表觀擴散系數(shù)值評估直腸癌分化程度及瘤體微觀結構的價值

李香營，劉麗杰，梁其洲，趙國棟，王世旺，袁 園，符水喜，何冬雷，李 強

中南大學湘雅醫(yī)學院附屬?？卺t(yī)院/?？谑腥嗣襻t(yī)院1放射科，3胃腸外科，海南 海口 570208；2海南醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院胃腸腫瘤外科，海南 ?？?70100

我國結直腸癌發(fā)病率和死亡率均高于世界平均水平，位列全部惡性腫瘤的第3位和第5位［1］。在無法準確評估組織病理學分化程度和腫瘤微觀結構特點的情況下，手術和新輔助放化療會不可避免地產(chǎn)生一些嚴重的副反應［2］。對直腸癌的組織病理學分級及微觀結構進行無創(chuàng)且準確地評估對于指導后續(xù)的臨床管理具有重要的臨床意義。近年來磁共振彌散加權成像（DWI）作為一項新的功能成像技術，在直腸癌診斷、病理分化程度及微觀結構、生物學行為評估方面具有明顯優(yōu)勢，成為目前臨床研究的熱點［3-5］，但其對微淋巴管密度（MLVD）的研究及借助受試者工作特征（ROC）曲線確定表觀擴散系數(shù)（ADC）值區(qū)分直腸癌分化程度的效能鮮有報道。本研究旨在重點探討DWI參數(shù)ADC值在評估直腸癌瘤體微觀結構及分化程度中的價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集本院2018年1月～2021年11月經(jīng)病理證實為直腸癌的患者82例，其中男性53例，女性29例，年齡49～78（61.55±5.80）歲。直腸癌患者納入標準：臨床資料及MRI檢查完整，且MRI圖像清晰，瘤體滿足感興趣區(qū)選擇；病理診斷直腸腺癌，其中根治性手術患者69例，直腸鏡活檢患者11例；MRI掃描前均未接受手術治療、放化療或者免疫治療等。排除標準：臨床及影像資料不全，瘤體體積過?。徊±韺W檢查不完整，診斷為息肉或炎癥性腸病等；病理診斷為直腸粘液腺癌。本研究經(jīng)院倫理委員會批準，所有納入研究的直腸癌患者均簽署知情同意書。

1.2 MRI檢查

患者行MR檢查前禁飲食6 h，取仰臥位，足先進，采用3.0 T MR（Signa HDX，GE）8通道相體部線圈或心臟相控陣線圈，軸位圖像定位與直腸病變軸線垂直，冠狀面、矢狀面與軸位面垂直。常規(guī)MRI 參數(shù)如下：T1WI：TR 560 ms，TE 6.8 ms，F(xiàn)OV 24 cm，層厚4 mm，層間距0.4 mm，NEX=2；T2WI：TR 1793 ms，TE 80 ms，矩陣320×224。

DWI 采用SE-EPI 序列，TR 5200 ms，TE 58 ms，F(xiàn)OV 40 cm，層厚4 mm，層間距0.4 mm，矩陣128×160，b值取0、1000 s/mm2。增強掃描：序列為LAVA+C，肘靜脈注射對比劑釓噴酸葡胺，總量0.1～0.2 mol/kg。

1.3 病理學檢查

微血管密度（MVD）、血管內皮生長因子（VEGF）和MLVD免疫組化按試劑盒說明書操作，采用Image-Pro Plus 6.0軟件選取相同的棕黃色細胞核作為判斷所有照片陽性細胞的統(tǒng)一標準，對每張照片進行分析得出陽性細胞數(shù)及總細胞數(shù)，并求陽性細胞百分比（陽性細胞數(shù)/總細胞數(shù)×100%）即為陽性率；在400倍光鏡下計數(shù)染色呈陽性的血管數(shù)，只要有明顯的血管內皮細胞染色，并能與相鄰的血管、腫瘤細胞以及間質成分相分隔的，就可視為一個獨立的血管，計數(shù)6個視野下血管數(shù)目平均值作為MVD 值。

1.4 統(tǒng)計學分析

利用Function Tool（Advance Workstation 4.0）軟件對原始數(shù)據(jù)進行后處理，由2位高年資腹部影像專家結合矢、冠及軸位確定瘤體最大層面，觀察T2WI及DWI信號特點，并多次選取感興趣區(qū)取平均ADC值，以均數(shù)±標準差表示。采用SPSS 24.0軟件對數(shù)據(jù)進行正態(tài)性和方差齊性檢驗，如符合正態(tài)分布和方差齊性則采用單因素方差分析參數(shù)ADC值在不同分化程度直腸癌中的差異，事后兩兩比較采用LSD方法；如不滿足則應用Kruskal-Wallis 檢驗。通過ROC 曲線確定ADC值區(qū)分直腸癌分化程度的效能；采用Pearson法分析ADC值與微觀結構的相關性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 不同分化程度直腸癌患者瘤體ADC值的差異

82例直腸癌患者中，分化程度分別為19例（23.2%）低分化、35例（42.7%）中分化和28例高分化（34.1%）。高分化[(1.16±0.05)×10-3mm2/s]、中分化[(1.04±0.08)×10-3mm2/s]直腸癌ADC 值均明顯高于低分化[(0.93±0.07)×10-3mm2/s]直腸癌，差異有統(tǒng)計學意義（F=58.63，P＜0.05）。低分化及高分化直腸癌影像學及病理學表現(xiàn)（圖1～2）。

圖1 患者男，43歲，低分化直腸癌Fig.1 A 43-year-old male patient with poorly differentiated rectal cancer.

圖2 患者女，50歲，高分化直腸癌Fig.2 A50-year-old female patient with well-differentiated rectal cancer.

2.2 ADC值區(qū)分低分化與高、中分化直腸癌的ROC曲線

ROC曲線顯示，當ADC值為1.05×10-3mm2/s時，區(qū)分低分化與高、中分化直腸癌的敏感度和特異性達到最佳，AUC=0.902(95%CI：0.831～0.972)，與AUC=0.5比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，圖3）。

圖3 不同分化程度直腸癌瘤體ADC值比較結果（A）及ROC曲線評價ADC值區(qū)分低分化與高、中分化直腸癌的價值（B）Fig.3 Comparison of ADC values of rectal cancer with different differentiation degrees(A)and The value of ROC curve to evaluate ADC value in differentiating poorly differentiated from well and moderately differentiated rectal cancer(B)

2.3 直腸癌患者ADC值與MVD、VEGF和MLVD的相關性

直腸癌瘤體ADC 值[(1.05±0.11)×10-3mm2/s]與MVD（15.44±4.30）、VEGF 陽性細胞百分比[(22.80±5.31)%]及MLVD[(22.43±5.07)%]均呈負相關關系（r=-0.56、-0.61、-0.59，P＜0.05，圖4A～C）。

圖4 直腸癌瘤體ADC值與MVD、VEGF陽性細胞百分比及MLVD的相關性檢驗Fig.4 Correlation test of ADC value of rectal cancer tumor with MVD(A),VEGF positive cell percentage(B)and MLVD(C).

3 討論

隨著生活方式的改變，直腸癌的發(fā)病率逐年升高，且年輕化趨勢明顯［6］。病理學提示直腸癌的高死亡率和分化程度密切相關，分化程度越低，直腸癌細胞增殖越旺盛，排列越密集，細胞間隙越窄，加之細胞異型性明顯，新生血管豐富，功能不完全，直腸癌惡性程度就越高，轉移復發(fā)率越高。DWI參數(shù)ADC值可以在體反映直腸癌細胞增殖、微環(huán)境（血管新生情況、細胞排列方式）等組織結構特點，對臨床術前掌握直腸癌分化程度，評估治療效果具有重要的價值［7-8］?？紤]到b值的選擇對ADC值測量的可重復性、診斷性能和圖像質量的影響［9］，結合高b值DWI有助于優(yōu)化圖像質量和對直腸癌效果的顯示［10］，本研究選擇b值為1000 s/mm2，既保證了能精確反映彌散情況，誤差較小，又不會增加信號衰減，圖像質量清晰；但也有研究認為b=800 s/mm2時DWI檢查的圖像質量較好［11-12］。另外，結果顯示高、中分化直腸癌ADC值明顯高于低分化直腸癌，且與分化程度呈負相關，差異有統(tǒng)計學意義，這也在多項研究中得到了印證［13-14］。本研究利用ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)ADC值區(qū)分低分化與高、中分化直腸癌的閾值為1.05×10-3mm2/s時，診斷的敏感度和特異性最佳，AUC=0.902（95%CI：0.831～0.972，P＜0.05）。這與國內學者通過ADC值鑒別高分化與中、低分化直腸癌結果有所不同［13］，分析有以下原因：病例總數(shù)及不同分化程度直腸癌均較既往研究更多；本研究選擇b值較高，有助于區(qū)分瘤體及壞死成分，ROI選擇更加準確；低分化直腸癌惡性程度及轉移復發(fā)率均較高中分化高，術前準確診斷低分化直腸癌，有助于疾病的治療，這也是本研究有別于既往研究之處。

在微觀結構評估中，本研究發(fā)現(xiàn)直腸癌瘤體ADC值隨著MVD、VEGF陽性細胞百分比及MLVD百分比升高而降低，呈負相關。VEGF是一種可以促進內皮細胞增殖、血管新生的生長因子，在直腸癌發(fā)生、發(fā)展、轉移及復發(fā)中具有重要的作用，在腫瘤生長過程中會被大量合成用以增加新生血管數(shù)量，保證直腸癌細胞生長、增殖所需的養(yǎng)分，并維持其侵襲轉移，甚至復發(fā)的生物學特性。MVD對腫瘤細胞增殖及轉移也具有重要的作用，伴隨著MVD的升高，腫瘤細胞新生血管就增加，進一步加大轉移及遠處種植轉移的幾率［15］。ADC值間接反映MVD及VEGF表達水平，為術前評估直腸癌生物學行為和制定手術方案提供了依據(jù)。多項研究亦證實ADC值與VEGF、MVD有很好的相關性［16-18］。但對于腫瘤中DWI參數(shù)ADC值與VEGF表達之間的關系，結果也存在一定矛盾，其中肝細胞癌、前列腺癌、直腸癌和甲狀腺癌瘤體ADC值與VEGF呈負相關；而另有研究顯示VEGF表達與ADC值間無直接關系［19］。MLVD可以反映腫瘤的微環(huán)境狀態(tài)，風險指數(shù)分析亦表明淋巴結微轉移及MLVD是重要的、獨立的預后指標，與直腸癌復發(fā)時間縮短、預后不良相關［20］，而腫瘤的微環(huán)境影響腫瘤細胞的生物學行為，包括增殖、浸潤和轉移。MLVD越高，會在一定程度引起微觀結構的變化，異質性增加，ADC值相應降低，因此推斷ADC值有利于從宏觀的影像學角度評估MLVD。

綜上所述，直腸癌瘤體ADC值可以間接反映腫瘤血管新生和微淋巴管密度，有助于術前評估腫瘤分化程度和微觀結構特點，值得臨床推廣。