基于3.0T MR增強影像構建鑒別結直腸癌周圍癌結節(jié)與轉移性淋巴結的預測模型

周之懷,王龍勝,劉三春,張玉,朱越

結直腸癌周圍腫瘤沉積(tumor deposits,TD)指原發(fā)腫瘤鄰近部位的脂肪或系膜內(nèi)出現(xiàn)的無淋巴、血管及神經(jīng)組織結構的結節(jié),且與原發(fā)病灶不相連。美國癌癥聯(lián)合委員會(American Joint Committee on Cancer,AJCC)第8版結直腸癌TNM分期中將無區(qū)域淋巴結轉移的結直腸癌伴有TD歸為N1c期[1]。TD在結直腸癌患者中發(fā)生率較高,尤其在臨床Ⅲ期以上患者中,結直腸癌TD陽性患者的總生存率和無病生存率明顯低于陰性患者,TD是影響結直腸癌術后復發(fā)和預后的獨立危險因素[2-4]。TD陽性比發(fā)生淋巴結轉移的結直腸癌患者的預后更差[5]。在相同淋巴結分期的結直腸癌中,發(fā)生TD的結直腸癌具有更高的侵襲性及更差的預后[6-7]。因此,對TD陽性患者需要積極治療和密切隨訪。本研究通過分析結直腸癌周圍TD與轉移淋巴結(metastatic lymph nodes,MLN)的相關MRI表現(xiàn)并建立預測模型,旨在提高對二者的鑒別診斷能力,從而指導臨床制訂個體化的有效治療方案。

材料與方法

1.臨床資料

連續(xù)搜集2020年1月-2023年1月本院收治的106例結直腸癌伴有灶周結節(jié)患者的病例資料。納入標準:①原發(fā)病灶及灶周結節(jié)均經(jīng)手術病理確診,術前MRI對結節(jié)位置、形態(tài)及大小具體分析,術中將原發(fā)腫瘤連同周圍的脂肪、系膜及結節(jié)一起切除,標本切除后根據(jù)MRI圖像對結節(jié)進行分組標記,確保獲得的病理結果與MRI圖像上顯示的結節(jié)是對應的;②術前一周內(nèi)行MRI增強及DWI檢查,且圖像質量達到診斷要求;③結節(jié)與原發(fā)腫瘤的距離≤5.0 cm[8],且結節(jié)短徑≥7 mm,避免過小造成測量誤差;④臨床資料完整,應該包括血清腫瘤標志物(CEA、CA19-9和CA50)檢測結果,腫瘤的部位、分化程度和周圍脈管和神經(jīng)侵犯情況,以及灶周結節(jié)的數(shù)目和病理類型等。排除標準:①MRI圖像上的結節(jié)與切除標本無法完全對應;②術前行化療或放療等抗腫瘤治療;③合并其它部位的原發(fā)惡性腫瘤;④因腸蠕動偽影或腸內(nèi)容物影響較重等原因,MRI圖像質量不佳。

106例中,男61例,女45例;年齡43～77歲,平均(60.8±10.7)歲。22例TD患者,共發(fā)現(xiàn)28個TD和32個MLN;84例僅發(fā)現(xiàn)鄰近區(qū)域淋巴結轉移,共計150個MLN。

2.MRI檢查方法

使用GE Discovery 750w 3.0T超導MR掃描儀、腹部專用線圈和呼吸門控技術,掃描前對患者進行有效地呼吸訓練,主要掃描序列和參數(shù)如下。①T1WI:TR 360～510 ms,TE 8.2～14.8 ms;②呼吸觸發(fā)脂肪抑制FSE序列橫軸面T2WI:TR 5200 ms,TE 81～90 ms;③單次激發(fā)SE-EPI DWI:b=1000 s/mm2,TR 4800 ms,TE 81 ms;④FRFSE T2WI:TR 3000 ms,TE 103 ms,層厚4 mm、層間距1 mm、視野38 cm×38 cm、矩陣288×224(橫軸面)或層厚3 mm、層間距1 mm、視野37 cm×37 cm、矩陣224×224(冠狀面)。

增強掃描使用對比劑Gd-DTPA,劑量0.1 mmol/kg,流率3.0 mL/s,分別行橫斷面、矢狀面和冠狀面掃描,掃描序列為肝臟快速容積成像(liver acceleration vo-lume acquisition,LAVA ),掃描參數(shù):TR 4.5 ms,TE 1.7 ms,層厚4 mm、層距2 mm(橫軸面)或層厚5 mm、層距2 mm(冠狀面、矢狀面),視野38 cm×38 cm,矩陣288×220。

3.圖像分析

主要觀察原發(fā)腫瘤的部位、周圍結節(jié)的數(shù)目、形態(tài)、短徑、在ADC圖上的信號特點、強化方式及強化率特點。結節(jié)數(shù)目依據(jù)AJCC區(qū)域淋巴結轉移分期分為1枚(N1a期)、2～3枚(N1b期)及>3枚(N2期);結節(jié)形態(tài)分為光整和不光整(分葉或毛糙);結節(jié)強化方式主要包括均勻強化、環(huán)形強化及不均勻強化。

圖像數(shù)據(jù)分析:在GE PACS系統(tǒng)中分別于增強前、后橫軸面LAVA圖像及ADC圖上在結節(jié)內(nèi)勾畫ROI,應避開液化壞死部分,ROI大小15～20 mm2,分別測量結節(jié)在增強前、后的信號強度和ADC值,計算結節(jié)強化率:(增強后信號強度-增強前信號強度)/增強前信號強度×100%。每個結節(jié)各項指標需分別測量3次,取3次的平均值作為最終結果。

4.統(tǒng)計學方法

使用SPSS 20.0 統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。呈正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差表示,組間比較采用獨立樣本t檢驗;分類變量采用χ2檢驗或Fisher精確檢驗,等級變量采用Wilcoxon符號秩和檢驗。對組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)的變量進行二元logistic回歸分析,確定鑒別結直腸癌周圍TD與MLN的獨立影響因素并建立預測模型,采用ROC曲線分析獨立影響因素和預測模型的鑒別診斷效能。以P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義。

結 果

1.臨床資料的比較

TD組和MLN組臨床和病理資料的比較結果見表1。患者性別和年齡、CA19-9和CA50水平、腫瘤發(fā)生部位、分化程度及周圍脈管和神經(jīng)侵犯情況的差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),而腫瘤周圍結節(jié)的數(shù)目及CEA水平的差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

表1 TD組和MLN組臨床和病理資料的比較

2.灶周結節(jié)MRI特征的比較

兩種類型灶周結節(jié)的MRI征象的比較詳見表2和圖1～2。兩組之間結節(jié)強化方式的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),而結節(jié)形態(tài)、短徑、ADC值及強化率的差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

圖1 男性患者,71歲,直乙狀結腸交界段癌周圍TD。a)壓脂橫軸面T2WI示直乙狀結腸交界段腸壁不規(guī)則腫塊(長箭),左側鄰近區(qū)域可見類圓形小結節(jié)(短箭),病理證實為TD;b)橫軸面DWI示TD形態(tài)不規(guī)則,周邊可見毛刺,ADC值約為0.73×10-3mm2/s;c)橫軸面增強掃描示結節(jié)呈輕度強化,強化率為61.3%,短徑約為14.3mm。

表2 結直腸癌周圍TD與轉移淋巴結MRI特征比較

3.診斷效能的評估

將組間差異有統(tǒng)計學意義的四個MRI特征納入二元logistic回歸分析,結果顯示結節(jié)強化率和短徑是預測TD的獨立影響因素(P<0.05),詳見表3。

表3 結節(jié)MRI特征二元logistic回歸分析結果

ROC曲線分析結果:當結節(jié)強化率<75.0%時,診斷TD的AUC、敏感度和特異度分別為0.869、83.2%和80.1%(圖3);當結節(jié)短徑>10.45 mm時,診斷TD的AUC、敏感度和特異度分別為0.719、67.7%、73.6%(圖4)。

圖3 結節(jié)強化率鑒別結直腸癌周圍TD與MLN的ROC曲線圖,AUC=0.869。

二元logistic回歸建立的預測模型的AUC為0.872(圖5),高于單項指標(結節(jié)強化率和短徑);當截斷值為0.583時,預測模型對結直腸癌周圍TD與MLN的鑒別診斷效能較好,其診斷符合率、敏感度和特異度分別是89.7%、84.6%和73.5%。

討 論

結直腸癌是臨床上比較常見的消化道惡性腫瘤,具有較高的死亡率[9],國內(nèi)外文獻報道臨床Ⅲ期結直腸癌患者TD陽性率≥26%[10-11]。本研究中納入的106例結直腸癌患者中,發(fā)現(xiàn)周圍TD者占比為20.8%(22/106)。Wang等[12]認為出現(xiàn)1個TD結節(jié)的權重等同于2枚MLN,據(jù)此進行預后評估時的準確性要優(yōu)于AJCC第8版TNM分期。TD陽性結直腸癌患者需要積極化療以控制局部復發(fā),減少腫瘤細胞的遠處播散,從而提高患者的生存率,使患者受益[13]。TD的發(fā)生與結直腸癌KRAS基因突變具有高度相關性,術前TD的診斷可輔助臨床醫(yī)師選擇針對性的靶向治療[14-15];此外,對于術前預測TD陽性的患者,可指導外科醫(yī)師在手術中對TD周圍脂肪組織應完整切除[15]。

臨床資料中,結直腸癌周圍TD組與MLN組患者在性別、年齡、腫瘤發(fā)生部位及血清腫瘤標記物(CA19-9和CA50)水平的差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),與國內(nèi)外許多文獻報道的結果類似[14,16-17]。秦瓊等[11]的研究結果顯示右半結腸癌較左半結腸癌更容易發(fā)生周圍TD,但也有部分研究中發(fā)現(xiàn)左半結腸癌和直腸癌發(fā)生TD的風險較高[2,13]。本組資料中,直乙狀結腸交界、直腸及乙狀結腸原發(fā)腫瘤發(fā)生TD的比例高于其它部位。國外許多文獻報道TD陽性結直腸癌的腫瘤分化較差,侵犯鄰近血管和神經(jīng)的風險較高[3,18],本研究中,TD組腫瘤分化程度較低,侵犯鄰近血管和神經(jīng)的概率要高于MLN組,但兩組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),可能與TD組病例數(shù)偏少有關,有待于今后增大樣本量進一步研究證實。楊彥松等[19]報道血清腫瘤標記物CEA升高是直腸癌淋巴結轉移和/或發(fā)生TD的獨立預測因素,Chen等[13]研究指出CEA水平異常升高的結直腸癌患者發(fā)生TD的風險較高且預后較差。本研究中與MLN組比較,TD組中血清CEA水平增高患者的占比更大,且結直腸腫瘤周圍結節(jié)的數(shù)目更多,組間差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。22例TD陽性患者中,20例(90.91%)周圍還伴有淋巴結轉移,2例(9.09%)只有TD存在,22例患者共計28個TD,具體為17例1個TD,4例2個TD,1例3個TD。Bai等[2]研究指出隨著TD數(shù)目增多,結直腸癌患者的預后越差。

AJCC第5版結直腸癌TNM分期中以結節(jié)直徑來界定TD與MLN,岳思宇等[20]研究指出TD陽性組淋巴結的長徑、短徑和面積均大于TD陰性組。本研究中,TD組的短徑大于MLN組,且差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.001);ROC曲線分析結果顯示結節(jié)短徑>10.45 mm是預測TD的獨立影響因素,其敏感度和特異度分別為67.7%和73.6%,有文獻報道隨著TD直徑增大,結直腸癌患者的預后會更差,生存率更低[21]。AJCC第6版中強調(diào)結節(jié)形態(tài)和輪廓是區(qū)分TD與MLN的重要因素,羅錦文等[22]報道TD外形多較大且不規(guī)則,因TD內(nèi)腫瘤細胞向各個方向生長不一致而出現(xiàn)分葉狀形態(tài)及邊緣毛糙或毛刺征。本組資料中,TD組中形態(tài)不規(guī)則結節(jié)的占比明顯高于MLN組(60.71% vs.36.26%)。Luo等[23]研究指出結直腸癌周圍孤立TD對于患者預后的影響與周圍神經(jīng)浸潤相當,結直腸癌德爾菲共識建議將起源于壁外靜脈、周圍神經(jīng)和淋巴結浸潤的腫瘤結節(jié)都歸為TD[24]。本研究中,TD組平均ADC值小于MLN組,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。有研究中發(fā)現(xiàn)在CT平掃圖像上TD的密度高于MLN,但強化率要低于MLN[8,22]。岳思宇等[20]的研究中利用雙能CT術前預測結直腸癌周圍TD,結果顯示TD陽性組結直腸癌患者淋巴結碘濃度、標準化碘濃度及能譜曲線斜率均小于TD陰性組,證實了TD內(nèi)部相對乏血供,也印證了AJCC第8版中明確定義TD內(nèi)無淋巴、血管及神經(jīng)組織結構。本研究中二元logistic回歸分析結果顯示結節(jié)強化率也是預測TD的的獨立影響因素(P<0.05);當結節(jié)強化率<75.0%,其敏感度和特異度分別為83.2%和80.1%。以結節(jié)的強化率和短徑這2項MRI特征構建聯(lián)合預測模型,其效能高于單一指標,當其截斷值為0.583時,診斷符合率、敏感度和特異度分別為89.7%、84.6%和73.5%。

綜上所述,TD陽性的結直腸癌患者常合并有淋巴結轉移、血清腫瘤標記物CEA水平異常增高結合MRI特征(結節(jié)強化率<75.0%和短徑>10.45 mm)有利于TD的診斷,所構建的影像預測模型的準確性、敏感性和特異性均較高,有助于結直腸癌周圍TD與MLN的鑒別,值得臨床推廣應用。