ADC值與直腸腺癌分化程度及T分期的相關(guān)性研究

李文，于昭，李勝凱，林優(yōu)

（廣東省梅州市人民醫(yī)院磁共振一科，廣東梅州514031）

ADC值與直腸腺癌分化程度及T分期的相關(guān)性研究

李文，于昭，李勝凱，林優(yōu)

（廣東省梅州市人民醫(yī)院磁共振一科，廣東梅州514031）

目的：探討直腸癌ADC值與分化程度、T分期的相關(guān)性。方法：選取123例經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)為直腸癌患者術(shù)前的MRI資料，b值取50、400、800 s/mm2，由Siemens Skyra 3.0 T MRI掃描儀自動計(jì)算生成ADC圖，經(jīng)Syngovia VA 3.0后處理工作站測取腫瘤平均ADC值，并與腫瘤分化程度、T分期進(jìn)行匹配及分組分析。結(jié)果：腫瘤分化程度由高至低，平均ADC值分別為（0.857±0.074）×10-3、（0.751±0.038）×10-3、（0.697±0.021）×10-3mm2/s；平均ADC值T1期為（0.847±0.063）×10-3mm2/s，T2期為（0.756±0.028）×10-3mm2/s，T3期為（0.745±0.040）×10-3mm2/s，T4期為（0.739±0.046）×10-3mm2/s，平均ADC值在腫瘤不同分化程度組、T分期組的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；Spearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示ADC值與分化程度、T分期均呈負(fù)相關(guān)（r=-0.485，P＜0.05；r=-0.322，P＜0.05）。結(jié)論：直腸癌ADC值與其分化程度、T分期均有明顯相關(guān)性，可在一定程度上反映直腸癌的病理分化情況及臨床分期。

直腸腫瘤；磁共振成像，彌散；表觀擴(kuò)散系數(shù)；腫瘤分期

直腸癌發(fā)病率逐年上升，其臨床病理及預(yù)后評估主要包括腫瘤分化程度、TNM分期、環(huán)周切緣狀態(tài)等。術(shù)前分期決定治療方案的選擇，腫瘤位置決定手術(shù)方式，對環(huán)周切緣的評價(jià)直接影響預(yù)后評估。MRI不僅能準(zhǔn)確定位直腸癌病灶，還能清晰顯示病灶范圍、鄰近結(jié)構(gòu)受侵情況及周圍淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，已成為診斷直腸癌并進(jìn)行術(shù)前評估的標(biāo)準(zhǔn)檢查手段。另外，DWI可通過ADC值進(jìn)一步量化組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散改變，對腫瘤組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行間接的定量評估。本研究旨在對直腸癌ADC值與其病理分化程度、臨床T分期之間的相關(guān)性進(jìn)行探討，以為直腸癌分子影像研究提供基礎(chǔ)性資料。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2015年7月至2016年3月我院收治的直腸腺癌患者123例，其中男82例，女41例，男女比例2∶1；年齡34～89歲，平均66.7歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的直腸腺癌患者。②術(shù)前均未行放療或化療等輔助治療（包括T4期選擇姑息手術(shù)的患者）。③術(shù)前均行MRI檢查。

1.2 儀器與方法采用Siemens Skyra 3.0 T超導(dǎo)型MRI掃描儀，以及腹部16通道相控陣表面線圈結(jié)合脊柱矩陣線圈。所有患者檢查前1 d服導(dǎo)瀉劑用于腸道準(zhǔn)備，均行直腸標(biāo)準(zhǔn)掃描序列，包括橫軸位T2WI序列→矢狀位T2WI高分辨序列→垂直于直腸癌病灶區(qū)的斜軸位T2WI高分辨序列→平行于病變段直腸腸管長軸的斜冠狀位高分辨T2WI序列→橫軸位T1WI→橫軸位DWI序列（b值取50、400、800 s/mm2），部分患者行T1WI增強(qiáng)掃描。掃描序列及參數(shù)見表1。MRI掃描儀自動生成ADC圖。

表1 掃描序列及掃描參數(shù)

1.3 直腸癌診斷標(biāo)準(zhǔn)［1］見表2。

表2 直腸癌病理分期及MRI診斷標(biāo)準(zhǔn)

1.4 圖像分析在Syngovia VA 3.0后處理工作站同時(shí)顯示高分辨矢狀位、短軸位、長軸冠位T2WI及短軸位DWI（b=50、400、800 s/mm2）、ADC圖。使用三維定位方法定位腫瘤所在平面，選擇3個(gè)腫瘤實(shí)性區(qū)域作為ROI測量ADC值，3個(gè)ROI區(qū)平均值再取平均值作為該病灶最終ADC值。

1.5 病理分析腫瘤按分化程度分為高、中、低分化3組；按TNM分期分為4組：T1、T2、T3及T4。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析使用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。腫瘤不同分化程度、T分期的ADC值（計(jì)量資料）以±s表示，不同分化程度、不同T分期組間比較采用單因素方差分析，應(yīng)用Tukey多重比較法分析腫瘤分化程度、T分期各組ADC數(shù)據(jù)的差異。數(shù)據(jù)分析時(shí)均行Levene方差齊性檢驗(yàn)。相關(guān)性分析使用Spearman分析。檢驗(yàn)顯著性水準(zhǔn)α=0.05，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 方差齊性檢驗(yàn)及單因素分析腫瘤不同分化程度及T分期的ADC值及單因素分析見表3。直腸癌的MRI表現(xiàn)見圖1～3。各組經(jīng)Levene方差齊性檢驗(yàn)其P＞0.05，認(rèn)為方差齊性的假設(shè)成立，方差分析的結(jié)果可信；因此進(jìn)一步各分組單因素分析組間P=0.000＜0.05，提示各分組組間ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3 各分組ADC值及單因素分析

圖1男，50歲，直腸上段中分化腺癌，pT1N0期圖1a T2WI高分辨力掃描，示直腸上段腸壁不規(guī)則增厚，腫物浸潤黏膜下層，未達(dá)肌層，直腸系膜及直腸系膜筋膜未受侵圖1b DWI（b=800 s/mm2），示病灶呈高信號，局限于黏膜層、黏膜下層，未達(dá)肌層，周圍直腸系膜區(qū)未見高信號病灶影圖1c病灶區(qū)平均ADC值為0.785×10-3mm2/s圖2男，87歲，直腸下段中分化腺癌，pT3N0期圖2a T2WI高分辨力掃描，示直腸下段不規(guī)則增厚，腫物于鐘面9～10點(diǎn)方向局部突破外膜（箭頭），浸潤直腸系膜脂體，直腸系膜筋膜未受侵圖2b DWI（b=800 s/mm2），示病灶呈明顯高信號，高信號影局部突破腸壁（箭頭），侵及直腸系膜，直腸系膜筋膜未見受侵圖2c病灶區(qū)平均ADC值為0.742×10-3mm2/s圖3男，74歲，直腸下段低分化腺癌，pT4N1期圖3a T2WI高分辨力掃描，示直腸下段不規(guī)則增厚，軟組織腫物浸潤腸壁全層，并于腸管前壁、左側(cè)壁突破外膜浸潤直腸系膜脂體，直腸系膜筋膜前部受侵（箭頭）圖3b DWI（b=800 s/mm2），示病灶呈明顯高信號，侵及直腸系膜，直腸系膜筋膜前部受侵（箭頭）圖3c病灶區(qū)平均ADC值為0.697×10-3mm2/s圖4 ADC值與腫瘤分化程度圖5 ADC值與T分期圖6 ADC值與腫瘤分化程度、T分期

2.2 Tukey多重比較不同分化程度、T分期組內(nèi)行Tukey多重比較法分析后得出，高分化、中分化、低分化兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P=0.000＜0.05），表明分化程度不同，ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，平均ADC值由高分化向低分化呈遞減趨勢（圖4）；而T分期組中僅T1期與其他各期的平均ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.001＜0.05），其余各分期間均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），平均ADC值由T1～T4期呈逐漸減低趨勢（圖5）。ADC值隨分化程度降低、T分期增高呈逐漸降低趨勢（圖6）。

2.3 相關(guān)性分析根據(jù)Spearman分析得出，直腸癌ADC值與分化程度呈負(fù)相關(guān)（r=-0.485，P＜0.05）；ADC與T分期呈負(fù)相關(guān)（r=-0.322，P＜0.05）。其中ADC與分化程度的相關(guān)性大于T分期。

3 討論

DWI是利用腫瘤組織與正常組織內(nèi)水分子擴(kuò)散程度不同及運(yùn)動方向的差異性成像，能夠提供組織結(jié)構(gòu)的微觀分子結(jié)構(gòu)信息，ADC值則彌補(bǔ)了常規(guī)MRI序列僅能提供靜態(tài)和宏觀表現(xiàn)的不足，在反映組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞膜完整性、細(xì)胞內(nèi)外間隙和血管內(nèi)外間隙水分子擴(kuò)散情況上提供了定性和定量信息［2］，從而對腫瘤組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)及生物學(xué)行為作出無創(chuàng)性的評估及療效監(jiān)測。影響ADC值的因素有：①細(xì)胞外的水分子，細(xì)胞數(shù)目多、體積大、排列緊密，細(xì)胞外水?dāng)U散受限，ADC值降低。②細(xì)胞內(nèi)的水分子，細(xì)胞內(nèi)核大、細(xì)胞器多，細(xì)胞內(nèi)水亦擴(kuò)散受限，ADC值亦降低。

本研究選取直腸病變中較常見的直腸腺癌，通過總結(jié)直腸腺癌分化程度、T分期不同情況下ADC值的差異，統(tǒng)計(jì)分析ADC值與分化程度、T分期的相關(guān)性。依據(jù)腫瘤分化程度的不同，病理上將直腸癌分為高、中和低分化，分化程度越低，細(xì)胞異型性越明顯，核漿比增大，細(xì)胞排列緊密，組織中細(xì)胞內(nèi)外水分子擴(kuò)散受限越明顯，ADC值相應(yīng)降低，因此，可通過測量腫瘤的ADC值判斷分化程度，進(jìn)而預(yù)測腫瘤的惡性程度。本研究中高、中和低分化直腸癌的平均ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與多數(shù)研究［3-4］結(jié)果一致，得出隨著分化程度由高至低，其ADC值呈階梯狀遞減趨勢，且ADC值與分化程度呈明顯負(fù)相關(guān)（r=-0.485，P＜0.05）?？梢姡ㄟ^測量直腸癌ADC值可預(yù)測腫瘤分化程度，為術(shù)前方案的選擇提供依據(jù)。

腫瘤的TNM分期是最重要的預(yù)后指標(biāo)［5］。本研究發(fā)現(xiàn)T1～T4期腫瘤平均ADC值逐漸降低，而T1期腫瘤平均ADC值與T2～T4期差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，T2～T4期腫瘤平均ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分析原因可能是：①病灶浸潤深度與患者就診時(shí)間有關(guān)，即存在時(shí)間累積效應(yīng)，發(fā)病后越早就診，浸潤深度越淺。②與分化程度相關(guān)，分化程度越低，惡性程度越高，浸潤速度越快。因此，直腸癌發(fā)生后，分化程度雖為高分化，而就診時(shí)間較晚，也可出現(xiàn)浸潤范圍較廣、T分期較高的現(xiàn)象；反之，分化程度雖為低分化，而就診及時(shí)，會出現(xiàn)浸潤范圍局限、T分期較低的現(xiàn)象。本研究ADC值隨T分期增高逐漸降低（r=-0.322，P＜0.05）。

總之，直腸癌ADC值與腫瘤分化程度、T分期有明顯相關(guān)性，平均ADC值可對直腸癌常見的臨床病理及預(yù)后因素作出較好預(yù)測，腫瘤ADC值越低，其分化程度越低，相應(yīng)預(yù)后越差，可作為鑒別直腸癌惡性程度的定量指標(biāo)。

本研究的不足之處：①選擇3個(gè)ROI的ADC值進(jìn)行測量，無法準(zhǔn)確反映腫瘤整體組織特性。②T分期組及分化程度組內(nèi)的分布不均勻，如高分化、低分化、T1期的例數(shù)相對較少，可能會造成統(tǒng)計(jì)結(jié)果出現(xiàn)抽樣誤差。③樣本量較小。

［1］Kaur H，Choi H，You YN，et al．MR imaging for preoperative evaluation of primary rectal cancer：practical considerations［J］.Radiographics，2012，32：389-409.

［2］Koh DM，Takahara T，Imai Y，et al.Practical aspects of assessing tumors using clinical diffusion-weighted imaging in the body［J］.Magn Reson Med Sci，2007，6：211-224.

［3］Gu J，Khong PL，Wang S，et al.Quantitative assessment of diffusion-weighted MR imaging in patients with primary rectal cancer：correlation with FDG-PET/CT［J］.Mol Imaging Biol，2011，13：1020-1028.

［4］亓俊霞，白人駒，于長路，等.磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像對直腸癌的顯示及其惡性程度評估的初步研究［J］.實(shí)用放射學(xué)雜志，2013，29（3）：400-404.

［5］Monson JR，Weiser MR，Buie WD，et al.Practice parameters for the management of rectal cancer（revised）［J］.Dis Colon Rectum，2013，56：535-550.

［6］劉彥龍，趙發(fā)林，王錫山.2414例直腸癌患者的臨床病理特征及預(yù)后分析［J］.中華胃腸外科雜志，2010，13（12）：913-916.

［7］劉蔭華，容蓉，姚宏偉，等.直腸癌影像學(xué)與常規(guī)病理診斷規(guī)范解讀［J］.中華消化外科雜志，2011，10（6）：419-422.

［8］Frasson M，Garcia-Granero E，Roda D，et al.Preoperative chemoradiation may not always be needed for patients with T3 and T2N+rectal cancer［J］.Cancer，2011，117：3118-3125.

［9］Baumann T，Ludwig U，Pache G，et al.Continuously moving table MRI with sliding multislice for rectal cancer staging：image quality and lesion detection［J］.Eur JRadiol，2010，73：579-587.

［10］Beaumont C，Pandey T，Gaines Fricke R，et al.MR evaluation of rectal cancer：current concepts［J］.Curr Probl Diagn Radiol，2013，42：99-112.

［11］Liebig C，Ayala G，Wilks J，et al.Perineural invasion is an independent predictor of outcome in colorectal cancer［J］.J Clin Oncol，2009，27：5131-5137.

［12］Keane C，Young M.Accuracy of magnetic resonance imaging for preoperative staging of rectal cancer［J］.ANZ J Surg，2014，84：758-762.

［13］Cho SH，Kim SH，Bae JH，et al.Prognostic stratification by extramural depth of tumor invasion of primary rectal cancer based on the Radiological Society of North America proposal［J］.AJR Am J Roentgenol，2014，202：1238-1244.

［14］Tong T，Yao Z，Xu L，et al.Extramural depth of tumor invasion at thin-section MR in rectal cancer：associating with prognostic factors and ADC value［J］.J Magn Reson Imaging，2014，40：738-744.

［15］王浩，上官景俊，梁繼剛，等.MRI在直腸癌新輔助放化療前后腫瘤浸潤深度評估中的應(yīng)用［J］．中華胃腸外科雜志，2013，16（5）：496-497.

［16］陸志華，錢偉新，曹文洪，等.磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像對直腸癌T分期的診斷價(jià)值［J］．中華胃腸外科雜志，2015，17（3）：257-261.

Correlation study between ADC value and differentiation degree and T stage of rectal cancer

LI Wen，YU Zhao，LI Shengkai，Lin You.Department of MRI，the People's Hospital of Meizhou，Meizhou，514031，China

Objective：To analyze and discuss the correlation between the ADC（apparent diffusion coefficient）and histologic differentiation grades，T-stage of rectal cancer.M ethods：Selected MRI-DWI of 123 surgery and pathologically confirmed rectal cancer patients，DWI b=50 s/mm2，b=400 s/mm2and b=800 s/mm2，automatic calculation of ADC diagram by Siemens Skyra 3.0 T magnetic resonance scanner，the tumor mean value of ADC staging were measured on the Syngovia VA3.0 postprocessing workstation，Matching and grouping analysis of the tumor histologic differentiation grades，T-stage and ADC.Results：With the degree of differentiation from high to low，the average value of ADC was（0.857±0.074）×10-3mm2/s，（0.751±0.038）×10-3mm2/s，（0.697±0.021）×10-3mm2/s，the average ADC value of T1（0.847±0.063）×10-3mm2/s，the average ADC value of T2（0.756±0.028）×10-3mm2/s，average ADC value of T3（0.745±0.040）×10-3mm2/s，the average ADC value of T4（0.739±0.046）×10-3mm2/s，the average ADC value of rectal cancer had significant difference in the degree of tumor differentiation and T stage group（P＜0.05）.The results of Spearson correlation analysis showed that ADC value was negatively correlated with differentiation degree and T stage（r=-0.485，P＜0.05，r=-0.322，P＜0.05）.Conclusions：The ADC value of rectal cancer is significantly correlated with the tumor histologic differentiation grades and T-stage，and it can reflect the pathological differentiation and clinical stage of rectal cancer.

Rectal cancer；Diffusion magnetic resonance imaging；Apparent diffusion coefficient；Neaplasm staging

2017-01-09）

10.3969/j.issn.1672-0512.2017.04.005

梅州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2015B015）。

李文，E-mail：Liven015611@21cn.com。