3.0T磁共振體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)成像參數(shù)對(duì)直腸癌患者術(shù)前的指導(dǎo)價(jià)值

1.大理大學(xué)附屬醫(yī)院放射科(云南 大理 971000)2.重慶醫(yī)科大第一附屬醫(yī)院(重慶 400016)

王智君1 張志偉2

直腸癌是常見(jiàn)的消化道惡性腫瘤之一，近年來(lái)，其死亡率有所降低，可能歸功于早期篩查、及時(shí)診斷及更完善的治療手段[1]。直腸癌治療仍以外科根治術(shù)為主，術(shù)前有效的評(píng)估，以明確腫瘤TNM分期與病理分級(jí)，對(duì)選擇正確治療方式及評(píng)估預(yù)后有著重要意義。磁共振成像(magnetic resonaance imaging,MRI)是直腸癌診斷、療效及預(yù)后評(píng)估的重要影像學(xué)手段。常規(guī)MRI診斷直腸癌，能夠提供較可靠的TNM分期信息，但其僅可呈現(xiàn)病變形態(tài)學(xué)改變，而難以獲取病變的功能信息[2]。擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)是一種可以反映活體組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)及病理生理改變的成像方法，能夠提高病變檢出的敏感度，但DWI局限于單指數(shù)函數(shù)模式[3]。體內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像(intravoxel incoherent motion imaging,IVIM)采用雙指數(shù)衰竭模式，能夠更好地反映灌注信息與擴(kuò)散信息，相比于單指數(shù)模式，在反映水信號(hào)衰減上精確性更高[4]。本研究旨在探討IVIM對(duì)對(duì)直腸癌患者術(shù)前診斷的指導(dǎo)價(jià)值，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2015年6月～2017年1月在我院接受根治性手術(shù)治療的60例直腸癌患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)經(jīng)術(shù)后病理組織檢查確診為直腸癌；(2)無(wú)放化療史；(3)無(wú)MRI檢查禁忌癥，且MRI影像學(xué)資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)檢查依從性不佳，相關(guān)影像資料圖像不理想者；(2)體溫超過(guò)38℃，可影響組織彌散特性者。男37例，女23例；年齡36～84歲，平均(61.74±11.29)歲；臨床癥狀為無(wú)規(guī)律性腹痛、血便、黏液性血便、大便習(xí)慣、性狀、性質(zhì)改變等；所有患者均于術(shù)前簽署MRI檢查知情同意書(shū)，并完成MRI檢查。

1.2 檢查方法采用美國(guó)GE Healthcare Discovery 750 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀及8通道相控陣表面線圈。所有患者先行T2cube序列軸位、冠狀位、矢狀位掃描，再在T2cube基礎(chǔ)上行IVIM軸位掃描。T2cube參數(shù)：TR=2000ms，TE=maximum，NEX 1，厚度為3mm，間距=0，F(xiàn)OV 為360mm×360mm，矩陣為2 8 8×2 5 6。I V I M參數(shù)：TR=2200ms，TE=minimum，F(xiàn)OV為260mm×260mm，NEX4，矩陣128×128，層厚為4mm，層間距為0.5mm。每層獲得14個(gè)b值(0、25、50、75、100、150、200、400、600、800、1000、1200、1500、2000s/mm2)的圖像。

1.3 圖像分析將圖像經(jīng)GE AW 4.5 Functool軟件進(jìn)行分析處理，并采用工作站Functool軟件中的MADC軟件處理IVIM各參數(shù)。IVIM參數(shù)主要有標(biāo)準(zhǔn)ADC值、慢擴(kuò)散ADC值、快擴(kuò)散ADC值、灌注相關(guān)體積等，分別記為ADC、D、D*、f。由2名高年資(10年以上工作經(jīng)驗(yàn))的腹部放射科醫(yī)師分別閱片，存在不同意見(jiàn)時(shí)，經(jīng)討論取得一致診斷結(jié)果，在IVIM功能圖像中于直腸腫瘤最大截面，并避開(kāi)出血、壞死病灶進(jìn)行感興趣區(qū)(region of interest,ROI)劃定(見(jiàn)圖1-2)，選擇3各層面進(jìn)行測(cè)量ADC、D、D*、f(見(jiàn)圖3-6)，取平均值。ADC值采用單指數(shù)模型在b=0、1000s/mm2DWI圖像上獲取。

1.4 病理TNM分期參照國(guó)際抗癌聯(lián)盟(international union against cancer，UICC)制定的《直腸癌分期(第7版)》[5]對(duì)腫瘤進(jìn)行分期。

1.5 腫瘤組織分級(jí)腫瘤組織分為高分化、中等分化、低分化三個(gè)等級(jí)：所有腫瘤組織中75%以上腺體分化好，為高分化；所有腫瘤組織中25%～75%腺體分化好，為中等分化；所有腫瘤組織中少于25%腺體分化好，為低分化。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；計(jì)量資料采用(±s)表示，兩組間比較采用t檢驗(yàn)，多組間比較采用方差分析；以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 直腸癌腫塊與正常直腸組織的IVIM各參數(shù)比較直腸癌腫塊的ADC、D值較正常直腸壁均明顯降低(P＜0.05)，D*較直腸正常組織明顯增高(P＜0.05)；而兩種組織f值比較無(wú)顯著差異(P＞0.05)。見(jiàn)表1。

2.2 不同TNM分期腫瘤的IVIM各參數(shù)比較術(shù)后病理診斷顯示，T1、T2、T3、T4期分別為4例、16例、27例、13例。隨著TNM分期增高，D值逐漸降低(P＜0.05)，而各分期ADC、D*、f值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見(jiàn)表2。

2.3 不同組織學(xué)分化的IVIM各參數(shù)比較術(shù)后病理診斷顯示，腫瘤高分化、中分化、低分化分別19例、30例、11例。隨著分化程度增加，ADC、D值均逐漸增高，高、中分化ADC值比較無(wú)顯著差異(P＞0.05)，中、低分化的ADC值比較差異顯著(P＜0.05)，而三組D值兩兩比較均有顯著差異(P＜0.05)；三組D*、f值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見(jiàn)表3。

3 討 論

IVIM成像最初由Le等[6]提出，該成像采用雙指數(shù)模型擬合數(shù)據(jù)，運(yùn)用多個(gè)b值采集擴(kuò)散信號(hào)，最終得到ADC、D、D*、f等定量參數(shù)，其中D反映組織水分子擴(kuò)散狀態(tài)，D*反映組織的灌注特性(水分子假擴(kuò)散)，ADC代表組織擴(kuò)散與灌注加權(quán)作用，而f值指的是D、D*二者間作用權(quán)重。由于IVIM既可反映慢擴(kuò)散成分信息又可反映快擴(kuò)散成分信息，故其較單指數(shù)模式能夠更準(zhǔn)確地反映水信號(hào)的衰減[7]。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，IVIM逐漸在人體各器官、系統(tǒng)上得到研究，以中樞神經(jīng)系統(tǒng)最為突出[8]。而后逐漸發(fā)展并用于肝臟、腎臟、胰腺等實(shí)質(zhì)臟器，對(duì)鑒別腫瘤的性質(zhì)有著重要作用[9]。而IVIM成像在空腔臟器，特別關(guān)于直腸腫瘤的研究仍不多見(jiàn)。

本研究結(jié)果顯示，直腸癌腫塊較直腸正常組織ADC、D值均明顯降低，這與Sami等[10]研究結(jié)果一致。表明相比于直腸正常組織，直腸癌腫塊組織擴(kuò)散受限更顯著，而原因可能是直腸癌腫瘤組織較直腸正常組織血循環(huán)更快，細(xì)胞結(jié)構(gòu)更致密等引起的，故該結(jié)果提示直腸癌具有與其它類型惡性腫瘤相似的細(xì)胞擴(kuò)散狀態(tài)[11]。理論上推測(cè)D*是經(jīng)檢測(cè)組織局部微循環(huán)來(lái)獲取局部組織血流灌注信息，本研究中，直腸癌腫瘤組織較直腸正常組織D*明顯增高，證實(shí)了D*與組織血流灌注程度之間的關(guān)系。

TNM分期是決定直腸癌治療方案的關(guān)鍵因素。本研究統(tǒng)計(jì)分析了不同TNM分期腫瘤的IVIM各參數(shù)，結(jié)果顯示，隨著TNM分期增高，D值逐漸降低，這與Turkbey等[12]研究結(jié)果一致，表明D值與腫瘤惡性程度相關(guān)。原因可能在于，隨著腫瘤惡性程度加重，腫瘤細(xì)胞密度增加，內(nèi)部排序更為紊亂，加重對(duì)水分子擴(kuò)散的限制，從而使得D值下降[13]。這提示D值除了可鑒別腫瘤性質(zhì)外，對(duì)于術(shù)前直腸癌惡性程度的評(píng)估亦有重要價(jià)值，可為醫(yī)師制定最佳治療方案提供重要信息。腫瘤分化程度可反映其惡性程度，分化程度越高，惡性程度越低，腫瘤形態(tài)、功能、代謝等方面越接近正常組織細(xì)胞，生物學(xué)行為越好；相反，分化程度越低，惡性程度越高，腫瘤細(xì)胞異形性越大，核漿比例增高，細(xì)胞密度更大，排序越紊亂，組織內(nèi)水分子受限程度越嚴(yán)重。相關(guān)研究顯示，不同分化程度的直腸癌，ADC值有著顯著差異[14]。本研究結(jié)果顯示，隨著分化程度增加，ADC、D值均逐漸增高；中、低分化腫瘤的ADC值比較差異顯著，高、中分化ADC值比較無(wú)顯著差異(P＜0.05)，可能與高分化例數(shù)較少造成結(jié)果偏差有關(guān)；而三組D值兩兩比較均有顯著差異(P＜0.05)；這與Akashi等[15]研究結(jié)果基本一致，提示ADC、D值可用于評(píng)估直腸癌病理組織分化程度。有研究指出，b＜200s/mm2時(shí)，水分子擴(kuò)散信息和體素內(nèi)灌注信息可被分離開(kāi)來(lái)，使得得到的D值與組織實(shí)際擴(kuò)散信息更為接近[16]。結(jié)合本研究具體情況，我們認(rèn)為，相比于ADC值，D值或許可更準(zhǔn)確地反映腫瘤病理分級(jí)。而本研究中，不同分化程度的腫瘤D*、f值比較無(wú)顯著差異，這與邱麟等[17]研究結(jié)果保持一致，表明D*、f值用于評(píng)估直腸癌腫瘤組織分化程度意義不大。

綜上所述，IVIM成像獲取的ADC、D、D*、f等參數(shù)，可為了解直腸癌腫瘤的病理生理狀態(tài)提供重要信息。其中ADC、D，隨著腫瘤分期增高而降低，隨著腫瘤組織分化程度增高而增高，有望成為一種術(shù)前評(píng)估腫瘤分期及分化程度的無(wú)創(chuàng)性手段。本研究亦有不足，即入組病例較少，特別是T1期及高分化病例較少，可能對(duì)結(jié)果造成一定影響，有待未來(lái)擴(kuò)大樣本量，并對(duì)IVIM參數(shù)進(jìn)行深入探討。

表1 直腸癌腫塊與正常直腸組織的IVIM各參數(shù)比較（±s）

表1 直腸癌腫塊與正常直腸組織的IVIM各參數(shù)比較（±s）

組別 n A D C（1 0-3 s/m m 2） D（1 0-3 s/m m 2） D*（1 0-3 s/m m 2） f（%）直腸癌腫塊 6 0 0.8 9±0.2 7 0.6 7±0.1 8 7.4 7±2.1 7 0.3 6±0.0 7正常直腸組織 6 0 1.1 7±0.3 4 0.8 4±0.1 7 4.9 2±1.6 3 0.3 9±0.1 2 t 4.9 9 5 5.3 1 9 7.2 7 8 1.6 7 3 P ＜0.0 5 ＜0.0 5 ＜0.0 5 ＞0.0 5

表2 不同TNM分期腫瘤的IVIM各參數(shù)比較（±s）

表2 不同TNM分期腫瘤的IVIM各參數(shù)比較（±s）

組別 n ADC（10-3s/mm2） D（10-3s/mm2） D*（10-3s/mm2） f（%）T1 4 1.01±0.13 0.75±0.06 3.26±0.54 0.51±0.07 T2 16 0.94±0.12 0.71±0.09 3.94±0.71 0.47±0.08 T3 27 0.96±0.11 0.60±0.07 4.11±1.26 0.45±0.09 T4 13 0.97±0.09 0.54±0.04 4.14±1.17 0.41±0.05 F 0.461 19.674 0.369 2.121 P ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

表3 不同組織學(xué)分化的IVIM各參數(shù)比較（±s）

表3 不同組織學(xué)分化的IVIM各參數(shù)比較（±s）

組別 n ADC（10-3s/mm2） D（10-3s/mm2） D*（10-3s/mm2） f（%）高分化 7 1.17±0.36 0.83±0.07 5.29±1.16 0.23±0.11中分化 31 1.06±0.49 0.71±0.16 5.62±1.77 0.26±0.09低分化 22 0.81±0.63 0.56±0.04 5.34±1.45 0.23±0.05 F 17.412 24.542 2.369 1.259 P ＜0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

圖1-6 男，57歲，中等分化直腸癌。圖1-2 依次為軸位IVIM（b=1000s/mm2）圖與b=0、1000s/mm2時(shí)的軸位ADC圖；圖3-6 依次為D、D*、f與ADC值偽彩圖。

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