高分辨薄層直腸核磁共振新序列（3.0T RESOLVE-DWI）在直腸癌臨床分期中的價值評估

丁靜靜 羅金龍,2 曾瑞騰 孫家瑜 邢麗紅 張洪靜 劉雪婷 李媛 楊烈周總光

結直腸癌（colorectal cancer，CRC）是危害人類健康的常見惡性腫瘤，在全球范圍內發(fā)病率分居男性、女性惡性腫瘤的第3、第2位。在中國，結直腸癌發(fā)病率和死亡率均位居惡性腫瘤第5位，呈逐年遞增趨勢，年增長率分別為4.2%、1.6%［1］。早診早治和規(guī)范化診療是降低結直腸癌死亡率的根本途徑。按照規(guī)范化診療要求，應采用影像學進行準確的TNM臨床分期，根據(jù)不同分期制定個體化綜合治療方案。對于直腸癌，臨床分期為Ⅰ期的患者可直接行根治性手術，而Ⅱ/Ⅲ期患者大多數(shù)需行新輔助放化療［2］。直腸癌的影像學評估手段包括CT、經(jīng)直腸腔內超聲和MRI。CT的主要價值在于進行胸腹部遠處臟器的評估，即M分期，對于腫瘤局部T、N分期的準確性低。MRI和經(jīng)直腸腔內超聲對于腫瘤局部T、N分期的診斷準確性優(yōu)于CT，但經(jīng)直腸腔內超聲的準確性受操作者的經(jīng)驗、水平影響大，且不能提供直觀的影像學資料，普通盆腔MRI受到掃描角度、層厚、分辨率等局限，對于T、N分期的價值也有限。

直腸高分辨薄層MRI針對直腸采用多角度掃描、層厚更薄、空間分辨率更高，評估T、N分期的準確性顯著優(yōu)于普通盆腔MRI，是目前進行直腸癌T、N分期的最佳影像學手段［3］。但是，目前直腸高分辨薄層MRI在直腸癌術前分期中存在以下問題：（1）現(xiàn)有序列分辨率、精度有待提高，限制了分期的準確性；（2）MRI術前T分期的準確性尚缺乏研究數(shù)據(jù)；（3）表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）與腫瘤 T 分期的相關性尚不明確，ADC值在判斷轉移性淋巴結中的價值存在爭議。近期，西門子公司推出了MRI新序列（3.0T RESOLVE-DWI）（https://static.healthcare.siemens.com），新序列具有顯著提高分辨率和清晰度，可望提高直腸癌術前T、N分期的準確性。本研究旨在評估高分辨薄層直腸MRI新序列（RESOLVE-DWI）對直腸癌術前臨床T分期判斷的準確性，ADC值與腫瘤T、N分期及分化程度的相關性。

資料與方法

一、臨床資料

收集2015年7月至2016年6月四川大學華西醫(yī)院收治的直腸癌病例。納入標準：（1）病理確診直腸癌；（2）已經(jīng)行直腸癌根治性手術；（3）行術前直腸RESOLVE-DWI掃描；（4）有完整的術后病理報告。排除標準：（1）非行直腸癌根治性手術；（2）行新輔助治療后未行再次行術前RESOLVEDWI掃描；（3）RESOLVE-DWI圖像質量差。以術后腫瘤標本的病理檢查結果為準，按照美國癌癥聯(lián)合委員會（American Joint Committee on Cancer，AJCC）/國際抗癌聯(lián)盟（The Union for International Cancer Control，UICC）結直腸癌TNM分期（2009）標準進行分期［4-5］。T分期按照 T1～T2，T3，T4分為三組；腫瘤分化程度按照低-中分化，中-高分化分為兩組；腫瘤N分期按照有無淋巴結轉移分為兩組；所有患者均按照術前是否行新輔助治療分別進行統(tǒng)計分析。

二、影像學資料

（一）設備及掃描參數(shù)

采用Siemens 3.0T Skyra MR掃描儀，Body 18通道相控陣列線圈。檢查前2 h肛注開塞露清腸道，腸腔內不使用任何對比劑，檢查時囑患者盡量保持平靜呼吸，減少身體運動。掃描序列及相關參數(shù)：軸位T2WI及DWI。T2WI軸位（與病變腸道垂直且包全盆腔），TR 4 680 ms，TE 96 ms，矩陣（Matrix）384×281，視野（FOV）236 mm×260 mm，層厚3 mm。RESOLVE-DWI，TR5 000 ms，TE 66 ms，矩陣（Matrix）128×128，視野（FOV）216 mm×216 mm，層厚4.5 mm，b值為0 s/mm、600 s/mm、1 000 s/mm。

（二）數(shù)據(jù)采集及ADC值測量

由兩位放射科磁共振診斷醫(yī)師在不清楚知病理結果的前提下分別對75例直腸癌患者進行T、N分期評估及ADC值測量，意見不一致時協(xié)商取得一致。根據(jù)T2WI圖像進行T分期，ADC值根據(jù)DWI圖像，分別于直腸腫瘤及直腸周圍淋巴結手動畫定感興趣區(qū)（region of interest，ROI），并將ROI復制到ADC圖上，測量整個腫瘤及周圍淋巴結ADC值，并取兩者平均值。ROI選取的基本原則：（1）ROI的形態(tài)主要根據(jù)病灶的具體形態(tài)來決定；（2）ROI的大小和位置的選擇應圍繞病灶一周大于總面積的2/3，避開空洞、腸腔氣體內容物及液化壞死物；（3）淋巴結/癌結節(jié)ADC值測量主要是＞2 mm的結節(jié)［6］（圖1）。

三、統(tǒng)計學分析

所有數(shù)據(jù)應用SPSS 22.0（Chicago，IL）處理，數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗采用單樣本正態(tài)分布檢驗，計量資料以均數(shù)±標準差表示，病理T分期與MRI T分期一致性比較采用Kappa檢驗，κ大于0.75認為一致性較好。ADC值與病理結果比較采用單因素方差分析，方差不齊時采用秩和檢驗，以P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義。

結 果

一、一般資料

共收集75例直腸癌，其中，男性患者49例，女性患者26例，平均年齡（61.81±12.39）歲；行新輔助放療5例，未行新輔助化療2例，行新輔助放化療10例，均未行術前化療58例；腫瘤下緣距肛緣距離（3.93±1.31）cm；術后病理TNM分期（pTNM）為Ⅰ期3例，Ⅱ期11例，Ⅲ期40例，Ⅳ期21例。

二、MRI T分期與病理的T分期對比

患者病理T分期與MRI T分期對照見表1。在未行新輔助治療組，病理分期為T1期的4例，MRI分期3例為T2、1例為T3，準確率為0；病理分期為T2期21例，MRI分期為T2期8例，準確率為38.1%；病理分期為T3期25例，MRI分期為T3期18例，準確率為72%；病理分期為T4期7例，MRI分期為T2期1例、T3期5例、T4期1例，準確率為14.3%，Kappa一致性檢驗顯示，病理T分期與MRI T分期一致性κ值為0.200。在行新輔助治療組，病理分期為T1期的2例，MRI分期1例為T1，準確率為50%；病理分期為T2期3例，MRI分期為T2期1例，準確率為33.3%；病理分期為T3期12例，MRI分期為T3期9例，準確率為75%；病理分期為T4期1例，MRI分期為T3期1例、T4期0例，準確率為0%。患者病理T分期與MRI T分期一致性κ值為0.270。見表1。

圖1 為ADC圖。1A：男，60歲，腫瘤位于直腸上段，病理分期：pT3，病灶ADC值：1 056.00±457.59；1B：男，83歲，腫瘤位于直腸中上段，病理分期：pT3，ADC值702.00±441.46；1C：男，61歲，圖中所示結節(jié)：編號1、位于乙狀結腸系膜區(qū)，直徑8 mm，ADC值1 194.00±235.28；編號2、位于乙狀結腸系膜區(qū)，直徑5 mm，ADC值902.00±122.61；編號3、位于乙狀結腸系膜區(qū)，直徑5 mm，ADC值1 196.00±121.59，病理分期：pN1c

三、ADC值與病理T、N分期及腫瘤分化程度相關性

直腸腫瘤ADC值在未行新輔助治療組（F=0.074，P=0.929）和行新輔助治療組（F=0.737，P=0.496）中均與病理T分期無顯著相關性。見表2。與腫瘤分化程度也無顯著相關性（未行新輔助治療組：F=0.076，P=0.783；新輔助治療組：F=4.385，P=0.627）。見表3。在未行新輔助治療的患者中，淋巴結ADC值在術后病理淋巴結陽性組高于淋巴結陰性組（F=0.073，P=0.012），而在新輔助治療組無統(tǒng)計學差異（F=0.035，P=0.793）。見表3和圖2。

討 論

本研究結果顯示，在未行新輔助治療組中，MRI的T分期準確性從病理分期T1、T2到T3呈逐漸升高趨勢，依次為0、38.1%和72%。其中，MRI對病理分期T1的4例評估均偏高（3例T2，1例T3），而對于病理分期T2的18例也有10例評估偏高（3例T3，7例T4），對于T3的準確率高達72%。MRI對病理分期T4的7例評估偏低（5例T3，1例T2）。Kappa一致性分析顯示一致性差。該結果提示，對于未行新輔助治療的直腸癌，MRI對于T1～T2的早期腫瘤趨于高估T分期而對于T4趨于低估的可能性，對于T3分期最準確，但總體與病理T分期的一致性差。

本研究結果顯示，無論術前是否行新輔助治療，腫瘤ADC值與T分期無顯著相關性。磁共振DWI通過觀察活體組織水分子擴散運動進行功能成像，常使用ADC值定量反映組織中水分子的擴散特性［7］。由于ADC值不僅受到細胞內外水成分比例改變和細胞外水分擴散路徑影響，而且受到ROI、溫度及b值選取的影響，目前報道不一，且目前多選用1.5 T，盆腔MRI進行掃描，掃描準確性相對較低［8］。本研究采用3.0 T高分辨薄層直腸MRI進行研究，以期獲得高質量影像學治療，提高直腸癌檢查準確性。對于直腸癌ADC值與術后病理T分期的相關性，目前文獻報道不盡相同。Akashi等［9］報道腫瘤ADC值與不同CEA水平、T分期、N分期、淋巴血管侵犯，以及局部復發(fā)均無統(tǒng)計學關系。陸志華等［10］研究顯示，腫瘤ADC值與T分期有統(tǒng)計學意義。但目前大部分文獻報道腫瘤ADC值與T分期的相關性不大。DWI提供的量化指標ADC值通過反應組織內水分子擴散運動來定量分析出腫瘤組織，腫瘤生長較快，組織內密度較大，細胞大小差異越大，水分子的擴散越受限，ADC值就越能定量反映組織內水分子的擴散運動，如腫瘤惡性程度越高，組織內細胞密度更大，細胞大小差異越大，水分子的擴散越受限，ADC值就越低，而與腫瘤組織侵犯深度目前認為相關性不大［7］。

表1 MRI T分期與病理T分期比較

表2 ADC值與T分期關系

表3 ADC值與直腸癌分化程度和N分期關系

圖2 ADC值鑒別直腸癌有無淋巴結轉移的ROC曲線

對于ADC值與腫瘤分化程度的相關性，現(xiàn)有文獻大多顯示分化較差的腫瘤組織ADC值較分化程度較好的腫瘤明顯更低。Cho等［11］報道，腫瘤轉移淋巴結ADC值（0.9±0.15×10-3mm2/s）較無轉移淋巴結（1.1±0.22×10-3mm2/s）明顯更低，以1.0×10-3作為最佳閾值，準確性為72%，敏感性78%，特異性67%。但仍有研究實現(xiàn)ADC值與直腸癌分化程度無統(tǒng)計學差異，陳應明等［12］報道不同分化程度直腸腺癌間ADC值差異無統(tǒng)計學意義，而陳長春等［13］研究認為高、中、低分化直腸腺癌的平均ADC值不同。我們研究發(fā)現(xiàn)低-中分化和中-高分化兩組患者ADC值差異無統(tǒng)計學意義。理論認為，腫瘤的分化程度可以反映腫瘤良惡性，分化程度越低的腫瘤惡性程度越高，細胞異形性越明顯，核漿比增大，細胞排列緊密，造成組織中細胞內、外水分子擴散均受限，ADC值相應降低。造成這種差異原因我們認為如下：（1）現(xiàn)有報道多為回顧性，小樣本研究，可能存在統(tǒng)計上誤差；（2）腫瘤惡性程度不僅受分化程度影像，同時也受到腫瘤細胞學形態(tài)和腫瘤分期等的影像，可能造成一定影像；（3）對于腫瘤分化程度判定可能存在一定重疊；（4）ADC值不僅受到水分子擴散影像，同時也受到腫瘤微環(huán)境影像，腫瘤細胞壞死，富血管化，囊變和纖維化等都會影像水分子擴散，進而影像腫瘤ADC值。

本文按照術前是否行輔助治療，將患者分為兩組進行統(tǒng)計學分析，按照將術后病理結果有無淋巴結轉移分為兩組，術前行輔助治療未行輔助治療患者淋巴結ADC值明顯高于無轉移組。而術前行輔助治療兩組患者差異無統(tǒng)計學意義。馬二奎等［14］研究結果顯示ADC值與淋巴結轉移差異存在統(tǒng)計學意義，轉移性淋巴結與非轉移性淋巴結的ADC值分別為0.79±0.12×10-3mm2/s和0.98±0.23×10-3mm2/s（P ＜ 0.01）。Akashi等［9］按照有無淋巴轉移進行分組發(fā)現(xiàn)，無淋巴結轉移組ADC值（0.876±0.108×10-3mm2/s，M±SD）與有淋巴結轉移組ADC值（0.903±0.094×10-3mm2/s，M±SD）間差異無統(tǒng)計學意義。術前放化療對于腫瘤會導致腫瘤成分改變，出現(xiàn)壞死，纖維化等，這對于影像學判斷會存在一定影響。我們研究并未將選取測量ADC值的淋巴結/癌結節(jié)與術后病理一一對應，可能造成ADC值判斷不穩(wěn)定。所以仍需要大樣本、前瞻性、高質量的報道證實。

本研究為回顧性研究，由于樣本量分布不均，并未排除細胞學形態(tài)對腫瘤ADC值影響；按照術前有無淋巴結進行分組，雖然排除放化療對于影像學影響，但同時相對縮小樣本量，可能會增加統(tǒng)計學上誤差；同一患者術后病理檢查可能存在多個轉移淋巴結，本文未將選取測量ADC值的淋巴結/癌結節(jié)與術后病理一一對應。

基于本組資料研究，認為3.0 T高分辨直腸MRI對于術前T分期準確性較差，在診斷T3期準確性相對較高；ADC值對于未行放化療患者是否存在淋巴結轉移的判斷有價值，對于行輔助治療患者判斷差異無統(tǒng)計學意義；對于無論術前是否行輔助治療的患者，不同T分期、不同分化程度間ADC值差異無統(tǒng)計學意義。