中位數(shù)、平均值的評估效能良好（0.7＜AUC≤0.9），其中Kep中位數(shù)、平均值、第90百分位數(shù)評估效能相對較好（AUC≥0.8）。直腸癌EMVI陽性患者的腫瘤細胞可通過血管及淋巴系統(tǒng)進入血液循環(huán)，在增殖過程中促進新生血管的生成，而這些新生血管的內皮細胞結構尚不完整，導致腫瘤組織中的微血管密度增大、血管壁通透性增加[17]。DCE-MRI 定量灌注參數(shù)中，Ktrans反映腫瘤局部微血管血流狀態(tài)及其表面滲透面積，Ve則反映EES中對比劑容量，Ktrans參數(shù)可能會受到血流灌注的影響，而Ve可能會受到腫瘤密度和腫瘤間質的影響，而Kep值大小與上述兩個參數(shù)有關，即Kep＝Ktrans/Ve[14]，可綜合反映Ktrans、Ve兩個參數(shù)的情況，這可能是其對直腸癌EMVI評估效果較好的原因之一。

綜上所述，DCE-MRI定量灌注直方圖參數(shù)Kep中位數(shù)、平均值、第90 百分位數(shù)對直腸癌患者EMVI狀態(tài)的評估效能相對較好，可為直腸癌術前評估EMVI狀態(tài)和制定治療方案提供一定的參考依據(jù)。然而，本研究存在一定的局限性：一是樣本量較少，所得結果可能存在偏倚，可擴大樣本量進一步研究；二是目前臨床上關于腫瘤疾病類的直方圖參數(shù)研究多集中在中位數(shù)、平均值、百分位數(shù)等參數(shù)，本研究納入分析的直方圖參數(shù)有限，未來可將更多有意義的直方圖參數(shù)納入分析，以更全面地了解DCE-MRI定量灌注參數(shù)在直腸癌中的評估價值。

利益沖突聲明全體作者均聲明不存在與本文相關的利益沖突。