磁共振DWI、DCE-MRI聯(lián)合檢測(cè)在直腸癌分期診斷中的應(yīng)用

林國(guó)棟

煙臺(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)院影像科，煙臺(tái) 264012

直腸癌是位于乙狀結(jié)腸與直腸交界處至齒狀線之間的惡性腫瘤，其發(fā)病率位居消化道腫瘤第3位，早期癥狀不明顯，中晚期可出現(xiàn)血便、膿血便、便秘、腹瀉等癥狀［1-3］。臨床上根據(jù)病情嚴(yán)重程度常采用手術(shù)輔以放化療方式治療，處于不同病理分期的患者治療方案有所不同，常根據(jù)術(shù)前影像學(xué)診斷判斷腫瘤浸潤(rùn)深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、鄰近器官及遠(yuǎn)轉(zhuǎn)移等情況并確定治療方案［4］。常見(jiàn)的術(shù)前診斷方法有內(nèi)鏡、超聲、CT、磁共振等，然由于直腸部位脂肪較多，生理結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，采用CT、超聲檢查易出現(xiàn)漏診、誤診現(xiàn)象［5］。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）對(duì)軟組織的分變能力強(qiáng)，可清晰呈現(xiàn)腸壁結(jié)構(gòu)、病灶位置及與黏膜層、肌層的關(guān)系，近年已逐步應(yīng)用于腸癌診斷及分期判定中。磁共振彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）主要通過(guò)體內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)提供細(xì)胞完整性及病理方面信息，具有定性、定量分析診斷特點(diǎn)［6-8］；動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像（dynamic contrast enhanced，DCE-MRI）是利用腫瘤微循環(huán)流速在空間和時(shí)間上的不均衡進(jìn)行觀察，可客觀地反應(yīng)組織器官的血供情況［9-11］?；诖?，本研究擬探討DWI結(jié)合DCE-MRI對(duì)直腸癌分期的診斷價(jià)值，以期為疾病診斷提供參考，現(xiàn)報(bào)道如下。

資料與方法

1.一般資料

回顧性分析煙臺(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)院影像科2020年8月至2021年8月收治的150例直腸癌患者資料，其中男83例、女67例，年齡31～68（49.35±9.64）歲；黏膜性腺癌134例，黏液腺癌16例。術(shù)后病理診斷T分期：T1期14例，T2期42例，T3期76例，T4期18例。（1）納入標(biāo)準(zhǔn)：①因便血、腹痛等癥狀初次就診，治療前未經(jīng)其他干預(yù)治療；②均接受術(shù)前腸鏡檢查、病理檢查、DWI及DCE-MRI影像學(xué)檢查；③均行手術(shù)治療，術(shù)后取病變組織進(jìn)行病理檢測(cè)。（2）排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴有結(jié)腸癌、胃癌等消化道腫瘤患者；②直腸癌復(fù)發(fā)患者；③影像學(xué)檢查圖像模糊或存在偽影，無(wú)法判斷分期者；④手術(shù)及MRI禁忌證患者。

本研究經(jīng)煙臺(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批通過(guò)（2022054）。

2.MRI檢查方法

2.1.術(shù)前準(zhǔn)備 患者術(shù)前1 d進(jìn)行流質(zhì)飲食，口服聚乙二醇，檢查前8 h禁食，排空大小便，檢查前10 min肌內(nèi)注射10 mg山莨菪堿以降低腸道蠕動(dòng)，伴有前列腺增生、青光眼、心臟病患者禁用山莨菪堿，所有受試者均符合MRI檢查標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.圖像掃描 所有患者均采用美國(guó)GE 750W 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀進(jìn)行掃描，患者取仰臥位，囑咐患者精神放松呼吸均勻，先進(jìn)行常規(guī)MRI序列掃描，由頭部先進(jìn)入，采用8通道相控陣體線圈以前正中線與恥骨聯(lián)合上2橫指處為定位中心，分別進(jìn)行常規(guī)盆腔矢狀位快速自旋回波T2W1、軸位HR T2W1（垂直于腫瘤所在的直腸管長(zhǎng)軸）、軸位TSE T1W1、T2脂肪擬制像等。而后行DWI掃描，掃描層面與軸位T2W1保持一致，通過(guò)矢狀位掃描確定直腸癌位置并進(jìn)行定位，進(jìn)一步行高分辨軸位、矢狀位TSE T2W1、冠狀位序列掃描及增強(qiáng)掃描。掃描過(guò)程中保證軸、冠狀位的掃描層面與直腸長(zhǎng)軸平行或垂直。首先整體觀察盆腔情況確定腫瘤位置，再對(duì)病灶部位進(jìn)行小范圍高分辨掃描，確定浸潤(rùn)厚度及轉(zhuǎn)移情況。DWI掃描參數(shù)：b值取0～800 s/mm2，采用單次激發(fā)平面回波成像技術(shù)，信號(hào)平均次數(shù)=2，視野：400 mm×350 mm，矩陣180×256，掃描層數(shù)為18層，層厚6 mm，層間距1 mm，整體序列掃描供需30～40 min。另外，所有患者均行DCE-MRI掃描：通過(guò)高壓注射器注射對(duì)比劑釓噴替酸葡甲胺（30 ml），同時(shí)采用三維穩(wěn)態(tài)毀損梯度回返采集序列（3DE-SPGR）進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，連續(xù)掃描15～25個(gè)時(shí)相，掃描時(shí)間為180～360 s。

2.3.圖像處理 選擇清晰、偽影較少的圖片進(jìn)行判定劑測(cè)量，原始圖像上傳至專(zhuān)用軟件進(jìn)行處理矯正，利用校正后的圖片重建軸表觀擴(kuò)散系數(shù)ADC圖，在圖上測(cè)量直腸癌的ADC值，選取腫瘤ADC圖顯示最大層面的及上下2個(gè)層面，手動(dòng)劃出感興趣區(qū)（ROI）結(jié)合T2W1軸位參數(shù)確定病變位置及范圍。ROI選取原則：形態(tài)可為圓形或橢圓形，具體性狀可根據(jù)病變范圍調(diào)整，面積大小盡量保持一致，盡可能多地包括腫瘤的實(shí)質(zhì)部分，避開(kāi)血管、壞死或偽影干擾部分。所有圖像處理均由2名圖像分析師共同判定完成。

2.4.MRI的T分期標(biāo)準(zhǔn)［5］T1期：腫瘤局限于黏膜內(nèi)，所有掃描序列顯示腸道肌層黏膜完整；T2期：肌層外緣光滑平整，周?chē)疚匆?jiàn)異常，腫瘤信號(hào)未達(dá)肌層；T3期：腫瘤信號(hào)突破肌層或漿膜層，肌層或漿膜層毛糙呈鋸齒樣改變，周?chē)居挟惓Ｐ盘?hào)，未干擾到鄰近器官；T4期：腫瘤信號(hào)與鄰近器官分界不清，鄰近組織信號(hào)異常。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 22.0處理數(shù)據(jù)，年齡、ADC值等符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、方差比率檢驗(yàn)；性別、疾病類(lèi)型及分期等計(jì)數(shù)資料用例或%表示，采用χ2檢驗(yàn)，以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.直腸癌患者癌細(xì)胞分化程度與ADC值及Ktrans值的關(guān)系

150例患者病理學(xué)結(jié)果顯示，黏液腺癌患者16例，ADC均值為（1.179±0.173）mm2/s，黏膜性腺癌患者134例，ADC均值為（0.896±0.141）mm2/s，黏液腺癌組ADC值顯著高于黏膜性腺癌組（t=4.328，P＜0.05）；根據(jù)分化程度黏膜性腺癌組高、中、低分化腺癌患者分別為42例、55例、37例，其ADC值隨分化程度的升高而升高，Ktrans值隨分化程度的升高而降低，且組間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 直腸癌患者癌細(xì)胞分化程度與ADC值的關(guān)系（±s）

表1 直腸癌患者癌細(xì)胞分化程度與ADC值的關(guān)系（±s）

注：與高分化腺癌患者相比，aP＜0.05；與中分化腺癌患者相比，bP＜0.05；ADC：表觀擴(kuò)散系數(shù)；Ktrans：動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描定量參數(shù)

癌細(xì)胞分化程度高分化腺癌中分化腺癌低分化腺癌F值P值例數(shù)42 55 37 ADC值（×10-3 mm2/s）Ktrans值（min）0.903±0.146 1.122±0.231a 1.391±0.250ab 51.125＜0.001 1.047±0.153 0.894±0.147a 0.726±0.136ab 47.548＜0.001

2.直腸癌患者術(shù)前DWI檢測(cè)T分期與術(shù)后病理結(jié)果比較

術(shù)前DWI檢測(cè)T1、T2、T3、T4期的準(zhǔn)確率分別為83.33%、86.36%、94.67%、89.47%，總準(zhǔn)確率為90.67%，誤診14例（分期不足6例，過(guò)度分期8例）。其中，T1期4例誤診為過(guò)度分期；T2期4例誤診，2例為分期不足，2例為過(guò)度分期；T3期5例誤診，3例為分期不足，2例為過(guò)度分期；T4期1例為分期不足。見(jiàn)表2。

表2 150例直腸癌患者術(shù)前DWI檢測(cè)T分期與術(shù)后病理結(jié)果比較

3.直腸癌患者術(shù)前DCE-MRI檢測(cè)T分期與術(shù)后病理結(jié)果比較

術(shù)前DCE-MRI診斷T1、T2、T3、T4期的準(zhǔn)確率分別為78.57%、88.64%、95.95%、94.44%，總準(zhǔn)確率為92.00%，誤診11例（分期不足6例，過(guò)度分期5例）。其中T1期3例誤診均為過(guò)度分期；T2期3例誤診，2例為分期不足，1例為過(guò)度分期；T3期5例誤診，4例為分期不足，1例為過(guò)度分期；T4期1例誤診為分期不足。見(jiàn)表3。

表3 150例直腸癌患者術(shù)前DCE-MRI檢測(cè)T分期與術(shù)后病理結(jié)果比較

4、直腸癌患者術(shù)前DWI結(jié)合DCE-MRI檢測(cè)T分期與術(shù)后病理結(jié)果比較

術(shù)前DWI結(jié)合DCE-MRI診斷T1、T2、T3、T4期的準(zhǔn)確率分別為92.31%、93.02%、97.30%、90.00%，總準(zhǔn)確率為94.67%，誤診8例（分期不足3例，過(guò)度分期5例）。其中T1期2例誤診為過(guò)度分期；T2期2例誤診，1例為分期不足，1例為過(guò)度分期；T3期4例誤診，2例為分期不足，2例為過(guò)度分期；T4期無(wú)誤診。見(jiàn)表4、圖1。

圖1 患者，男，51歲，以腹部不適，便血半月入院，高分化T4期黏膜腺癌患者磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）結(jié)合動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像（DCE-MRI）掃描特征。A：DWI可見(jiàn)腫塊彌散受限，呈高信號(hào)，b值800；B：T2壓脂冠狀位，可見(jiàn)腸腔內(nèi)偏右側(cè)見(jiàn)略高信號(hào)，形態(tài)不規(guī)則；C：T2常規(guī)FSE序列見(jiàn)條形腫塊；D：T2壓脂增強(qiáng)掃描可見(jiàn)腫塊明顯不均勻強(qiáng)化；E：ADC圖顯示病灶，ADC值位0.77～1.03

表4 150例直腸癌患者術(shù)前DWI結(jié)合DCE-MRI檢測(cè)T分期與術(shù)后病理結(jié)果比較

討 論

直腸癌患者主要通過(guò)外科手術(shù)方式進(jìn)行治療，根據(jù)術(shù)后病理分析可進(jìn)行術(shù)后放化療輔助治療，以提高腫瘤細(xì)胞清除率，降低術(shù)后復(fù)發(fā)率。因而，術(shù)前分期診斷的準(zhǔn)確性對(duì)治療方案的制定具有重要意義［12-13］。

磁共振DWI是近年來(lái)被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的腫瘤影像學(xué)分期診斷手段，其通過(guò)檢測(cè)體內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)來(lái)反映機(jī)體病變，具有較高的軟組織分辨率，采用多層掃描法可清楚地顯示腸壁各層結(jié)構(gòu)，同時(shí)可進(jìn)行多參數(shù)、多序列、多方位綜合成像，具有較高的診斷準(zhǔn)確性［14-16］。ADC值是直接反映腫瘤組織中水分子擴(kuò)散情況的指標(biāo)，其往往受運(yùn)動(dòng)、呼吸、胃腸蠕動(dòng)等因素干擾，因此DWI掃描前往往需要患者保持心態(tài)平和，服用山莨菪堿降低腸道蠕動(dòng)以減少信號(hào)干擾，對(duì)于腫瘤患者而言，其細(xì)胞分裂增殖速度較快，因而異構(gòu)性增加，水分?jǐn)U散受到限制，故而呈現(xiàn)為ADC值降低，DWI值出現(xiàn)高信號(hào)［17］。相關(guān)研究報(bào)道，ADC值與腫瘤細(xì)胞的增殖分化相關(guān)，分化程度較差的腫瘤細(xì)胞密度相對(duì)較大，細(xì)胞數(shù)目及膜性屏障作用較大，導(dǎo)致其水分?jǐn)U散受到限制，故而ADC值較小［18-19］。本研究中納入的150例患者中134例為黏膜性腺癌，16例為黏液腺癌，其中黏膜性腺癌患者分化程度與ADC值呈正相關(guān)，且高、中、低分化水平ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與上述研究結(jié)果相一致。此外，黏液腺癌患者的ADC值顯著高于黏膜性腺癌患者，這可能是與黏液腺癌患者的細(xì)胞內(nèi)黏液成分較多，其水分子擴(kuò)散受到的限制較小相關(guān)。腫瘤分期診斷中DWI檢測(cè)直腸癌分期總準(zhǔn)確率為90.67%，T1、T2、T3、T4期的準(zhǔn)確率分別為83.33%、86.36%、94.67%、89.47%，診斷效能較高，翁曉燕等［20］的研究中，整體準(zhǔn)確率為90.59%與本研究結(jié)果相近，證明本研究在納入樣本量及分期情況符合臨床研究規(guī)律。

DCE-MRI則通過(guò)反應(yīng)腫瘤血管結(jié)構(gòu)來(lái)評(píng)估腫瘤的發(fā)生、增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移情況，與正常組織血管相比，腫瘤血管主要表現(xiàn)為紊亂、廣泛吻合的血管網(wǎng)，不具備動(dòng)、靜脈、毛細(xì)血管，在形態(tài)及功能上都異于正常組織血管，故而影像學(xué)檢查中主要表現(xiàn)為血管通透性及血流灌注異常，DCE-MRI以此為依據(jù)診斷腫瘤分期［21-23］。與DWI不同的是，DCE-MRI能夠直接說(shuō)明腫瘤的血流動(dòng)力學(xué)特征及病變狀態(tài)，可結(jié)合藥代動(dòng)力學(xué)模型定量分析病變濃度變化情況，臨床上可用于輔助指導(dǎo)化療療效及預(yù)后診斷［24］。DCE-MRI參數(shù)中最具代表意義的是Ktrans值，它表示單位時(shí)間內(nèi)、單位體積組織中血液進(jìn)入血管外及細(xì)胞外間隙的對(duì)比劑量，一般惡性程度越高的腫瘤組織，其血管通透能力越強(qiáng)，Ktrans值也就越高。本研究中，腫瘤分化程度越低，其Ktrans值越大，提示隨著腫瘤組織增殖，其血管封閉及紊亂程度就越高，故而其單位時(shí)間內(nèi)血液流量越大［25-26］。關(guān)于Ktrans值與腫瘤分化程度的關(guān)系相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少，以待進(jìn)一步擴(kuò)大研究進(jìn)行驗(yàn)證。在分期診斷方面，本研究DCE檢測(cè)直腸癌分期總準(zhǔn)確率為92.00%，T1、T2、T3、T4期的準(zhǔn)確率分別為78.57%、88.64%、95.95%、94.44%，略高于DWI。分析其原因?yàn)?，與水分子擴(kuò)散相比，水分子通透性可更為直觀反映腫瘤的浸潤(rùn)范圍及擴(kuò)散程度，而對(duì)T1、T2期診斷準(zhǔn)確率相對(duì)較低可能是由于早期腫瘤擴(kuò)散范圍有限，其血管分布較少，故診斷分期誤差較大［27-28］。此外，本研究將二者聯(lián)合應(yīng)用診斷腫瘤分期總準(zhǔn)確率為94.67%，T1、T2、T3、T4期的準(zhǔn)確率分別為92.31%、93.02%、97.30%、90.00%，聯(lián)合診斷效能較高，劉靜等［27］采用DWI結(jié)合DCE-MRI術(shù)前診斷直腸癌分期的總準(zhǔn)確率為88.5%，略低于本研究，分析可能與納入樣本量、腫瘤分期比例、檢測(cè)人員的專(zhuān)業(yè)度等因素相關(guān)。故而本研究認(rèn)為，臨床實(shí)踐中，可采用DWI結(jié)合DCE-MRI聯(lián)合診斷的方式進(jìn)行腫瘤術(shù)前診斷，以提高其診斷準(zhǔn)確性。本研究的不足之處在于未對(duì)腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移的診斷效果進(jìn)行分析，以待后續(xù)研究補(bǔ)足。

綜上所述，在直腸癌T分析診斷中應(yīng)用DWI及DCE-MRI聯(lián)合檢查技術(shù)有助于提高分期診斷的準(zhǔn)確性，值得推廣。