表觀擴(kuò)散系數(shù)值及相對(duì)表觀擴(kuò)散系數(shù)值對(duì)直腸腺癌分化程度的診斷價(jià)值

喬 輝 劉 筠 許 亮 鄭昊宇 郝彩仙

表觀擴(kuò)散系數(shù)值及相對(duì)表觀擴(kuò)散系數(shù)值對(duì)直腸腺癌分化程度的診斷價(jià)值

喬 輝 劉 筠 許 亮 鄭昊宇 郝彩仙

目的 探討擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）值和其與同層臀部肌肉的相對(duì)表觀擴(kuò)散系數(shù)（rADC）值對(duì)直腸腺癌的診斷價(jià)值。資料與方法 53例經(jīng)腸鏡確診的直腸腺癌患者行常規(guī)MRI及DWI檢查，測(cè)量瘤體ADC值并計(jì)算rADC值，比較不同分化程度直腸癌的ADC值及rADC值，分析ADC值及rADC值對(duì)低分化直腸腺癌的診斷效能。結(jié)果 53例直腸腺癌中，低分化13例，中分化30例，高分化10例；高、中、低分化直腸腺癌ADC值及rADC值分別為（1.180±0.110）×10-3mm2/s、0.964±0.097，（1.072±0.048）×10-3mm2/s、0.862±0.532，（0.882±0.109）×10-3mm2/s、0.677±0.109，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=41.51、43.213, P＜0.05）。以低分化程度為變量檢驗(yàn)值繪制ADC值和rADC值ROC曲線，當(dāng)ADC值為0.983×10-3mm2/s時(shí)，診斷低分化直腸腺癌的敏感度為92.3%，特異度為100.0%；rADC值為0.781時(shí)，診斷敏感度為92.3%，特異度為92.5%。結(jié)論 ADC值及rADC值與直腸腺癌的分化程度有關(guān)，有助于提高直腸腺癌的診斷準(zhǔn)確性。

直腸腫瘤；腺癌；磁共振成像；擴(kuò)散加權(quán)成像；表觀擴(kuò)散系數(shù)

直腸癌的發(fā)病率在國內(nèi)外均呈上升趨勢(shì)，其中以腺癌為主，早期發(fā)現(xiàn)及術(shù)前準(zhǔn)確診斷對(duì)治療方案的確定有重要意義[1]。隨著平面回波成像（EPI）技術(shù)的應(yīng)用，DWI逐漸應(yīng)用于腹盆部檢查，通過測(cè)量表現(xiàn)擴(kuò)散系統(tǒng)（ADC）值量化組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散能力，有助于判斷直腸腺癌的分化程度。擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）是目前唯一一種無創(chuàng)檢測(cè)活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的MRI功能成像新技術(shù)，能從分子水平反映人體的病理或生理狀態(tài)，有效診斷多種惡性腫瘤[2]。ADC值及相對(duì)表觀擴(kuò)散系數(shù)（rADC）值通過量化表示水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，反映細(xì)胞成分，可以用于惡性腫瘤的研究[3,4]。本研究將DWI用于直腸腺癌術(shù)前檢查，對(duì)直腸腺癌瘤體的ADC值與rADC值測(cè)定與直腸腺癌的分化程度進(jìn)行對(duì)照，探討ADC值與rADC值對(duì)直腸腺癌的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 2010-06～2011-02天津市人民醫(yī)院經(jīng)腸鏡確診為直腸腺癌的53例患者，男28例，女25例；年齡26～78歲，平均（53.2±2.8）歲?；颊呔兄蹦c常規(guī)MRI及DWI檢查，MRI檢查前未行放療、化療及新輔助治療，檢查2周內(nèi)行手術(shù)治療并成功取得標(biāo)本。臨床主要癥狀為大便帶血，3例伴有腸梗阻。

1.2 儀器與方法 采用Philips Achieva 1.5T超導(dǎo)型MRI儀，8通道相控陣表面線圈。掃描參數(shù)：快速自旋回波（TSE）T1WI橫斷面、TSE T2WI橫斷面、T2WI SPAIR橫斷面[視野（FOV）280 mm×410 mm，矩陣216×260，層厚7 mm]。TSE T2WI矢狀面（FOV 230 mm×230 mm，矩陣268×225，層厚5 mm）；小FOV T2WI橫斷面（FOV 210 mm×210 mm，矩陣349×333，層厚4 mm）；小FOV T2WI冠狀面（FOV 200 mm×200 mm，矩陣284×264，層厚4 mm）；小FOV DWI橫斷面（采用單次激發(fā)SE-EPI序列，F(xiàn)OV 210 mm×210 mm，矩陣128×128，層厚4 mm，b=0、800 s/mm2）?；颊咦阆冗M(jìn)，取仰臥位。將相控陣線圈置于患者的前后盆壁，保持前后線圈的中心一致，以恥骨聯(lián)合為線圈中心，用綁帶將盆壁前方的線圈固定，使其緊貼盆部。囑患者盡量使用胸式呼吸，減少腹盆部運(yùn)動(dòng)。檢查前患者無需進(jìn)行腸道準(zhǔn)備。

1.3 圖像分析 由2位腹部影像診斷主任醫(yī)師評(píng)估MRI，意見不一致時(shí)協(xié)商達(dá)成一致意見。所有數(shù)據(jù)傳輸至工作站，并用隨機(jī)附帶的Philips公司MRI工作站Extended MRI軟件分析。圓形感興趣區(qū)至少包括5個(gè)體素（約8 mm2），測(cè)量3次，結(jié)果取平均值，感興趣區(qū)放置時(shí)盡量選擇實(shí)性部分，避開囊變、壞死區(qū)。臀部肌肉的ADC值測(cè)量選取臀大肌層面，盡量避開肌肉間隙、脂肪組織、血管以及骨骼等；以瘤體ADC值與同層臀部肌肉ADC值的比值計(jì)算rADC值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件，計(jì)量資料比較經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)后采用方差分析，繪制ADC值和rADC值檢測(cè)低分化腺癌的ROC曲線，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果 53例直腸腺癌中，低分化13例，中分化30例，高分化10例；腫瘤長(zhǎng)徑＜4 cm者7例，≥4 cm者46例；瘤體均質(zhì)47例，囊變壞死6例。

2.2 不同分化程度的直腸癌瘤體ADC值及rADC值比較 DWI及ADC圖像上瘤體與正常腸壁及腸內(nèi)容物易分辨。瘤體實(shí)性部分在DWI上表現(xiàn)為高信號(hào)，在ADC圖上表現(xiàn)為低信號(hào)，正常腸壁及腸內(nèi)容物的信號(hào)被抑制（圖1）。

圖1

臀部肌肉在DWI上呈等信號(hào)，在ADC圖上呈稍高信號(hào)，較易與脂肪及肌間隙分辨。ADC值及rADC值隨分化程度的提高而增大，不同分化程度組間ADC值及rADC值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=41.51、43.213, P＜0.05），見表1。

表1 53例直腸腺癌瘤體ADC值及rADC值與分化程度對(duì)照（b=800 s/mm2）

2.3 ADC值及rADC值對(duì)低分化直腸腺癌的診斷效能以ADC值和rADC值作為檢驗(yàn)變量，以分化程度作為狀態(tài)變量，低分化程度作為狀態(tài)變量檢驗(yàn)值，繪制瘤體ADC值及rADC值ROC曲線，計(jì)算ROC曲線下面積分別為0.955和0.950，當(dāng)ADC值為0.983×10-3mm2/s時(shí)，其診斷低分化直腸腺癌的敏感度為92.3%，特異度為100.0%；當(dāng)rADC值為0.781時(shí)，其診斷低分化直腸腺癌的敏感度92.3%，特異度為92.5%。見圖2。

圖2 ADC值和rADC值檢測(cè)低分化直腸腺癌的ROC曲線

3 討論

3.1 DWI信號(hào)強(qiáng)度的影響因素與b值的選擇 影響DWI信號(hào)強(qiáng)度的因素主要有ADC值、b值、T2穿透效應(yīng)、各向異性、偽影等。在不同b值下，直腸腺癌均表現(xiàn)為高信號(hào)，隨著b值增大，圖像擴(kuò)散權(quán)重相應(yīng)增加，病變與正常組織間的對(duì)比度增加，可以提高DWI檢測(cè)的敏感度，使ADC值測(cè)量更準(zhǔn)確。然而當(dāng)b值較大時(shí)，DWI圖像的信噪比降低，在短T2組織尤為明顯；b值較小時(shí)，對(duì)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)不敏感，并且組織信號(hào)受影響因素較多，其中血流灌注的影響較大。因此，本研究中選擇b值為800 s/mm2，既能滿足圖像的質(zhì)量要求，不出現(xiàn)嚴(yán)重的變形；又能減少影響ADC的各種因素，使測(cè)得的ADC值更準(zhǔn)確[5-8]。

3.2 ADC值及rADC值測(cè)量對(duì)不同分化程度直腸腺癌的診斷價(jià)值 ADC值與直腸腺癌的分化程度密切相關(guān)，直腸腺癌的分化程度越低，細(xì)胞核增大，細(xì)胞器增多，核異型性明顯，核漿比增高，腫瘤細(xì)胞數(shù)目較多且體積大，排列緊密，使細(xì)胞內(nèi)、外水分?jǐn)U散運(yùn)動(dòng)受限，致ADC值降低。低分化腺癌核大、細(xì)胞器多、核漿比高、瘤細(xì)胞數(shù)目多且排列緊密、細(xì)胞間隙小，其ADC值理論上應(yīng)該低于高、中分化組，同樣高、中分化組間也應(yīng)該有一定的差別。本研究所得結(jié)論與以上理論一致，高、中、低分化組三組間瘤體ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且分化程度越低，ADC值越小，可以將ADC值作為鑒別直腸腺癌分化程度的定量指標(biāo)。本研究結(jié)果與亓俊霞有等[9]、高永偉等[10]、Hosonuma等[11]一致，但與潘自來等[12]的研究有差異。潘自來等[12]的研究結(jié)論為不同分化程度的直腸癌ADC值無差別，原因可能與入組病例的選擇有關(guān)，其以腺癌為主并混有印戒細(xì)胞癌與黏液腺癌，而后兩者的細(xì)胞間隙中存在大量的黏液湖，影響ADC值測(cè)量的準(zhǔn)確性。為了消除該因素的影響，本研究?jī)H納入腺癌患者。

活體組織的ADC值受細(xì)胞內(nèi)、外水的黏滯度、比例、膜通透性及溫度的影響[10,13]。因此，為了使ADC值標(biāo)準(zhǔn)化，消除絕對(duì)ADC值的個(gè)體差異，本研究除測(cè)定瘤體的ADC值外，還測(cè)量組織比較單一的同層臀部肌肉的ADC值，計(jì)算出rADC值，對(duì)鑒別診斷有所幫助，有一定的臨床意義。本研究發(fā)現(xiàn)，高、中、低分化組間瘤體rADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分化級(jí)別越低，rADC值越小。

本研究發(fā)現(xiàn)，ADC值與rADC值均可以用來鑒別直腸腺癌的分化程度，以低分化程度為變量檢驗(yàn)值的ROC曲線表明，當(dāng)ADC值為0.983×10-3mm2/s時(shí)，診斷直腸腺癌的敏感度為92.3%，特異度為100.0%；當(dāng)rADC值為0.781時(shí)，診斷直腸腺癌的敏感度為92.3%，特異度為92.5%。然而不同分化程度腫瘤的ADC值與rADC值存在部分重疊，尚不能確切定論直腸腺癌的分化程度，其ADC閾值的測(cè)定仍需大樣本研究進(jìn)一步探討。

總之，ADC值及rADC值與直腸腺癌的分化程度有關(guān)，對(duì)鑒別直腸腺癌瘤體分化程度具有一定的價(jià)值，結(jié)合形態(tài)學(xué)特征可以提高直腸腺癌的診斷準(zhǔn)確度。

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（責(zé)任編輯 張春輝）

Value of Apparent Diffusion Coefficient and Relative Apparent Diffusion Coefficient in Grading Rectal Adenocarcinoma

QIAO Hui LIU Jun XU Liang ZHENG Haoyu HAO Caixian

Purpose To determine the value of apparent diffusion coefficient (ADC) and relative apparent diffusion coefficient (rADC) of diffusion weighted imaging (DWI) in the diagnosis of rectal adenocarcinoma.Materials and Methods Fifty-three patients with rectal adenocarcinoma confirmed by colonoscopy underwent routine MRI and DWI. The ADC value of tumors was measured and the rADC value was calculated. The results were compared among tumors with different differentiation degrees, and in particular, the values of ADC and rADC were analyzed among poorly differentiated rectal adenocarcinomas. Results Among all the 53 cases, 13 were poorly differentiated, 30 were moderately differentiated and 10 were well differentiated. The values of ADC value and rADC value with different degree were (1.180±0.110)×10-3mm2/s, 0.964±0.097; (1.072±0.048)×10-3mm2/s, 0.862±0.532; (0.882±0.109)×10-3mm2/s, 0.677±0.109, respectively, with a significant difference (F=41.51 and 43.213, P＜0.05). The ROC curve using poorly differentiated tumor as test variable of ADC and rADC values in the diagnosis of illustrated that the sensitivity was 92.3% and specificity was 100.0% when the cut-off of ADC value was 0.983×10-3mm2/s, while the sensitivity was 92.3% and specificity 92.5 % when the cutoff of rADC was 0.781.Conclusion The value of ADC and rADC is associated with the differentiation degree of rectal adenocarcinoma, thus is helpful to improve the accuracy of rectal adenocarcinoma diagnosis.

Rectal neoplasms; Adenocarcinoma; Magnetic resonance imaging; Diffusion-weighted imaging; Apparent diffusion coefficient

10.3969/j.issn.1005-5185.2013.08.014

天津市人民醫(yī)院影像部 天津 300121

劉 筠

Department of Imaging, Tianjin People's Hospital, Tianjin 300121, China

Address Correspondence to: LIU Jun

E-mail: cjr.liujun@vip.163.com

R735.3+7；R445.2

2012-07-09

修回日期：2013-06-28

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2013年 第21卷 第8期：611-613，616

Chinese Journal of Medical Imaging

2013 Volume 21(8): 611-613, 616