3.0T MR擴散加權成像及動態(tài)增強診斷直腸癌神經(jīng)脈管侵犯的價值

謝玉海， 錢銀鋒， 劉星， 崔玲， 曹莉， 范影， 石夢娟

在我國，直腸癌發(fā)病率及致死率均逐年上升,已成為我國發(fā)病率和死亡率最高的腫瘤之一[1]。目前直腸癌根治性手術切除仍是最主要的治療手段。相關研究表明，直腸癌患者是否存在神經(jīng)脈管侵犯是影響直腸癌根治性切除術后無復發(fā)生存時間的獨立危險因素[2]。MRI作為一種重要的影像學檢查方法，尤其是高分辨力T2WI，具有較高的軟組織分辨力[3]，能清晰顯示腸壁各層結構，已廣泛應用于直腸癌術前評估。高分辨力MRI對直腸癌管徑較大的受侵脈管的診斷具有一定臨床價值[4]，但對于顯微鏡下小的脈管神經(jīng)受侵則無法診斷[5]。本研究旨在探討3.0T MR擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)及動態(tài)增強MRI(dynamic contrast enhanced MRI,DCE-MRI)半定量參數(shù)對診斷直腸癌神經(jīng)脈管侵犯的價值。

材料與方法

1.病例資料

回顧性搜集我院2017年4月-2020年6月間經(jīng)直腸癌根治性切除術后病理證實的39例患者的病例資料，以術后病理為金標準，將直腸癌壁內(nèi)脈管和/或神經(jīng)受侵設為實驗組，無脈管和/或神經(jīng)受侵設為對照組。所有患者術前均行MR常規(guī)序列、DWI及動態(tài)增強掃描。39例患者中男20例，女19例，年齡42～80歲，平均(62.92±10.51)歲?；颊咧饕R床癥狀包括大便習慣改變、血便等。病例納入標準：①MRI檢查前及手術前均未采取任何治療措施；②術前均行MRI平掃、DWI及DCE-MRI檢查；③所有患者均行直腸癌根治性切除術且術后有完整病理資料；④患者均簽署MRI檢查知情同意書。病例排除標準：①術前有其他腫瘤而行放化療者；②圖像偽影顯著影響數(shù)據(jù)測量結果者；③有磁共振檢查禁忌癥者；④釓對比劑過敏者。

2.檢查方法

MRI檢查采用聯(lián)影3.0T uMR770掃描儀，體部12通道相控陣線圈。EIP-DWI序列掃描參數(shù)：TR 5250 ms，TE 79.5 ms，視野280 mm×280 mm，矩陣128×128，層厚4 mm，層間距0.4 mm，帶寬1800 Hz/pixel，翻轉角90°，體素2.19 mm×2.19 mm×4.00 mm，平均采集次數(shù)8，b值取0、1000 s/mm2，掃描時間為279 s。動態(tài)增強掃描采用t1_quick3d_tra_fs序列，掃描參數(shù)：TR 4.22 ms，TE 1.87 ms，視野240 mm×240 mm，矩陣192×134，層厚4 mm，帶寬450 Hz/pixel，翻轉角10°，體素1.79 mm×1.25 mm×4.00 mm，無間隔動態(tài)重復掃描20期，于第4期結束后立即經(jīng)肘靜脈以3.0 mL/s流率團注對比劑釓特酸葡胺15 mL，注射結束后以相同流率注射生理鹽水20 mL，掃描時間為180 s。

3.DWI、DCE-MRI數(shù)據(jù)采集

MR-DWI及DCE-MRI數(shù)據(jù)的采集均在UWS-MR后處理工作站上完成，由兩位經(jīng)驗豐富的高年資醫(yī)師在不知病理結果的情況下進行測量，結果取兩位醫(yī)師所測的平均值。感興趣區(qū)(region of interest,ROI)盡量選擇信號強度比較均勻，無出血、囊變、液化壞死，無可見血管穿行及正常組織區(qū)，面積0.1～0.5 cm2。由軟件自動計算生成表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)、指數(shù)化表觀擴散系數(shù)(exponential apparent diffusion coefficient,eADC)、達峰時間(time to peak,TTP)、信號增強比(signal enhancement ratio,SER)、平均強化時間(mean time to enhance,MTE)、正性增強積分(positive enhanced intensity,PEI)、最大增強線性斜率(maximum slope of increase,MSI)。DWI及DCE-MRI 的ROI位置和大小盡量保持一致，測量3次取其平均值。

4.統(tǒng)計學分析

結 果

1.病理結果及兩組間MRI檢查與直腸癌根治性切除術間隔時間比較

術后病理診斷為直腸癌伴脈管和/或神經(jīng)受侵(實驗組)15例，其中高分化2例，中分化9例，低分化4例，伴有腸系膜癌結節(jié)3例；直腸癌不伴脈管和/或神經(jīng)受侵(對照組)24例，其中高分化4例，中分化17例，低分化3例，伴有腸系膜癌結節(jié)1例。實驗組的MRI檢查與直腸癌根治性切除術間隔時間為(4.5±2.2)天，對照組為(4.9±3.8)天，兩組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2.兩組間瘤體ADC值、eADC值、DCE-MRI半定量參數(shù)比較

兩組的瘤體ADC值及eADC值均符合正態(tài)分布，實驗組的瘤體ADC值低于對照組，eADC值高于對照組(圖1、2)，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。DCE-MRI半定量參數(shù)中PEI和SER值符合正態(tài)分布，實驗組的PEI值高于對照組(圖1c、2c)，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，但SER值在兩組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05，表1)。

圖1 女，52歲，低分化直腸腺癌侵犯脈管神經(jīng)。a)瘤體在ADC圖呈低信號，感興趣區(qū)瘤體ADC值為0.826×10-3mm2/s； b) 瘤體在eADC圖呈高信號，感興趣區(qū)瘤體eADC值為0.446mm2/s； c) 瘤體在PEI圖呈紅色，感興趣區(qū)瘤體PEI值為1691.90； d) 鏡下示脈管受侵犯(箭)(×100,HE)； e) 鏡下示神經(jīng)受侵犯(箭)(×100,HE)。

表1 兩組間瘤體各參數(shù)比較

DCE-MRI半定量參數(shù)中TTP、MTE、MSI值不符合正態(tài)分布。實驗組與對照組的TTP、MTE、MSI值中位數(shù)(Q1，Q3)分別為108.67(85.45,142.30)和110.17(83.17,122.20)、102.00(99.67,105.53)和99.27(94.14,104.65)、799.20(741.75,833.60)和714.67(595.44,876.72)，兩組間差異均無統(tǒng)計學意義(Z=-0.433、P=0.665；Z=-1.328、P=0.184；Z=-1.433、P=0.149)。

3.兩組間瘤體ADC值、eADC值、PEI參數(shù)的ROC曲線分析比較

ROC曲線分析結果顯示雖然瘤體ADC值、eADC值及PEI值的AUC逐漸減低(圖3、表2)，但瘤體ADC值與eADC值、瘤體ADC值與PEI值、瘤體eADC值與PEI值間AUC比較的Z值分別為0.944、1.550、1.017，差異均無統(tǒng)計學意義(P=0.345、0.121、0.309)。

表2 兩組間瘤體各參數(shù)的ROC曲線分析結果

討 論

DWI是目前唯一能在活體組織內(nèi)監(jiān)測水分子擴散運動的技術，它通過間接反映組織微觀結構的變化來對疾病進行診斷[6,7]。ADC、eADC作為DWI序列的兩個定量指標，可以量化病變組織的信號特點。在DWI序列中，b值的選擇尤為重要[8]，直腸癌DWI檢查中最佳b值組合為0和1000 s/m2，因此本研究采用b=1000 s/mm2來進行數(shù)據(jù)采集。

神經(jīng)脈管受侵是影響直腸癌患者預后的重要獨立影響因素之一[9]，也是影響直腸癌根治性切除術后無復發(fā)生存時間的獨立危險因素[2]。一項Meta分析結果顯示Ⅱ期結直腸癌合并神經(jīng)侵犯的患者預后與Ⅲ期類似[10]。有研究表明脈管受侵的患者術后生存率明顯低于未受侵者[11,12]，且在脈管受侵者中，術后行新輔助治療組的3年無病生存率顯著高于未行新輔助治療組，差異有統(tǒng)計學意義[13]。因此，術前評價直腸癌患者脈管神經(jīng)是否受侵對臨床治療方案的選擇具有一定的指導價值。而目前運用DWI術前評估直腸癌患者神經(jīng)脈管是否受侵的研究不多，且結論尚不一致。本研究結果表明，神經(jīng)脈管受侵組的瘤體ADC值低于無神經(jīng)脈管受侵組，差異有統(tǒng)計學意義；神經(jīng)脈管受侵組的eADC值高于無神經(jīng)脈管受侵組，差異亦有統(tǒng)計學意義，這與王玉娟等[4]和呂茜婷等[14]的研究結果相符，但與唐翠等[15]的研究結果不相符。筆者認為造成研究結果不一致的可能原因如下：①不同分化腫瘤的占比不同。本研究15例神經(jīng)脈管受侵組中高分化2例，中分化9例，低分化4例，高、中、低分化分別占比13.33%、60.00%、26.67%；24例無神經(jīng)脈管受侵組中高分化4例，中分化17例，低分化3例，高、中、低分化分別占比16.67%、70.83%、12.50%。多項研究結果也表明，直腸癌瘤體ADC值和eADC值與其分化程度密切相關，且分化越差，瘤體ADC值越低、eADC值越高[16-18]。而腫瘤的分化越低,侵襲性越強[19-20]，越易引起神經(jīng)脈管侵犯。②分組。本研究是將脈管受侵和/或神經(jīng)受侵統(tǒng)一歸為實驗組，而唐翠等[15]的研究是將脈管受侵與不受侵、神經(jīng)受侵與不受侵分開研究。③還可能與ROI的選擇、磁共振場強及成像參數(shù)有關。

圖2 女，68歲，中分化直腸腺癌未累及脈管神經(jīng)。a) 瘤體在ADC圖呈稍低信號，感興趣區(qū)瘤體ADC值為1.075×10-3mm2/s； b) 瘤體在eADC圖呈稍高信號，感興趣區(qū)瘤體eADC值為0.345mm2/s； c) 瘤體在PEI圖呈紅色，感興趣區(qū)瘤體PEI值為1273.50； d) 鏡下顯示脈管未受侵犯(×100,HE)； e) 鏡下顯示神經(jīng)未受侵犯(×100,HE)。 圖3 兩組間瘤體ADC值、eADC值、PEI參數(shù)的ROC曲線。

DCE-MRI作為一種功能成像，它不僅可以提供腫瘤組織的形態(tài)學信息，還可以反映腫瘤組織的微循環(huán)狀態(tài)[21]。目前，運用DCE-MRI技術多是研究直腸癌的病理分化[22,23]、臨床TN分期[24]、區(qū)域淋巴結良惡性的判斷[25,26]以及新輔助放化療的療效評價[27-29]，而對直腸癌神經(jīng)脈管受侵的研究較少。本文通過分析DCE-MRI半定量參數(shù)，結果顯示TTP、SER、MTE、MSI在兩組間差異無統(tǒng)計學意義，對直腸癌神經(jīng)脈管是否受侵無判斷價值，而PEI在兩組間差異有統(tǒng)計學意義。PEI為動態(tài)增強各時相內(nèi)TIC曲線下面積的積分總和，它反映了腫瘤組織微循環(huán)的相對血容量。相關研究結果表明，腫瘤組織微循環(huán)血容量的高低與其侵襲性呈正相關，血容量越高，其侵襲性越強[30,31]。

以術后病理為金標準，采用ROC曲線對各參數(shù)的診斷效能進行分析，結果顯示瘤體ADC值、eADC值和PEI的AUC分別為0.908、0.863和0.733，取瘤體ADC值為0.918×10-3mm2/s、eADC值為0.403mm2/s、PEI為1363.80為臨界值時，診斷神經(jīng)脈管是否受侵的敏感度和特異度分別為86.67%和79.17%、80.0%和79.17%、53.33%和95.83%，兩兩參數(shù)間AUC的比較差異均無統(tǒng)計學意義。因此，直腸癌瘤體ADC值、eADC值及動態(tài)增強PEI參數(shù)對術前診斷神經(jīng)脈管是否受侵均具有較高的診斷效能。

本研究存在以下局限性：①樣本量較少，有待于進一步的大樣本研究；②未將脈管受侵與不受侵、血管受侵與不受侵分開進行統(tǒng)計分析；③ROI的選擇可能存在一定的人為誤差。

綜上所述，DWI的ADC值和eADC值以及DCE-MEI半定量參數(shù)中的PEI對術前評估神經(jīng)脈管是否受侵均具有較高的診斷效能，可為臨床診療提供一定參考信息。