3.0T MRI體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)彌散加權(quán)成像對(duì)直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)良惡性診斷的初步研究

唐麗麗，王 娟，那曼麗，張 濱（通信作者）

（北京大學(xué)首鋼醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科 北京 100041）

直腸癌（colorectal cancer，CRC）是比較常見的一種消化道惡性腫瘤，在惡性腫瘤中具有較高的發(fā)病率，居于第3位，并且呈現(xiàn)出逐年升高的特點(diǎn)，尤其是具有年輕化的特點(diǎn)，已經(jīng)成為危害人們身心健康的一種重要疾病[1]。臨床上直腸癌的治療主要依靠外科手術(shù)和/或結(jié)合放化療等多學(xué)科綜合治療，而淋巴結(jié)分期是決定直腸癌患者是否需要新輔助化療的重要因素之一[2]。美國國家癌癥綜合網(wǎng)絡(luò)（National Comprehensive Cancer Network，NCNN）2015年第2版直腸癌臨床實(shí)踐指南中指出“T3、T4期或任何TN+的腫瘤”應(yīng)行術(shù)前新輔助治療，能夠降低直腸癌術(shù)后的局部復(fù)發(fā)率。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）具有較高的軟組織分辨率，并且具有諸多的優(yōu)點(diǎn)如多參數(shù)成像、多方位直接成像、無放射損傷等，再加上直腸的解剖位置比較固定，所以MRI成像也是直腸癌診斷和術(shù)前分期的一個(gè)有效手段。但是有研究指出，MRI只能對(duì)病變形態(tài)學(xué)信息進(jìn)行獲取，而不能將病變功能變化充分顯示出來；而體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)-彌散加權(quán)成像（intravoxel incoherent motiondiffusion weighted imaging，IVIM-DWI）作為可以對(duì)體素微觀運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述的一種成像方法，不僅能夠?qū)M織中的水分子運(yùn)動(dòng)定量參數(shù)進(jìn)行獲取，還能將組織的灌注情況充分反映出來，尤其是水分子的擴(kuò)散情況，并且具有較高的準(zhǔn)確度和敏感度[3]。因此，本文對(duì)直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)良惡性鑒別診斷中運(yùn)用IVIM-DWI的臨床效果進(jìn)行了分析，具體如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年1月—2021年5月期間于北京大學(xué)首鋼醫(yī)院確診的63例直腸癌患者為研究對(duì)象，年齡34～82 歲，平均（57.5±7.1）歲，其中27例為女性，36例為男性。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者術(shù)前均行常規(guī)MRI+IVIMDWI檢查；②病理診斷為直腸腺癌，且N分期資料完整；③檢查前未行新輔助治療，檢查后1～2周內(nèi)行全直腸系膜切除術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前行新輔助治療；②盆腔曾做過手術(shù)者；③IVIM-DWI圖像質(zhì)量差，淋巴結(jié)顯示不清者。

1.2 方法

所有患者均行IVIM-DWI檢查，儀器采用3.0T GE signa HD超導(dǎo)磁共振掃描儀，采用ADW4.6工作站和Functool（MADC）軟件進(jìn)行后處理，具體操作如下。檢查前1 d，給予患者開塞露幫助排便，檢查前囑患者將膀胱排空，不能空腹饑餓，避免腸蠕動(dòng)亢進(jìn)，并且檢查前40 min，給予患者654-2注射，抑制腸蠕動(dòng)。掃描序列、參數(shù)設(shè)定如下，①矢狀位T2WI，即FSE，TR 3 600 ms，TE 90 ms，F(xiàn)OV 25，矩陣：288×256，NEX：4，ETL：17，掃描范圍以直腸為中心進(jìn)行20層掃描，層厚4 mm，層間距0.4 mm，掃描時(shí)間4 min；②DWI，TR 5 800 ms，TE 70 ms，F(xiàn)OV 33，矩陣：192×192，NEX：4，進(jìn)行9個(gè)b值掃描（0、50、100、150、200、400、600、800、1 000 s/mm2），掃描范圍上緣包括骶骨前方直腸上動(dòng)脈，下緣包括肛門直腸環(huán)水平，低位直腸癌下緣需包括肛門，層厚5 mm，層間距1 mm，掃描時(shí)間7 min；③軸位T2WI，即FSE，TR 9 000 ms，TE 100 ms，F(xiàn)OV 20，矩陣：288×256，NEX：5，ETL：22，掃描范圍同DWI，層數(shù)約40～45層，層厚3 mm，層間距：0.3 mm，掃描時(shí)間11 min；④斜軸位T2WI，即FSE，TR 5 000 ms，TE 100 ms，F(xiàn)OV 20，矩陣：288×256，NEX：4，ETL：17，掃描范圍以病灶為中心并將病灶完整包括，定位線垂直病灶區(qū)域腸管走行方向，層厚3 mm，層間距0.3 mm，掃描時(shí)間6 min；⑤冠狀位T2WI，即FSE，TR 4 300 ms，TE 100 ms，F(xiàn)OV 26，矩陣：288×256，NEX：4，ETL：17，掃描范圍前緣包括腹主動(dòng)脈，后緣將直腸后壁完整包括，層數(shù)20層，層厚4 mm，層間距0.4 mm，掃描時(shí)間5 min；⑥軸位增強(qiáng)T1WI，即LAVA-FLEX，TR 3.5 ms，TE 1.5 ms，F(xiàn)OV 36，矩陣：288×256，NEX：1.5，掃描范圍同DWI、軸位T2WI，預(yù)掃及增強(qiáng)7期掃描，層厚5 mm，層間距0，掃描時(shí)間4 min；⑦矢狀位增強(qiáng)T1WI，LAVA-FLEX，TR 7.9 ms，TE 2.1 ms，F(xiàn)OV 35，矩陣：224×256，NEX：2.3，掃描范圍以直腸為中心進(jìn)行52層掃描，層厚4 mm，層間距0，掃描時(shí)間1 min。

所有MRI圖像均由2名年資高且經(jīng)驗(yàn)豐富的影像診斷醫(yī)師負(fù)責(zé)影像診斷及腫瘤N分期，如果不能統(tǒng)一意見，則通過協(xié)商獲得一致。而腫瘤TNM分期則以美國癌癥聯(lián)合委員會(huì)（American Joint Committee on Cancer，AJCC）與國際抗癌聯(lián)盟（International Union Against Cancer，UICC）制定的第七版腫瘤、淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（the tumor，node and metastasis，TNM）分期系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)，如表1。

表1 TNM分期標(biāo)準(zhǔn)

全直腸系膜切除術(shù)后，由病理科及放射科醫(yī)生共同完成淋巴結(jié)在標(biāo)本上與MRI圖像之間的匹配；根據(jù)病理結(jié)果分為轉(zhuǎn)移組及非轉(zhuǎn)移組。

1.3 數(shù)據(jù)傳輸與圖像采集

將IVIM-DWI圖像傳輸?shù)胶筇幚砉ぷ髡荆肎E ADW 4.6工作站Functool中的多b值DWI后處理（MADC），選擇雙指數(shù)模型（bi-exponential model）進(jìn)行擬合，建立fast ADC圖、slow ADC圖、Fraction of Fast ADC圖，在IVIM-DWI上選取病灶最大層面勾畫感興趣區(qū)（ROI），盡量避開囊變、壞死、血管區(qū)域，并獲得相應(yīng)參數(shù)值（D、D*、F），測(cè)量三次，分別記錄每個(gè)參數(shù)值并計(jì)算平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的直腸癌組織IVIM各參數(shù)對(duì)比

63例患者中，31例（49.21%）合并淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（轉(zhuǎn)移組），其余32例（50.79%）無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（非轉(zhuǎn)移組）。轉(zhuǎn)移組與非轉(zhuǎn)移組D值分別為（0.755±0.297）×10-3mm2/ s、（1.077±0.293）×10-3mm2/ s，f值分別為（0.267±0.081）（0.321±0.109），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；轉(zhuǎn)移組與非轉(zhuǎn)移組ADC值分別為（1.219±0.222）×10-3mm2/ s、（1.344±0.399）×10-3mm2/ s，D*值分別為（11.653±6.035）×10-3mm2/s、（14.471±6.944）×10-3mm2/ s，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移的IVIM各參數(shù)比較（）

表2 直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移的IVIM各參數(shù)比較（）

組別例數(shù)D（×10-3 mm2/s）D*（×10-3 mm2/s）轉(zhuǎn)移組310.755±0.29711.653±6.035非轉(zhuǎn)移組321.077±0.29314.471±6.944 t 3.3481.302 P＜0.001＞0.050組別例數(shù)fADC值（×10-3 mm2/s）轉(zhuǎn)移組310.267±0.081.219±0.222非轉(zhuǎn)移組320.321±0.1091.344±0.399 t 4.8341.110 P＜0.050＞0.050

2.2 評(píng)價(jià)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷效能

運(yùn)用ROC曲線下面積（AUC）對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷效能進(jìn)行比較分析，結(jié)果顯示，在有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中，D值的AUC為0.731，見表3。

表3 淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷效能評(píng)價(jià)

3 討論

近年來，隨著人們生活水平的提高，飲食結(jié)構(gòu)和生活方式逐漸改變，再加上環(huán)境污染的影響，直腸癌在我國的發(fā)病率呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)，已經(jīng)成為危害人們身心健康的一種重要疾病[4]。當(dāng)前臨床在治療直腸癌時(shí)，手術(shù)是比較有效的一種方法，但是一些患者由于術(shù)前診斷不準(zhǔn)確或者不及時(shí)而導(dǎo)致治療最佳時(shí)機(jī)被延誤，所以術(shù)前完善影像學(xué)檢查對(duì)直腸癌的組織分化程度、TNM分期以及有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移進(jìn)行判斷尤為重要。MRI能夠多方位成像，具有較強(qiáng)的分辨能力，能夠獲取準(zhǔn)確的臨床分期信息，有助于早期診斷直腸癌，但是傳統(tǒng)MRI只能獲取病變形態(tài)學(xué)信息，不能將病變功能變化顯示出來；DWI能夠?qū)⒔M織內(nèi)部的生理病理和結(jié)構(gòu)改變反映出來，提高病變檢出率，但是以單指數(shù)函數(shù)模式為主，具有一定的局限性。而IVIM運(yùn)用雙指數(shù)模型，通過分離分子的灌注和擴(kuò)散情況，劃分人體內(nèi)的水分為血管外水和血管內(nèi)水，其中前者是細(xì)胞間液和細(xì)胞內(nèi)水，緩慢流動(dòng)，主要為表觀擴(kuò)散，以D值表示；后者則為人體內(nèi)血液中流動(dòng)的水，跟隨血液流動(dòng)，具有較快的速度，稱之為假擴(kuò)散，即D*值；而f值是整個(gè)組織容積中體素毛細(xì)血管容積所占的比值[5-6]。在IVIM中D值表示真實(shí)的水分子擴(kuò)散，f和D*則可以將組織的灌注信息充分反映出來，其中血管內(nèi)血流速度和毛細(xì)血管平均長度與D*有關(guān)，而f能夠?qū)⒔M織內(nèi)的毛細(xì)血管豐富程度充分反映出來。

在直腸癌局部復(fù)發(fā)或者預(yù)后的評(píng)估中，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是比較重要的一個(gè)因素。但是MRI術(shù)前對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移進(jìn)行評(píng)估的準(zhǔn)確性不高，并且與病理結(jié)果無法一一對(duì)應(yīng)[7-8]。在本次研究中，通過術(shù)前對(duì)原發(fā)腫瘤的IVIM相關(guān)參數(shù)值進(jìn)行測(cè)量來對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果顯示，D值隨著淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的出現(xiàn)而明顯下降，與國內(nèi)相關(guān)研究邱麟等[9]報(bào)道基本一致，提示腫瘤分子的擴(kuò)散狀態(tài)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況有關(guān)。分析原因主要為D值可以將分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)充分反映出來，其中腫瘤的惡性程度與D值呈反比，則淋巴結(jié)更容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)移。韓帥等[10]在研究中發(fā)現(xiàn)，在直腸癌D分期中雖然D值比較無差異，但是D值隨著腫瘤N分期的升高而明顯下降。本次研究發(fā)現(xiàn)，雖然f和D*能夠?qū)⒚?xì)血管的灌注充分反映出來，但是對(duì)腫瘤組織分化程度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的判斷意義不大。

綜上所述，IVIM圖像提供的f、D*、D可以將腫瘤組織的生理病理狀態(tài)充分反映出來，其中D值在直腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移診斷中具有較高的價(jià)值。