葉清嵐 敖煒群 侯金丹 蔡 磊 王 能 茅國群▲

1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬江南醫(yī)院放射科，浙江杭州 311201；2.浙江省立同德醫(yī)院放射科，浙江杭州 310012；3.浙江中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，浙江杭州 310053

近年來，我國結(jié)直腸癌患病率呈現(xiàn)快速上升的趨勢，2020 年中國癌癥統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，我國結(jié)直腸癌發(fā)病率、死亡率在全部惡性腫瘤中分別位居第2 位和第5 位[1]。相比于發(fā)達(dá)國家，我國結(jié)直腸癌的早期診斷率依然滯后，多數(shù)患者確診時(shí)已是中晚期，死亡率較高[2]。直腸癌早期的一種侵襲特征就是淋巴血管浸潤（lymphovascular invasion，LVI），表現(xiàn)為腫瘤細(xì)胞對淋巴管和血管等組織的破壞。研究顯示，LVI 與直腸癌的術(shù)后復(fù)發(fā)和不良預(yù)后相關(guān)[3-4]。盡管術(shù)后病理分級被視為診斷直腸癌LVI 的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，但其具有侵入性，并可能由于手術(shù)位置的非一致性從而造成病理結(jié)果不準(zhǔn)確[5]。因此，尋找一種無創(chuàng)且能精準(zhǔn)預(yù)測LVI 的手段在治療直腸癌并確定預(yù)后方面顯得至關(guān)重要。

直腸癌無創(chuàng)診斷技術(shù)中，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是最為推薦的檢查方法之一[6]；運(yùn)用動(dòng)態(tài)對比增強(qiáng)磁共振成像（dynamic contrast enhancement-magnetic resonance imaging，DCE-MRI）技術(shù)跟蹤腫瘤血流動(dòng)態(tài)變化，不僅能夠得到精準(zhǔn)的直腸癌圖像，而且還能通過圖像后處理得到包括容量轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、血管外細(xì)胞外間隙體積百分比值（Ve）、速率常數(shù)（Kep）等參數(shù)[7]。表面擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）可以分析水分子的彌散特性，以反映生物組織的某些組織學(xué)特性[8]。本研究探討DCE-MRI 定量參數(shù)（Ktrans、Ve、Kep）和ADC 值對預(yù)測直腸癌患者LVI 的有效性，以期幫助臨床找到更有效的治療策略，并準(zhǔn)確預(yù)估患者的臨床預(yù)后。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性收集2019 年1 月至2022 年12 月浙江省立同德醫(yī)院住院治療的直腸癌患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①行MRI 掃描前接受直腸鏡檢查，并由手術(shù)病理證實(shí)為直腸癌；②行DCE-MRI 檢查；③檢查完成后2 周內(nèi)進(jìn)行手術(shù)切除。排除標(biāo)準(zhǔn)：①接受過放療、化療或盆腔手術(shù)治療；②對造影劑過敏；③患者影像學(xué)和臨床資料不完整；④MRI 圖像質(zhì)量不佳，影響圖像分析。本研究共納入79 例患者，其中男50 例，女29 例；年齡21～88 歲，平均（63.1±12.1）歲。本研究經(jīng)浙江省立同德醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（浙同德快審字第[2019]044號）。

1.2 設(shè)備及檢查方法

1.2.1 設(shè)備及檢查前準(zhǔn)備 采用德國SIEMENS 公司生產(chǎn)的3.0T Verio 超導(dǎo)磁共振成像儀。采用體部陣列線圈，檢查時(shí)患者采用頭先進(jìn)的仰臥位?；颊邫z查前禁食、禁水4～6 h 并對其進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。造影劑為釓噴替酸葡甲胺注射液（北陸藥業(yè)股份有限公司），劑量為0.2 mmol/kg，經(jīng)肘靜脈途徑高壓注射，速率為2 ml/s。

1.2.2 掃描參數(shù)T2加權(quán)成像的矢狀位、冠狀位、軸位掃描，T1加權(quán)成像的軸位掃描，彌散加權(quán)成像掃描及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描。T2加權(quán)成像的軸位掃描利用TSE 序列及脂肪抑制技術(shù)，TR 3 900 ms/TE 80 ms，F(xiàn)OV 250 mm×380mm，層厚為5mm，層間距離為1mm。T1加權(quán)成像的軸向掃描利用SE 序列，參數(shù)為TR 400 ms/TE 16 ms，F(xiàn)OV 250 mm×380 mm，層厚為5 mm，層間距為1 mm。彌散加權(quán)成像掃描利用EPI-stir 序列，設(shè)定b 值為0、400、800、1500；掃描參數(shù)包括：TR9700ms、TE 40.3 ms（b=0 s/mm2）、TE 53.8 ms（b=400 s/mm2）、TE 102.6 ms（b=1 500 s/mm2），層厚為3.5 mm，組間距為0.7 mm，3 次信號采集。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描采用3D-VIBE序列和脂肪抑制技術(shù)，具體參數(shù)為TR 3.3 ms/TE 1.3 ms，F(xiàn)OV 250 mm×380 mm，層厚為3 mm，層距為0 mm。共完成連續(xù)35 個(gè)序列自動(dòng)掃描。經(jīng)高壓注射器注射造影劑前開始即啟動(dòng)掃描，第2 個(gè)掃描序列開始時(shí)注射造影劑。總掃描時(shí)間約為30 min。

1.2.3 圖像及數(shù)據(jù)處理 所有圖像由1 名10 年腹部診斷經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師操作，由另1 名17 年腹部診斷經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師確認(rèn)，如有異議決定討論。

ADC 測量方法：應(yīng)用Functool 軟件處理，在ADC圖像上勾畫感興趣區(qū)（region of interest，ROI）。參照MRI 的平掃及增強(qiáng)圖像來選擇ROI，測量時(shí)均選取病灶最大截面勾畫，ROI 形狀為圓形并盡可能覆蓋腫瘤，在測量的過程中，盡可能避開肉眼能觀察到的血管、出血及壞死區(qū)域，然后將測量的ADC 值記錄下來，重復(fù)3 次，取平均值。

DCE 處理步驟：①拖動(dòng)患者文件夾到TISSUE 4D后處理中；②運(yùn)動(dòng)校正，目的為修正掃描過程中患者自主運(yùn)動(dòng)及器官不自主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致靶器官多期之間的位置偏差；③根據(jù)MRI 平掃及增強(qiáng)的圖像，鎖定病灶范圍及形態(tài)；④選取病灶的最大截面手動(dòng)勾畫ROI，面積約20 mm2的圓形，軟件自動(dòng)生成時(shí)間-信號曲線，其中橫、縱坐標(biāo)分別代表掃描時(shí)間和信號強(qiáng)度；⑤選用雙室Tofts 模型及合適的動(dòng)脈輸入函數(shù)模型，獲得選定ROI 的灌注偽彩圖，計(jì)算并顯示定量參數(shù)Ktrans、Ve、Kep值；⑥保存后處理圖像，將所測得各定量參數(shù)計(jì)算結(jié)果的平均值作為各定量參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。

1.3 分組

根據(jù)病理結(jié)果將患者分為LVI 陰性組及LVI 陽性組。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用PASW 23.0 和R 語言3.5.1 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，比較采用t 檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用中位數(shù)（M）和四分位間距（Q）表示，比較采用Mann-Whiney U 檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料用例數(shù)或百分率表示，比較采用χ2檢驗(yàn)。影響因素分析采用logistic回歸分析。繪制受試者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線，曲線下面積（area under the curve，AUC）量化預(yù)測概率，并以Delong 檢驗(yàn)進(jìn)行比較。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組臨床病理特征比較

79 例直腸癌患者中，LVI 陰性46 例（58.2%），LVI陽性33 例（41.8%）。見圖1～2。

圖1 直腸癌LVI 陰性患者影像圖

圖2 直腸癌LVI 陽性患者影像圖

兩組病理T 分期、病理N 分期、長徑比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組性別、年齡、癌胚抗原、位置、浸潤深度比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組臨床病理特征比較

2.2 兩組DCE-MRI 定量參數(shù)、ADC 值比較

LVI 陽性組Ktrans、Kep、Ve值高于LVI陰性組（P＜0.05）；兩組ADC 值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組DCE-MRI 定量參數(shù)、ADC 值比較[M（Q）]

2.3 logistic 回歸分析

以LVI 為因變量（陽性=1，陰性=0），Ktrans、Ve、Kep、ADC 值為協(xié)變量（原值帶入），進(jìn)行多元logistic 回歸分析。結(jié)果顯示，Ktrans（OR=143.46，P=0.003）和Ve（OR=50.92，P=0.027）為直腸癌LVI 陽性的危險(xiǎn)因素。見圖3。

圖3 單因素和多因素logistic 回歸分析森林圖

2.4 獨(dú)立預(yù)測因素列線圖的構(gòu)建和評估

基于logistic 回歸分析的結(jié)果，構(gòu)建結(jié)合Ktrans、Ve預(yù)測LVI 陽性的列線圖，見圖4；基于LVI 預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)與實(shí)際LVI 結(jié)果的列線圖校準(zhǔn)曲線見圖5，虛線與實(shí)線之間越靠近說明列線圖的預(yù)測準(zhǔn)確性越高。

圖4 預(yù)測直腸癌LVI 陽性的列線圖

圖5 列線圖模型的校準(zhǔn)曲線

2.5 Ktrans、Ve 及列線圖對直腸癌LVI 陽性的診斷效能

列線圖預(yù)測直腸癌LVI 陽性的AUC 值高于Ve（Z=2.032，P=0.042）。見圖6、表3。

表3 Ktrans、Ve 及列線圖對直腸癌LVI 陽性的診斷效能

圖6 Ktrans、Ve 及列線圖診斷直腸癌LVI 陽性的ROC 曲線

2.6 模型的臨床應(yīng)用價(jià)值

列線圖模型的決策曲線分析見圖7。圖中，X 軸代表閾值概率，Y 軸代表凈獲益，灰色曲線表示所有樣本都為陽性，都接受干預(yù)；黑色水平線表示所有樣本都為陰性，不做任何干預(yù)；紅色曲線表示結(jié)合Ktrans、Ve的列線圖模型。閾值在0.10～0.97 的范圍內(nèi)，列線圖有更好的凈獲益。

圖7 列線圖模型的決策曲線分析

3 討論

LVI 定義為任何病灶內(nèi)發(fā)現(xiàn)血管壁或其殘留物即可認(rèn)定存在血管淋巴管浸潤，即小脈管侵犯及靜脈侵犯。小脈管侵犯指淋巴管及小靜脈的侵犯，靜脈侵犯指腫瘤細(xì)胞侵犯血管內(nèi)皮包繞成分，如紅細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞等[9]。研究表明，直腸癌LVI 陽性患者發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)高于LVI 陰性患者，并且LVI 與直腸癌的術(shù)后復(fù)發(fā)和不良預(yù)后相關(guān)[10-15]。因此，準(zhǔn)確識(shí)別直腸癌LVI 對于直腸癌早期轉(zhuǎn)移的診斷及治療具有十分重要的作用。

本研究結(jié)果顯示，兩組病理T分期、病理N分期、長徑、Ktrans、Kep和Ve值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組浸潤深度、ADC 值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。一般來說，隨著腫瘤惡性程度的增高，腫瘤組織為滿足其自身營養(yǎng)物質(zhì)的需求，新生血管增多，但是由于腫瘤的新生血管沒有正常的血管結(jié)構(gòu)，并且病灶區(qū)血管的滲透性增大，使得對比劑漏到血管外間隙的速度增快，從而導(dǎo)致Ktrans值增加；同樣，Kep受腫瘤血管細(xì)胞外間隙的造影劑濃度和部分體積分?jǐn)?shù)的影響，Kep值越高，同時(shí)血液返回到血管的程度越大[16-17]。因此，Kep值可準(zhǔn)確地反映腫瘤毛細(xì)血管的程度。Ve值與病灶的惡性程度相關(guān)，隨著惡性程度的增加，Ve值也逐漸增大[18]。本研究也證實(shí)了Ktrans、Kep、Ve值能夠精確地展現(xiàn)直腸癌病變處的血流供應(yīng)狀況，可以準(zhǔn)確反映直腸癌病灶的血流灌注情況，同時(shí)其也是客觀衡量腫瘤惡性增殖、局部侵犯及鄰近轉(zhuǎn)移的指標(biāo)[19-22]。

本研究結(jié)果顯示，Ktrans和Ve是直腸癌LVI 陽性的危險(xiǎn)因素，以Ktrans、Ve構(gòu)建列線圖，通過ROC 曲線分析，列線圖預(yù)測直腸癌LVI 陽性的AUC 值高于Ve。校準(zhǔn)曲線顯示，列線圖模型預(yù)測準(zhǔn)確性良好。決策曲線顯示，在0.10～0.97 的閾值范圍內(nèi)，列線圖模型能帶來較高的凈獲益。Li 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)定量參數(shù)（D 值）對于鑒別二者有一定的差異，但診斷效能較低僅為0.646。Chen 等[24]通過測量彌散加權(quán)成像和T2加權(quán)成像上的腫瘤總體積值來評估術(shù)前直腸癌LVI，但由于體積測量和評估需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與操作者流程密切相關(guān)，故可重復(fù)性較差。對比可見本研究不但在操作上簡便易行，并且通過校準(zhǔn)曲線檢驗(yàn)本研究的預(yù)測精準(zhǔn)。

近年來，雖然脈管浸潤的研究在乳腺癌、結(jié)直腸癌、子宮內(nèi)膜癌等領(lǐng)域中已經(jīng)開展，但目前利用DCE-MRI 定量參數(shù)研究在直腸癌的脈管浸潤方面相對較少[25-26]。本研究不但篩選出了獨(dú)立因素Ktrans、Ve，并聯(lián)合兩者構(gòu)建了列線圖，可能為直腸癌患者的風(fēng)險(xiǎn)分層和個(gè)體化治療方案的制訂提供精準(zhǔn)的預(yù)測價(jià)值。

本研究不足之處在于：①本研究為回顧性分析，可能存在選擇性偏差；②本研究雖然在測量時(shí)選取病灶最大截面勾畫ROI，能更真實(shí)地反映腫瘤的異質(zhì)性，但由于主觀因素的存在，可能會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果的差異；③本研究樣本量相對較小，可能會(huì)影響統(tǒng)計(jì)能力。

綜上所述，DCE-MRI 定量參數(shù)Ktrans和Ve值為直腸癌LVI 陽性的危險(xiǎn)因素，以Ktrans、Ve構(gòu)建的列線圖可作為術(shù)前無創(chuàng)性預(yù)測LVI 狀態(tài)的可靠工具，為直腸癌患者治療方案的選擇和預(yù)后評估提供更精準(zhǔn)的預(yù)測價(jià)值。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。